ファイバーブラッググレーティング

ファイバーブラッググレーティング（FBG ）は、光ファイバーの短いセグメントに構築された分布ブラッグ反射器の一種で、特定の波長の光を反射し、他のすべての光を透過します。これは、ファイバーコアの屈折率に周期的な変化を作り、波長固有の誘電体ミラーを生成することによって実現されます。したがって、ファイバーブラッググレーティングは、特定の波長をブロックするインライン光フィルターとして使用したり、センシングアプリケーションに使用したり、^[1]波長固有の反射器として使用したりできます。

最初のファイバー内ブラッググレーティングは、1978 年にケン・ヒルによって実証されました。 ^[2]当初、グレーティングはファイバーコアに沿って伝播する可視レーザーを使用して製造されました。1989 年に、ジェラルド・メルツとその同僚は、レーザー照射がファイバーの側面から来る、はるかに柔軟な横方向ホログラフィック刻印技術を実証しました。この技術は、紫外線レーザー光の干渉パターン^[3]を使用してファイバーブラッググレーティングの周期構造を作成します。

FBG の動作の背後にある基本原理はフレネル反射であり、異なる屈折率の媒体間を移動する光は、界面で 反射と屈折の両方を起こす可能性があります。

屈折率は、通常、定義された長さにわたって変化します。反射波長（）はブラッグ波長と呼ばれ、次の関係によって定義されます。 ${\displaystyle \lambda_{B}}$

${\displaystyle \lambda _{B}=2n_{e}\Lambda }$

ここで、はファイバーコアの有効屈折率、 はグレーティング周期です。有効屈折率は、伝搬する光の速度を真空中の速度と比較して定量化します。 は波長だけでなく、光が伝搬するモード(マルチモード導波路の場合) にも依存します。このため、モード屈折率とも呼ばれます。 ${\displaystyle n_{e}}$${\displaystyle \Lambda}$${\displaystyle n_{e}}$

最初の極小値（ゼロ、図2を参照）間の波長間隔、または帯域幅（）は、（強い格子限界において）次のように表される。 ${\displaystyle \Delta \lambda }$

${\displaystyle \Delta \lambda =\left[{\frac {2\delta n_{0}\eta }{\pi }}\right]\lambda _{B}}$

ここで、は屈折率の変化（）、 はコア内のパワーの割合です。この近似は、格子長 が\に比べて大きくない 弱い格子には適用されないことに注意してください。 ${\displaystyle \delta n_{0}}$${\displaystyle n_{3}-n_{2}}$${\displaystyle \eta}$${\displaystyle L_{g}}$${\displaystyle \lambda_{B}}$${\displaystyle \delta n_{0}}$

ピーク反射（）は、近似的に次のように表される。 ${\displaystyle P_{B}(\lambda _{B})}$

${\displaystyle P_{B}(\lambda _{B})\approx \tanh ^{2}\left[{\frac {N\eta (V)\delta n_{0}}{n}}\right]}$

ここで、周期的変化の数です。反射電力（）の完全な式は、次のように与えられます。 ${\displaystyle N}$${\displaystyle P_{B}(\lambda )}$

${\displaystyle P_{B}(\lambda )={\frac {\sinh ^{2}\left[\eta (V)\delta n_{0}{\sqrt {1-\Gamma ^{2}}}{\frac {N\Lambda }{\lambda }}\right]}{\cosh ^{2}\left[\eta (V)\delta n_{0}{\sqrt {1-\Gamma ^{2}}}{\frac {N\Lambda }{\lambda }}\right]-\Gamma ^{2}}}}$

どこ、

${\displaystyle \Gamma (\lambda )={\frac {1}{\eta (V)\delta n_{0}}}\left[{\frac {\lambda }{\lambda _{B}}}-1\right]}$

