Wie funktioniert ein Faser-Bragg-Gitter?
Ein Faser-Bragg-Gitter besteht aus zahlreichen Reflexionsstellen, die Teile des einfallenden Lichtes zurückwerfen. Eine solche Stelle wird durch starkes UV-Licht, das auf den Faserkern wirkt, hervorgerufen. Dieser Vorgang wird auch als "einschreiben" bezeichnet. Wenn sehr viele Reflexionsstellen in einem konstanten Abstand in die Faser eingeschrieben werden, entsteht ein Gitter.

Prinzipieller Aufbau eines Faser-Bragg-Gitters
Der Abstand zwischen den Reflexionsstellen ist bei einem Faser-Bragg-Gitter immer gleich. Eine Wellenlänge, die exakt zwischen zwei Reflexionsstellen passt, wird an dem Gitter reflektiert. Alle anderen Wellenlängen passieren das Gitter, ohne reflektiert oder geschwächt zu werden.
Da sich das Licht der einzelnen Reflexionsstellen überlagert, entsteht ein Reflexionspeak, der vom Abstand der Gitterstellen zueinander bestimmt wird. Liegen alle Reflexionen phasengleich – in diesem Fall entspricht die Wellenlänge dem Abstand der Reflexionsstellen –, entsteht an dieser Stelle konstruktive Interferenz. Die Wellenlänge eines solchen Reflexionspeaks wird in der Auswerteeinheit (Interrogator) bestimmt.

Sobald Dehnung auf ein Faser-Bragg-Gitter wirkt, ändert sich der Abstand der Reflexionsstellen und es wird eine andere Wellenlänge reflektiert. Somit kann die Änderung der Bragg-Wellenlänge bestimmt werden. Analog zu der Beziehung für den metallischen DMS gilt:

Mit
λ Basiswellenlänge des Faser-Bragg-Gitters (Wellenlänge bei Start der Messung)
Δλ Wellenlängenänderung bei in das Gitter eingeprägter Dehnung
k k-Faktor
ε Dehnung
Faser-Bragg-Sensoren weisen eine größere Schichtdicke als elektrische Dehnungsmessstreifen auf. Hierdurch ergibt sich bei der Messung von Biegedehnungen auf dünnen Bauteilen ein nicht zu vernachlässigender Messfehler, der jedoch sehr einfach korrigiert werden kann:

Mit
εOF Dehnung auf Bauteiloberfläche
εAnz von der Faser gemessene Dehnung
h Bauteilstärke
d Abstand der Faser von der Bauteilstärke
Bei den optischen DMS von HBM ist der Abstand d 0,5 mm.