Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fiber optic sensor based on lateral offset displacement for water quality analysis in agricultural applications

Haroon Hazura, Azman Noor Erina, Idris Othman Siti Khadijah, Abdul Razak Hanim, Mohd Zain Anis Suhaila, Salehuddin Fauziyah, Othman Maisara

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 7

253--256

EN

In this study, we developed a fiber optic sensor based on a lateral offset displacement to evaluate the water quality of a hydroponic farming system. The fiber is set up in lateral offset SM-SM fiber mode. The fiber core has been spliced at a variety offset lengths, which serve as a sensing region of the fiber sensor towards the hydroponic crop system's water quality, including pH and temperature. Upon completion, the highest sensitivity was achieved by fiber optic sensor with an offset distance of 18.72 µm, with 0.1972 dBm/pH and 0.2863 dBm/°C for pH and temperature measurements, respectively.

PL

W tym badaniu opracowaliśmy czujnik światłowodowy oparty na czujniku przesunięcia bocznego do oceny jakości wody w systemie uprawy hydroponicznej. Światłowód jest ustawiony w trybie światłowodu SM-SM z przesunięciem bocznym. Rdzeń włókna został spleciony na różnych przesuniętych długościach, które służą jako obszar wykrywania czujnika włókna w kierunku jakości wody w systemie upraw hydroponicznych, w tym pH i temperatury. Najwyższą czułość uzyskano po zastosowaniu czujnika światłowodowego o odległości offsetu 18,72 µm, gdzie czułość uzyskana dla pomiarów pH i temperatury wynosi odpowiednio 0,1972 dBm/°pH i 0,2863 dBm/°C.

2

Effect of various overlap distance in waist enlarged tapers in Mach zehnder interferometer fiber optic sensor for liquid temperature monitoring

Razak Hanim Abdul, Abdul Ghafar Ahmad Mubasyir, Haroon Hazura, Idris Siti Khadijah, Mohd Zain Anis Suhaila, Salehuddin Fauziyah, Abdul Rahim Hazli Rafis

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 4

77--80

EN

A fiber optic sensor (FOS) based on the Mach-Zehnder interferometer (MZI) suitable for monitoring the liquid temperature is proposed and demonstrated. The sensor head was formed by a single mode–multimode–single mode (SMS) fiber structure through arc fusion splicing. The intermodal interference is achieved by two waist- enlarged tapers (WET) at the coupling points of the multimode fiber (MMF) and single mode fibers (SMF). The sensitivity of the sensor was determined based on the overlap distance for waist enlargement, tested in different temperatures of liquid. Five different overlap distances set in the conventional fiber splicer were 30 µm, 60 µm, 90 µm, 120 µm and 150 µm. The highest sensitivity of 0.0984 nm/℃ was produced by the SMS sensor with overlap distance of 150 µm. Such easily fabricated, cost-effective and temperature-immune fiber interferometer could be used for high temperature sensing applications. Manipulation of the overlap distance contributes to the advancement of the device.

PL

Zaproponowano i zademonstrowano czujnik światłowodowy (FOS) oparty na interferometrze Mach-Zehnder (MZI) odpowiedni do monitorowania temperatury cieczy. Głowica czujnika została utworzona przez strukturę włókna jednomodowego-wielomodowego-jednomodowego (SMS) poprzez spawanie łukowe. Intermodalność intermodalna jest uzyskiwana dzięki dwóm zwężeniom powiększonym w talii (WET) w punktach łączenia włókien wielomodowych (MMF) i jednomodowych (SMF). Czułość czujnika została określona na podstawie odległości zakładki dla powiększenia talii, badanej w różnych temperaturach cieczy. Pięć różnych odległości nakładania ustawionych w konwencjonalnej spawarce włókien wynosiło 30 µm, 60 µm, 90 µm, 120 µm i 150 µm. Największą czułość 0,0984 nm/℃ uzyskał czujnik SMS z odległością nakładania 150 µm. Taki łatwy w produkcji, opłacalny i odporny na temperaturę interferometr światłowodowy może być używany w aplikacjach z czujnikami wysokiej temperatury. Manipulacja odległością nakładania się przyczynia się do postępu urządzenia.

3

Fibre optic Bragg structures with monotonic apodisation characteristics

Klimek Jacek

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2021

|

T. 11, nr 4

42--46

EN

The article discussesthe principle of operation and the structure of chirped and uniformgratings. It presents the method of producing gratings with monotonic apodisation characteristics, and compares the spectral features of produced gratings with the those obtained by mathematical modelling.

PL

W artykule omówiono zasadędziałania i budowę siatek chirpowych oraz siatek jednorodnych., przedstawiono sposób wytwarzania siateko monotonicznej charakterystyce apodyzacji, porównano charakterystyki spektralne siatek wytworzonych z charakterystykami uzyskanymi metodą modelowania matematycznego.