ここでのタイプという用語は、光ファイバー内で格子縞が生成される基礎となる光感度メカニズムを指します。これらの縞を生成するさまざまな方法は、生成される格子の物理的特性、特に温度応答と高温に耐える能力に大きな影響を与えます。これまでに、基礎となる光感度メカニズムが異なる 5 種類 (または 6 種類) の FBG が報告されています。^[4]これらは、以下のようにまとめられます。

タイプ I グレーティングは、すべてのタイプの水素化ファイバーと非水素化ファイバーの両方で記述され、通常は標準グレーティングとして知られ、すべてのタイプのファイバーですべての水素化条件下で製造されます。通常、タイプ I グレーティングの反射スペクトルは 1-T に等しくなります (T は透過スペクトル)。これは、反射スペクトルと透過スペクトルが補完的であり、クラッドへの反射または吸収による光の損失が無視できることを意味します。タイプ I グレーティングは、すべてのグレーティング タイプの中で最も一般的に使用されており、執筆時点では市販されている唯一のタイプのグレーティングです。

あらゆるタイプの水素化ゲルマノシリケートファイバーのタイプ I グレーティングを消去した後に書き込まれた再生グレーティング

タイプIAグレーティングは、ゲルマノシリケートファイバーにおけるIIAグレーティングの形成に対する水素負荷の影響を調べるために設計された実験中に、2001年に初めて観察されました^[5]。グレーティングのブラッグ波長の予想された減少（または「青方偏移」）とは対照的に、大きな増加（または「赤方偏移」）が観察されました。

その後の研究で、ブラッグ波長の増加は、初期のタイプ I の格子がピーク反射率に達して弱まり始めたときに始まることが示されました。このため、この格子は再生格子と呼ばれました。

タイプ IA グレーティングの温度係数を測定したところ、同様の条件下で作成された標準グレーティングよりも低いことが示されました。

タイプIAとIIAの格子の刻印の主な違いは、IA格子は水素化ファイバーで刻印されるのに対し、タイプIIA格子は非水素化ファイバーで刻印される点である。^{[6] [7]}

これらは、誘起された屈折率変化の負の部分が正の部分を追い越すときに形成される格子です。これは通常、軸に沿った、または界面における誘起応力の緩やかな緩和と関連しています。これらの格子をタイプ In と再ラベル付けすることが提案されています (負の屈折率変化を伴うタイプ 1 の格子の場合。タイプ II のラベルは、ガラスの損傷閾値を超えて明確に作成された格子用です)。^[8]

その後の謝らの研究では、タイプ II グレーティングと同様の熱安定性特性を持つ別のタイプのグレーティングの存在が示された。このグレーティングは、ファイバーの平均屈折率に負の変化を示し、タイプ IIA と名付けられた。このグレーティングは、周波数倍増 XeCl ポンプ色素レーザーからのパルスを使用して、ゲルマノシリケートファイバーに形成された。最初の露光でファイバー内に標準 (タイプ I) グレーティングが形成され、それが消去される前にわずかに赤方偏移したことが示された。さらに露光すると、グレーティングが再形成され、強度が増しながら着実に青方偏移することが示された。^{[9] [10]}

これらは、格子（通常はタイプ I 格子）が消去された後に高温で再生される格子であり、通常は水素の存在下で再生されますが、常に再生されるとは限りません。これらは、ドーパントの拡散（現在最も一般的な解釈は酸素）やガラスの構造変化など、さまざまな方法で解釈されてきました。最近の研究では、拡散を超えた再生モードが存在し、格子を 1,295 °C を超える温度で動作させることができ、タイプ II フェムト秒格子よりも優れていることが示されています。^[11]これらは、超高温アプリケーションに非常に魅力的です。

