Światłowodowy czujnik siły bazujący na interferometrze Sagnaca z dwójłomnym światłowodem fotonicznym

• Autorzy: Kaczmarek C.

Warianty tytułu

EN

Fiber optic force sensor based on the Sagnac interferometer with a birefringent photonic crystal fiber

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono światłowodowy czujnik siły, w którym zastosowano krótki odcinek dwójłomnego światłowodu fotonicznego (PM-PCF) jako przetwornik ugięcia elementu sprężystego, umieszczony w pętli interferometru Sagnaca. Element sprężysty czujnika stanowi belka stalowa o jednakowej wytrzymałości, jednostronnie utwierdzona. Odcinek światłowodu PM-PCF zamocowano jednym końcem do belki w pobliżu jej swobodnego końca, a drugim końcem do mocowania belki. Z pomiarów wynika, że przesunięcie widma wiązki wyjściowej czujnika, wywołane siłą działającą na swobodny koniec belki, następuje z czułością 33 pm/N w zakresie 0-50 N. Czułość ta odniesiona do 1 m odcinka PM-PCF wynosi 94 pm/N-m. Ze względu na bardzo małą czułość temperaturową tego czujnika nie wymaga on kompensacji temperaturowej.

EN

A fiber optic force sensor is presented, in which a short segment of a polarization maintaining - photonic crystal fiber (PM-PCF) was used as a transducer of the deflection of an elastic element, and was placed in the loop of the Sagnac interferometer. The elastic element of the sensor is constituted by a steal cantilever beam of constant strength. A section of a PM-PCF was fixed by one end to the beam near its free end and by the second end to the anchorage of the beam. From the measurements it follows, that the shift of the spectrum of the sensor output, caused by the force acting on the free end of the beam occurs with a sensitivity of 33 pm/N over a range of 0-50N. This sensitivity corresponding to a 1 m long section of PM-PCF is 94 pm/N. Due to the very low temperature sensitivity of the sensor it does not require any temperature compensation.

Słowa kluczowe

PL

czujnik światłowodowy; czujnik siły; interferometr Sagnaca; światłowód fotoniczny dwójłomny; PM-PCF

EN

fiber optic sensor; force sensor; Sagnac interferometer; birefringent photonic crystal fiber; PM-PCF

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 53, nr 11
• Strony: 67--69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., wykr., rys.

Twórcy

autor

Kaczmarek C.

• Politechnika Lubelska, Instytut Elektroniki i Technik Informacyjnych

Bibliografia

• [1] Libatique N., Jain R.: A broadly tunable wavelength-selectable WDM source using a fiber Sagnac loop filter, IEEE Photonics Technology Letters 11, No.12, 2001, 1283-1285.
• [2] Frazzao O., Baptista J., Santos J.: Recent advances in high-birefrin- gence fiber loop mirror sensors, Sensors, No 7, 2007, 2970-2983.
• [3] Kaczmarek C.: Światłowodowy czujnik odkształcenia bazujący na interferometrze Sagnaca z dwójłomnym światłowodem fotonicznym, COE 2012, Karpacz, przyjęty na konferencję.
• [4] Kaczmarek C.: Optical wavelength discriminator based on a Sagnac loop with a birefringent fiber, Electrical Review 87, No. 10, 2011, 325-327
• [5] Zhao Ch., in.: Temperature-insensitive interferometer using a highly birefringent photonic crystal fiber loop mirror. Photonics Technology Letters 16, No. 11 2004, 1535-1537.
• [6] Kim D., Kang J.: Sagnac loop interferometer based on polarization maintaining photonic crystal fiber with reduced temperature sensitivity, Optics Express 12, No. 19, 2004, 4490-4494.
• [7] Fang X., Claus R.: Polarization-independent fiber wavelength division multiplexer based o Sagnac interferometer, Optics Letters 20, No. 20, 1995, 2146-2148.
• [8] Roliński Z.: Tensometria oporowa. Podstawy teoretyczne i przykłady zastosowań. WNT, Warszawa 1981.