4

Nowoczesne techniki monitoringu jako narzędzie oceny stanu technicznego wielkośrednicowych kolektorów ściekowych

Popielski Paweł

Inżynieria Bezwykopowa

|

2019

|

nr 3

56--67

PL

Nowe rozwiązania w zakresie monitoringu kolektorów opierają się na innowacyjnym podejściu, polegającym na zastosowaniu czujników światłowodowych. Podstawową ich zaletą, w stosunku do pomiarów punktowych, jest możliwość wykonywania odczytów w sposób geometrycznie quasi ciągły wzdłuż długości pojedynczego włókna światłowodu. Oznacza to, że w przypadku pomiarów obserwowanej wielkości, odczyty czujnika odwzorowują zmiany wartości wzdłuż dowolnie wyznaczonej na kontrolowanym elemencie konstrukcyjnym trasy.

EN

New solutions in the fi eld of collector monitoring are based on an innovative approach based on the use of fi ber optic sensors. Their main advantage, compared to point measurements, is the ability to take readings in a geometrically quasi-continuous manner along the length of a single optical fi ber. This means that in the case of measurements of the observed quantity, the sensor readings refl ect changes in value along any route marked on the controlled structural element.

5

Nanodiamond films for optical fiber sensors

Majchrowicz D.

Zeszyty Naukowe Wydziału ETI Politechniki Gdańskiej. Technologie Informacyjne

|

2018

|

T. 23

34--39

EN

In this article the use of nanodiamond films for interferometric optical fiber sensors has been presented. Nanodiamond is one of innovative materials that stimulate the progress in optoelectronic devices. One of the most promising nanodiamond classes is nanocrystalline diamond films. They have remarkable properties like optical transparency in a broad wavelength range, chemical stability and biocompatibility. Their conductivity and refractive index can be modified by doping with elements such as boron. The nanodiamond films were deposited using a Microwave Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (μPE CVD) system on silicon and glass substrates. A Fabry-Perot interferometer using such film as one of the cavity mirror was set up. The metrological properties of this interferometer have been examined with the use of two broadband light sources using superluminescent diodes working at λ1 = 1550 nm and λ2=1290 nm. Detection of the measured signal was performed by an optical spectrum analyzer. All devices were connected using SMF-28 single-mode fiber with a commercially available single-mode 2 by 2 coupler. The preliminary investigation of developed sensors have demonstrated their ability to operate in selected biophotonic applications.

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie warstw nanodiamentowych w interferometrycznych czujnikach światłowodowych. Nanokrystaliczne warstwy diamentowe charakteryzują się wysoką twardością, stabilnością chemiczną, biokompatybilnością oraz transparentnością w szerokim zakresie promieniowania optycznego – od ultrafioletu do dalekiej podczerwieni. Mają mały współczynnik rozszerzalności termicznej oraz wysoką przewodność cieplną. Ponadto są chemicznie obojętne, odporne na ścieranie oraz posiadają duży, jak na optyczny materiał dielektryczny, współczynnik załamania. Ich przewodnictwo i współczynnik załamania światła można modyfikować poprzez domieszkowanie borem. Wykorzystane w pracy warstwy nanodiamentowe były syntezowane w procesie chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganego plazmą mikrofalową (ang. Microwave Plasma-Assisted Chemical Vapor Deposition, MW PA CVD) na podłożach krzemowych oraz szklanych. Badania zostały przeprowadzone przy użyciu interferometru Fabry’ego-Perota wykorzystującego te warstwy jako powierzchnie odbijające. Właściwości metrologiczne tego interferometru zostały zbadane przy użyciu dwóch szerokopasmowych źródeł światła wykorzystujących diody superluminescencyjne pracujące przy λ1 = 1550 nm i λ2 = 1290 nm. Detekcję zmierzonego sygnału przeprowadzono za pomocą analizatora widma optycznego. Elementy systemu pomiarowego połączono za pomocą komercyjnie dostępnych telekomunikacyjnych światłowodów jednomodowych. Wstępne badania opracowanych czujników wykazały ich zdolność do działania w wybranych zastosowaniach biofotonicznych.