ガラスの損傷閾値を超える高強度レーザーによる多光子励起によって刻み込まれた損傷書き込み格子。使用されるレーザーは、通常、これらの強度に達するためにパルス化されます。これには、フェムト秒パルスを使用した多光子励起の最近の開発が含まれます。この短い時間スケール (局所緩和時間に類似した時間スケールに相当) により、誘発された変化の空間的局在化がこれまでにないほど実現されます。ガラスの非晶質ネットワークは、通常、異なるイオン化および溶融経路によって変換され、より高い屈折率の変化をもたらすか、または微小爆発によって、より密度の高いガラスに囲まれた空隙を作成します。

Archambault らは、ドロータワーのファイバーに単一の UV パルスを使用して、約 100% (> 99.8%) の反射率のグレーティングを刻むことが可能であることを示しました。結果として得られたグレーティングは、800 °C という高温 (場合によっては 1,000 °C まで、フェムト秒レーザー刻み込みではさらに高温) でも安定していることが示されました。グレーティングは、 248 nm のエキシマレーザーからの単一の 40 mJ パルスを使用して刻まれました。さらに、約 30 mJ で急激なしきい値が明らかになりました。このレベルを超えると、屈折率変調は 2 桁以上増加しましたが、30 mJ 未満では、屈折率変調はパルスエネルギーに対して直線的に増加しました。識別を容易にするため、また熱安定性の明確な違いを認識するために、彼らは、しきい値未満で製造されたグレーティングをタイプ I グレーティング、しきい値を超えるグレーティングをタイプ II グレーティングと名付けました。これらの格子を顕微鏡で調べたところ、ファイバ内の格子の位置に周期的な損傷跡が見られました [10]。そのため、タイプ II 格子は損傷格子とも呼ばれます。ただし、これらの亀裂は非常に局所的であるため、適切に準備されていれば散乱損失に大きな影響を与えることはありません。^{[12] [13]}

FBG の構造は、屈折率または格子周期によって変化します。格子周期は均一または段階的であり、局所的または上部構造内に分散されます。屈折率には、屈折率プロファイルとオフセットという 2 つの主な特性があります。通常、屈折率プロファイルは均一またはアポダイズされ、屈折率オフセットは正またはゼロです。

FBGには6つの一般的な構造がある。^[14]

1. 均一な正のみの指数変化、
2. ガウス アポダイズド、
3. レイズドコサインアポダイズド、
4. さえずった、
5. 離散位相シフト、および
6. 上部構造。

最初の複合格子は1994年にJ. Canningによって作られました。^{[15] [引用が必要]これは最初の分布帰還型（DFB）}ファイバーレーザーの開発を支え、オーストラリアのPeter Hillと同僚によって最初に作られたサンプル格子を含む、その後のほとんどの複合格子の基礎を築きました。^{[引用が必要]}

FBGの特性を制御する量は基本的に2つあります。それは、格子長、であり、次のように表され ます。${\displaystyle L_{g}}$

${\displaystyle L_{g}=N\Lambda }$

およびグレーティング強度 です。ただし、FBG では制御する必要がある 3 つの特性があります。反射率、帯域幅、およびサイドローブ強度です。上に示したように、強いグレーティング限界 (つまり、 が大きい場合) では、帯域幅はグレーティング長ではなく、グレーティング強度に依存します。つまり、グレーティング強度を使用して帯域幅を設定できます。グレーティング長 (実質的に ) を使用して、グレーティング強度とグレーティング長の両方に依存するピーク反射率を設定できます。この結果、サイドローブ強度は制御できず、この単純な最適化によって大きなサイドローブが発生します。サイドローブの抑制に役立つように、3 つ目の量を変えることができます。これは、屈折率変化のアポダ​​イゼーションです。アポダイゼーションという用語は、グレーティングの端で屈折率がゼロに近づくように段階的に変化することを指します。アポダイズされたグレーティングは、反射率と狭い帯域幅を維持しながら、サイドローブの抑制を大幅に改善します。 FBG をアポダイズするために通常使用される 2 つの関数は、ガウス関数とレイズドコサイン関数です。 ${\displaystyle \delta n_{0}\eta }$${\displaystyle \delta n_{0}}$${\displaystyle \scriptstyle N}$

