Messsystem zum experimentellen Nachweis der Polarisationsmodenkopplung in schubverzerrten Faser-Bragg-Gitter-Sensoren

Faser-Bragg-Gitter-Sensoren (FBG) besitzen ein großes Anwendungspotential in der experimentellen Spannungs- und Dehnungsanalyse. FBGs werden in Monomodenfasern eingeschrieben und erzeugen ein schmales optisches Reflexionsband. In doppelbrechenden Fasern spaltet dieses Reflexionsband für die beiden Polarisationsmoden auf. Über die Bestimmung der Mittenwellenlängen der Bänder können Aussagen über den Dehnungstensor an der Stelle des FBGs getroffen werden. FBGs können in Faserverbundstrukturen integriert werden und erlauben so Messungen im Strukturinneren. Die integrierten FBGs werden dabei einem beliebigen Dehnungsfeld ausgesetzt. Unsere Arbeitsgruppe konnte kürzlich theoretisch zeigen, dass die Annahmen, die für die Rekonstruktion des Dehnungstensors aus den Reflexionsmessungen bislang getroffen wurden, im Falle von Dehnungsfeldern mit Schubanteilen nicht zutreffen. Um die Voraussagen der Theorie experimentell zu überprüfen, wurde ein Messsystem entwickelt, welches eine polarisationsaufgelöste Vermessung des Reflexionsspektrums eines FBGs ermöglicht. In diesem Beitrag stellen wir dieses Messsystem sowie erste Messergebnisse und deren Vergleich mit der Theorie vor.