Sterowanie odpowiedzią czujników opartych na światłowodowych siatkach długookresowych (LPG) poprzez zastosowanie cienkich pokryć

• Autorzy: Śmietana M. , Bock W. J. , Mikulic P.

Warianty tytułu

EN

Long-period Grating (LPG) sensor spectral response tuning by deposition of thin overlays

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem cienkich warstw pokryciowych do sterowania czułością światłowodowych siatek długookresowych (ang. Long-period Grating, LPG) na zmiany współczynnika załamania otoczenia. Do pokrycia struktur LPG wykorzystano metodę chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganą plazmą wysokiej częstotliwości (ang. Radio Frequency Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, RF PECVD), której użycie umożliwia uzyskania cienkich i jednorodnych pokryć na powierzchni światłowodu. Właściwości pokryć mogą być determinowane poprzez odpowiedni dobór parametrów procesu osadzania. Przedstawiono możliwości wykorzystania warstw diamentopodobnych (DLC) i azotku krzemu (SiNx) do sterowania odpowiedzią struktur na zmiany współczynnika załamania otoczenia, co umożliwia ich późniejsze zastosowania, choćby jako wysokoczułych biosensorów, czujników wilgotności, ciśnienia hydrostatycznego lub temperatury.

EN

The work presents results on application of thin overlays for tuning sensitivity of Long-period Gratings (LPGs) to variations in external refractive index. For deposition of thin films there has been applied Radio Frequency Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (RF PECVD) method, which allows for obtaining thin and uniform overlays on the surface of the fiber. Properties of the films can be determined in wide range by selection of certain set of deposition process parameters. There has been shown application of diamond-like carbon (DLC) and silicon nitride (SiNx) thin films for spectral response tuning of the gratings to variations in external refractive index. The effect can be applied for developing highly sensitive biosensors, as well as humidity, hydrostatic pressure, and temperature sensors.

Słowa kluczowe

PL

światłowodowe siatki długookresowe; cienkie warstwy diamentopodobne; cienkie warstwy azotku krzemu; SiNx; metoda RF PECVD; czujnik zmian współczynnika załamania

EN

long-period grating; LPG; thin diamond-like carbon; DLC; silicon nitride films; SiNx; RF PECVD method; refractive index sensing

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 53, nr 11
• Strony: 23--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., wykr.

Twórcy

autor

Śmietana M.

autor

Bock W. J.

autor

Mikulic P.

• Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Del Villar I., Martias I. R., Arregui F. J.: Nanorefractometer Based on Deposition of an Overlay on a Long Period Fiber Grating, Proc. SPIE Vol. 5855, 2005, pp. 840-843.
• [2] Eftimov T. at all.: Efficient distributed moistureingress sensing using diamond-like carbon-nanocoated long period gratings, Optics Communications Vol. 284, 2011, pp. 4470-4472.
• [3] Falate R. at all.: Fiber optic sensors for hydrocarbon detection, Sensors and Actuators B 105, 2005, pp. 430-436.
• [4] Ishaq I. M. at all.: Modification of the refractive index response of long period gratings using thin film overlays, Sensors and Actuators B107, 2005, pp. 738-741.
• [5] Patrick H. J., Kersey A. D., Bucholtz F.: Analisis of the Response of Long Period Fiber Gratings to External Index Refraction, J. Lightwave Tech. Vol. 16, no. 9, 1998, pp. 1606-1612.
• [6] Shu X., Zhang L.: Sensitivity Characteristics of Long-Period Fiber Gratings, J. Lightwave Technol. Vol. 20, no. 2, 2002, pp. 255-266.
• [7] Śmietana M. at all.: Application of diamond-like carbon films in optical fibre sensors based on long-period gratings, Diamond and Related Materials Vol. 16, 2007, pp. 1374-1377.
• [8] Śmietana M. at all.: Pressure Sensing in High-Refractive-Index Liquids Using Long-Period Gratings Nanocoated with Silicon Nitride, Sensors Vol. 10, no. 12, 2010, pp. 11301-11310.
• [9] Śmietana M., Bock W. J., Mikulic P.: Comparative study of long-period gratings written in a boron co-doped fiber by an electric arc and UV irradiation, Measurement Science and Technology Vol. 21, 2010, 025309.
• [10] Śmietana M., Bock W. J., Mikulic P.: Temperature sensitivity of silicon nitride nanocoated long-period gratings working in various surrounding media, Measurement Science and Technology Vol. 22, 2011, 115203.
• [11] Śmietana M., Bock W. J., Szmidt J.: Evolution of optical properties with thickness of silicon nitride and diamond-like carbon films deposited by RF PECVD method, Thin Solid Films Vol. 519, 2011, pp. 6339-6343.
• [12] Sun J., Li Y., Liu D.: Widely tunable long-period fiber gratings with interpolymers as sensitivity-enhanced materials, Opt. Comm. Vol. 249, 2005, pp. 193-200.
• [13] Vasilev S. A. at all.: Fibre gratings and their applications, Quantum Electronics Vol. 35, no. 12, 2005, pp. 1085-1103.
• [14] Vengsarkar A. M. at all.: Long-Period Fiber Gratings as Band-Rejection Filters, J. Lightwave Tech. Vol. 14, no. 1, 1996, pp. 58-65.