格子の屈折率プロファイルを変更して、格子周期の線形変化（チャープ）などの他の機能を追加することもできます。反射波長は格子周期とともに変化し、反射スペクトルが広がります。チャープを持つ格子には分散を追加する特性があります。つまり、格子から反射される異なる波長は異なる遅延を受けます。この特性は、フェーズドアレイアンテナシステムや偏波モード分散補償の開発にも使用されています。

標準的な FBG では、屈折率の勾配または変化はファイバーの長さ (光軸) に沿っており、通常はファイバーの幅全体にわたって均一です。傾斜 FBG (TFBG) では、屈折率の変化は光軸に対して角度があります。TFBG の傾斜角度は、反射波長と帯域幅に影響します。^{[説明が必要]}

通常、格子周期は上図に示すようにブラッグ波長と同じ大きさです。1,500 nm で反射する格子の場合、格子周期は 500 nm で、屈折率は 1.5 です。より長い周期を使用すると、標準的な FBG で可能な範囲よりもはるかに広い応答を実現できます。これらの格子は長周期ファイバー格子と呼ばれます。通常、格子周期は 100 マイクロメートルから 1 ミリメートル程度であるため、製造がはるかに簡単です。^{[16] [17] [18]}

位相シフトファイバーブラッググレーティング（PS-FBG）は、特殊なフィルタリング特性により光通信やセンシングの分野で興味深い用途を持つ重要なクラスのグレーティング構造です。^[19]このタイプのグレーティングは、特殊なパッケージングとシステム設計によって再構成可能です。^[20]

ファイバーブラッググレーティングには、コーティングされていない導波路に比べてブラッグ波長シフトへの機械的影響を1.1～15倍低減するために、回折構造の異なるコーティングが使用されています。^[21]

アドレス指定ファイバブラッグ構造（AFBS）は、 FBGベースのセンサの検査を簡素化し、性能を向上させるために開発された、新しいクラスのFBGです。AFBSの光周波数応答には、2つの狭帯域ノッチがあり、それらの間の周波数間隔は無線周波数（RF）範囲にあります。周波数間隔はAFBSのアドレス周波数と呼ばれ、システム内の各AFBSに固有です。AFBSの中心波長は、光電子式インタロゲーターによってプローブされる従来のFBGとは異なり、スペクトル応答をスキャンせずに定義できます。AFBSの検査回路は、従来のインタロゲーターと比較して大幅に簡素化されており、広帯域光源、定義済みの線形傾斜周波数応答を持つ光フィルタ、および光検出器で構成されています。^{[22] [23]}

ファイバー ブラッグ グレーティングは、 UVレーザーなどの強力な紫外線(UV) 源を使用して、特殊なタイプの光ファイバーのコアに屈折率の系統的 (周期的または非周期的) な変化を「刻み込む」または「書き込む」ことによって作成されます。干渉とマスキングという 2 つの主なプロセスが使用されます。適切な方法は、製造するグレーティングのタイプによって異なります。2000 年代にポリマー光ファイバーが研究対象になり始めましたが、ゲルマニウムをドープしたシリカ ファイバーが最も一般的に使用されています。^[24]ゲルマニウムをドープしたファイバーは感光性があり、コアの屈折率が UV 光にさらされると変化します。変化の量は、露出の強度と期間、およびファイバーの感光性によって異なります。高反射率のファイバー ブラッグ グレーティングをファイバーに直接書き込むには、ゲルマニウムのドーピング レベルを高くする必要があります。ただし、ファイバーを水素にあらかじめ浸すことで感光性を高めれば、標準のファイバーを使用できます。