6

Działalność Polskiego Komitetu Optoelektroniki Stowarzyszenia Elektryków Polskich

Woliński W., Romaniuk R.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2017

|

Nr 4 (116)

205--211

PL

Artykuł przedstawia w znacznym skrócie działalność Polskiego Komitetu Optoelektroniki Stowarzyszenia Elektryków Polskich (PKOpto SEP) od momentu jego powstania w roku 1985. Celem artykułu jest zebranie i przypomnienie wybranych danych historycznych dotyczących krajowej optoelektroniki przeżywającej burzliwy rozwój technologiczny w tym okresie. Autorzy artykułu byli obserwatorami, aktywnymi uczestnikami i inicjatorami wielu z tych procesów rozwojowych. PKOpto SEP, jako bardzo ważne i aktywne, opiniotwórcze i inicjatywne ciało społeczne, odegrał istotną rolę w życiu i rozwoju krajowego środowiska naukowo- technicznego optoelektroniki w Polsce, kształceniu ustawicznym kadr zawodowych, integracji lokalnej i otwarciu tego środowiska na współpracę międzynarodową. Wyraźne ślady tej wczesnej, niezwykle aktywnej i pożytecznej działalności Polskiego Komitetu Optoelektroniki obserwowane są w polskim środowisku naukowo- technicznym do dzisiaj. Z ówczesnej działalności Komitetu narodziło się wiele inicjatyw, przedsięwzięć, projektów które trwają do dnia dzisiejszego w postaci ustabilizowanych serii konferencji, zrealizowanych projektów badawczych na rzecz nauki i przemysłu, a także aktywnych społecznych organizacji naukowotechnicznych. We wstępie artykułu zasygnalizowano obszar działalności Komitetu. W dalszej kolejności przedstawiono osoby zaangażowane w jego powstanie. Zespoły robocze Komitetu, w których działało łącznie ponad 200 osób, obejmowały cały obszar optoelektroniki. Komitet podejmował inicjatywy krajowe i międzynarodowe na rzecz środowiska naukowo – technicznego optoelektroniki, angażował się w organizację Krajowych Szkół Optoelektroniki, sympozjów i konferencji, wspierał wydawnictwa zawodowe w obszarze techniki laserowej, zastosowań optoelektroniki w medycynie, telekomunikacji, przemyśle i badaniach naukowych. Artykuł podsumowano krótką refleksją dotyczącą całości dorobku historycznego oraz działalności Komitetu w dniu dzisiejszym i perspektywom w najbliższej przyszłości.

EN

The paper presents, in a concise manner, activities of the Polish Optoelectronics Committee of the Association of Polish Electrical Engineers (PKOpto SEP) since its establishment in 1985. Aim of the paper is to gather and remind chosen historical data concerning Polish optoelectronics experiencing tempestuous technological development during this time period. The authors were insightful observers, active participants and initiators of many of these developments, and among others were founder members of the Committee. PKOpto SEP was then very important and active, centrally located, opinion-forming and action-initiating community body. It played an important role in the life and development of the Polish optoelectronics technical and research communities, recurrent professional education and lifelong learning of experts in optoelectronics, local integration and opening of Polish research community to wide international cooperation. Traces of this early, exceptionally operative Committee activities may be observed in Polish optoelectronics research and technical community till today. These early activities of the Committee gave birth to numerable initiatives, undertakings, projects and programs, out of which some last till today in the form of recognized series of conferences, realized, implemented, and practically applied research projects for science, industry, safety, defense and medicine, but also for active research and technical community and social organizations. Introduction to the paper marks the area of PKOpto activities. Persons involved in Committee establishing are reminded. Working groups of the Committee embraced more than 200 persons and covered the whole area of optoelectronics. PKOpto SEP was undertaking continuously various domestic and international initiatives. It initiated and was engaged in organization of National Optoelectronics Schools, conferences, symposia, supported professional publishing in the area of laser technology, optoelectronics applications in medicine, telecommunications, industry and research. The paper is ended with a short reflection concerning PKOpto activities today and perspectives in the nearest future.

7

Rozwój techniki światłowodowej w Polsce 2017

Romaniuk R., Dorosz J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2017

|

Vol. 58, nr 3

3--11

PL

Konferencja „Światłowody i Ich Zastosowania” odbywa się cyklicznie w kraju od 1976 r., obecnie co półtora roku. Jest organizowana naprzemiennie przez dwa krajowe wiatłowodowe ośrodki technologiczne w Białymstoku (Politechnika) i Lublinie (UMCS). Konferencja światłowodowa gromadzi zainteresowane osoby ze środowisk akademickich, technologicznych, aplikacyjnych, przemysłowych, biznesowych, administracyjnych i podsumowuje okresowe osiągnięcie naukowo-techniczne i aplikacyjne środowiska krajowego, z udziałem gości zagranicznych. Od 1986 roku, konferencja „Optical Fibres and Their Applications – OFTA” jest wspierana przez SPIE poprzez publikację jej materiałów w serii Proc. SPIE. Konferencja zazwyczaj gromadzi ok. 150 osób i prezentowanych jest ok. 100 prac naukowo-technicznych. XVII Konferencja Światłowody i Ich Zastosowania, organizowana przez Politechnikę Białostocką, odbyła się w styczniu br. i zgromadziła podobną liczbę uczestników i prac. Tematyka konferencji, którą można w skrócie określić jako fotonikę światłowodową, obejmuje technologię światłowodów włóknistych aktywnych i biernych, aktywne elementy współpracujące ze światłowodami jak źródła i detektory, światłowodowe elementy funkcjonalne, czujniki światłowodowe, oraz urządzenia, układy i systemy – czujnikowe, sieciowe, transmisyjne. Artykuł przedstawia w skrócie przegląd wybranych prac naukowo-technicznych XVII edycji Konferencji Światłowody i Ich Zastosowania.