これはファイバー ブラッグ グレーティングの製造に広く使用された最初の方法で、2 ビーム干渉を使用します。ここでは、UVレーザーが 2 つのビームに分割され、相互に干渉して干渉パターンに沿って周期的な強度分布を作成します。感光性ファイバーの屈折率は、照射される光の強度に応じて変化します。この方法により、干渉周期とレーザー光の入射角の関数に直接関連するブラッグ波長を迅速かつ簡単に変更できます。

複雑な格子プロファイルは、部分的に重なり合う多数の小さな格子を順番に露光することによって製造できる。位相シフトや変調度の変化などの高度な特性は、サブ格子の対応する特性を調整することによって導入できる。^[25]この方法の最初のバージョンでは、サブ格子は UV パルスの露光によって形成されたが、このアプローチには、パルスのエネルギー変動が大きい、平均出力が低いなど、いくつかの欠点があった。これらの問題を克服する、連続 UV 放射による順次書き込み方法が実証され、現在では商業的に使用されている。^[26]感光性ファイバーは、干渉制御されたエアベアリング搭載キャリッジによって移動される。干渉 UV ビームはファイバー上に焦点を合わせられ、ファイバーが移動すると、干渉計内の移動ミラーによって干渉縞がファイバーに沿って移動する。ミラーの範囲は限られているため、ミラーは周期ごとにリセットする必要があり、干渉縞はのこぎり歯状パターンで移動する。すべての格子パラメータは制御ソフトウェアでアクセス可能であるため、ハードウェアを変更することなく任意の格子構造を製造することができます。

意図した格子特性を持つフォトマスクは、ファイバー ブラッグ グレーティングの製造にも使用できます。フォトマスクは、UV 光源と感光性ファイバーの間に配置されます。フォトマスクの影によって、ファイバーに当たる光の透過強度に基づいて、格子構造が決まります。フォトマスクは、干渉パターンを使用して製造できないチャープ ファイバー ブラッグ グレーティングの製造に特に使用されます。

単一のUVレーザービームを使用して、格子をファイバーにポイントごとに「書き込む」こともできます。この場合、レーザーのビームは格子周期に等しい狭いビームになります。この方法の主な違いは、赤外線レーザー放射と誘電体材料間の相互作用メカニズム、つまり多光子吸収とトンネルイオン化にあります。^{[27]この方法は、}長周期ファイバーグレーティングの製造に特に適しています。ポイントごとの方法は、傾斜グレーティングの製造にも使用されます。

もともと、感光性光ファイバーの製造とファイバー ブラッグ グレーティングの「書き込み」は別々に行われていました。今日では、生産ラインでは通常、プリフォームからファイバーを引き出し、グレーティングを「書き込み」、すべて 1 つの段階で行います。これにより、関連コストと時間が削減されるだけでなく、ファイバー ブラッグ グレーティングの大量生産も可能になります。特に大量生産により、1 本のファイバーに沿って多数 (3000 個) のファイバー ブラッグ グレーティングを埋め込んだスマート構造でのアプリケーションが容易になります。

ファイバー ブラッグ グレーティングの主な用途は、光通信システムです。これらは、特にノッチ フィルターとして使用されます。また、光サーキュレーターを備えた光マルチプレクサーおよびデマルチプレクサー、または光アドドロップ マルチプレクサー(OADM) でも使用されます。図 5 は、光サーキュレーターを介して FBG に入射する 4 つのチャネル (4 色で表示) を示しています。FBG は、チャネルの 1 つ (ここではチャネル 4) を反射するように設定されています。信号はサーキュレーターに反射され、そこから下向きに送られ、システムからドロップされます。チャネルがドロップされているため、そのチャネルの別の信号をネットワークの同じポイントで追加できます。

デマルチプレクサは、OADM の複数のドロップ セクションをカスケード接続することで実現できます。各ドロップ エレメントは、デマルチプレクサされる波長に設定された FBG を使用します。逆に、マルチプレクサは、OADM の複数のアド セクションをカスケード接続することで実現できます。FBG デマルチプレクサと OADM は調整可能です。調整可能なデマルチプレクサまたは OADM では、FBG のブラッグ波長は、圧電トランスデューサによって加えられる歪みによって調整できます。歪みに対する FBG の感度については、以下のファイバー ブラッグ グレーティング センサーで説明します。

ブラッグ波長は、ひずみに敏感であるだけでなく、温度にも敏感です。つまり、ファイバー ブラッグ グレーティングは、光ファイバー センサーの感知素子として使用できます。FBG センサーでは、測定対象によってブラッグ波長がシフトします。加えられたひずみ ( ) と温度の変化 ( )によるブラッグ波長の相対シフトは、おおよそ次のように表されます。 ${\displaystyle \Delta \lambda _{B}}$${\displaystyle \Delta \lambda _{B}/\lambda _{B}}$${\displaystyle \epsilon }$${\displaystyle \Delta T}$

${\displaystyle \left[{\frac {\Delta \lambda _{B}}{\lambda _{B}}}\right]=C_{S}\epsilon +C_{T}\Delta T}$

または、

${\displaystyle \left[{\frac {\Delta \lambda _{B}}{\lambda _{B}}}\right]=(1-p_{e})\epsilon +(\alpha _{\Lambda }+\alpha _{n})\Delta T}$

ここで、は歪み係数であり、歪み光学係数と関連している。また、は温度係数であり、光ファイバの熱膨張係数と熱光学係数とから構成される。^[28]${\displaystyle C_{S}}$ ${\displaystyle p_{e}}$${\displaystyle C_{T}}$${\displaystyle \alpha _{\Lambda }}$${\displaystyle \alpha _{n}}$

ファイバー ブラッグ グレーティングは、ひずみと温度を直接検知する素子として使用できます。また、測定対象からひずみまたは温度変化を生成する別のセンサーの出力を変換する変換素子としても使用できます。たとえば、ファイバー ブラッグ グレーティング ガス センサーは吸収コーティングを使用しており、ガスが存在するとこれが膨張してひずみを生成し、グレーティングで測定できます。技術的には、吸収材料が検知素子であり、ガスの量をひずみに変換します。次に、ブラッグ グレーティングがひずみを波長の変化に変換します。

具体的には、ファイバーブラッググレーティングは、地震学、^{[29]極めて過酷な環境用の} 圧力センサー、および外部圧力、温度、地震振動、インライン流量測定の影響を測定するための石油およびガス井のダウンホールセンサーなどの計測アプリケーションで使用されています。そのため、これらのアプリケーションで使用される従来の電子ゲージに比べて、振動や熱の影響を受けにくく、信頼性がはるかに高いという大きな利点があります。1990年代には、航空機やヘリコプターの構造用の複合材料の歪みと温度を測定するための調査が行われました。^{[30] [31]}

近年、高出力ファイバーレーザーの開発により、これまで不可能と考えられていた出力レベルで動作するファイバーブラッググレーティング (FBG) の新しいアプリケーションが生まれました。単純なファイバーレーザーの場合、FBG は高反射鏡 (HR) および出力カップラー (OC) として使用してレーザーキャビティを形成できます。レーザーのゲインは、希土類元素を添加した光ファイバーによって提供され、最も一般的な形式では、シリカファイバー内の活性レーザーイオンとしてYb ^{3+イオンを使用します。これらの Yb 添加ファイバーレーザーは、2004 年に自由空間キャビティに基づいて 1 kW CW 出力レベルで初めて動作しましたが[32]、}ファイバーブラッググレーティングキャビティで動作することが示されたのはずっと後のことでした。^[33]

このようなモノリシックな全ファイバー デバイスは、世界中の多くの企業によって 1 kW を超える出力レベルで製造されています。自由空間ミラーが一対のファイバー ブラッグ グレーティング (FBG) に置き換えられたこれらの全ファイバー システムの主な利点は、FBG がドープ ファイバーに直接接合されており、調整が不要なため、システムの寿命中に再調整が不要なことです。課題は、これらのモノリシック キャビティを、20/400 (コア径 20 μm、内部クラッド径 400 μm) などの大モード エリア (LMA) ファイバーで kW CW 出力レベルで動作させ、キャビティ内接合点とグレーティングで早期故障を起こさないようにすることです。一度最適化されると、これらのモノリシック キャビティはデバイスの寿命中に再調整が不要になり、レーザーのメンテナンス スケジュールからファイバー表面のクリーニングと劣化がなくなります。しかし、これらのパワーレベルでは、スプライスとFBG自体のパッケージングと最適化は簡単ではなく、さまざまなファイバーのマッチングも同様です。これは、Ybドープファイバーとさまざまなパッシブファイバーと感光性ファイバーの構成をファイバーレーザーチェーン全体で慎重に一致させる必要があるためです。ファイバー自体のパワー処理能力はこのレベルをはるかに上回り、おそらく30kW CWを超えることもありますが、コンポーネントの信頼性とスプライス損失により、実際の限界ははるかに低くなります。^[34]

ダブルクラッドファイバーには、信号導波路を形成する Yb ドープコアと、ポンプ光用の内部クラッド導波路の 2 つの導波路があります。アクティブファイバーの内部クラッドは、クラッドモードをスクランブルし、ドープコアとのポンプオーバーラップを増やすように形作られることがよくあります。アクティブファイバーとパッシブファイバーをマッチングさせて信号の完全性を向上させるには、コア/クラッドの同心度と、コア径と NA による MFD の最適化が必要であり、これにより接続損失が減少します。これは主に、関連するファイバー仕様をすべて厳しくすることで実現されます。^[35]

ファイバーをマッチングさせてポンプ結合を改善するには、パッシブファイバーとアクティブファイバーの両方のクラッド径を最適化する必要があります。アクティブファイバーに結合されるポンプパワーの量を最大化するために、アクティブファイバーは、ポンプパワーを供給するパッシブファイバーよりもわずかに大きいクラッド径で設計されます。例として、クラッド径が395μmのパッシブファイバーをクラッド径が400μmの八角形のアクティブファイバーに接続すると、ポンプパワーのアクティブファイバーへの結合が改善されます。このような接続の画像が示されており、ドープされた二重クラッドファイバーの形状クラッドが示されています。^[36]

アクティブファイバーとパッシブファイバーのマッチングは、いくつかの方法で最適化できます。信号伝送光をマッチングさせる最も簡単な方法は、各ファイバーの NA とコア径を同じにすることです。ただし、これでは屈折率プロファイルの特徴がすべて考慮されるわけではありません。MFD のマッチングも、マッチングされた信号伝送ファイバーを作成するために使用される方法です。これらすべてのコンポーネントをマッチングさせることで、高出力アンプやレーザーを構築するための最適なファイバーセットが得られることがわかっています。基本的に、MFD がモデル化され、結果として得られる目標 NA とコア径が開発されます。コアロッドが作られ、ファイバーに引き込まれる前に、そのコア径と NA がチェックされます。屈折率の測定に基づいて、最終的なコア/クラッド比が決定され、目標 MFD に合わせて調整されます。このアプローチでは、プリフォームがファイバーに引き込まれる前に、屈折率プロファイルの詳細をプリフォーム上で簡単に高精度に測定できます。^[36]

• ブラッグの法則
• 誘電体ミラー
• 回折
  • 回折格子
• 光ファイバーによる分散温度検知
• 水素センサー
• 長周期ファイバーグレーティング
• PHOSFOSプロジェクト – フレキシブルスキンに FBG を埋め込む
• フォトニック結晶ファイバー

• FOSNE 2009年8月25日アーカイブ、Wayback Machine - Fibre Optic Sensing Network Europe
• 海底インフラ監視におけるブラッググレーティング