EN

The Conference on „Optical Fibres and Their Applications” is held periodically in Poland since 1976, now every 18 months. It is organized alternately by two national optical fibre technological centres in Białystok (Technical University) and Lublin (UMCS University). The conference gathers interested persons from academic communities, technological, application, research and development, industrial, business, and administration ones, and summarizes periodic technical and application achievements of the involved national laboratories and enterprises, with participation of international guests. Since 1986, the conference is supported by the SPIE – The International Society for Optics and Photonics by publications of their works in the series Proc. SPIE. The conference gathers usually around 150 participants and around 100 technical presentations. XVIIth conference on “Optical Fibres and Their Applications – OFTA 2017”, organized by Technical University of Białystok, was held in January 2017, and gathered similar number of persons and high quality papers. Topical area of the conference, which may be concisely determined as optical fibre photonics, embraced technology of active and passive optical fibres, active components cooperating with optical fibres as sources and detectors, optical fibre functional components, optical fibre sensors, optical fibre devices, circuits and systems – sensing, photonic signal processing, networked, and transmission. The article presents concisely a digest of chosen research and technical works presented during the XVIIth Conference on Optical Fibres and Their Applications.

8

Improving optical fiber sensing by MIMO signal processing

Ahrens A., Sandmann A., Bremer K., Roth B., Lochmann S.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2016

|

nr 3

51--55

EN

Optical fiber sensors have reached a high state of maturity. Besides the high number of sensor groups, multi-mode fiber evanescent field sensors can be found in a lot of applications. Here, the signal source commonly excites many optical modes under steady-state conditions. Perturbations of the fiber then produce leaky modes. Thus, a simple intensity detector measures the degree of perturbation. In some cases also restricted mode launching conditions have been applied. They resulted in higher sensitivity but showed a narrower measurement range. Considering the individual modes as carriers of information we adapted multiple-input multiple-output (MIMO) signal processing which is well studied in the telecommunications community, for improvements on both the sensor sensitivity and its measurement range. In this paper MIMO signal processing is investigated for fiber optic sensor applications. A (2x2) MIMO implementation is realized by using lower-order and higher-order mode groups of a gradient-index multi-mode fiber as separate transmission channels. A micro-bending pressure sensor changes these separate transmission characteristics and introduces additional crosstalk. By observing the layer specific weight-factors of the MIMO system the amount of load applied was determined. Experiments verified a good correlation between the change of the MIMO weight coefficients and the load applied to the sensor and thus verified that MIMO signal processing can beneficially be used for fiber optic sensor applications. The experimental results also verified the superior sensitivity and measurement range when MIMO signal processing is utilized.

PL

Czujniki światłowodowe osiągnęły wysoki stan dojrzałości technologicznej. Wśród dużej liczby typów czujników, wiele zastosowań znajdują wielomodowe czujniki zanikającego pola. Najczęściej w tych czujnikach źródło promieniowania w stanie ustalonym wzbudza wiele modów. Zaburzenia we włóknie powodują powstanie modów wyciekających. Tak więc, prosty czujnik natężenia mierzy stopień zaburzenia. W pewnych przypadkach zastosowano ograniczenia wzbudzania modów. Spowodowało to wzrost czułości lecz jednocześnie ograniczyło zakres pomiarowy. W celu poprawienia zarówno czułości, jak i zakresu pomiarowego, zastosowana została dobrze znana w telekomunikacji technika przetwarzania sygnałów MIMO (wiele wejść wiele wyjść) traktująca poszczególne mody jako nośniki informacji. W artykule opisano badania nad zastosowaniem techniki przetwarzania sygnałów MIMO do czujników światłowodowych. Implementacja MIMO (2x2) została zrealizowana poprzez podział modów w gradientowym światłowodzie wielomodowym na grupę wyższego i niższego rzędu i użyciu ich jako dwa osobne kanały transmisyjne. W czujniku mikrozgięciowym nacisk zmienia charakterystyki transmisyjne tych kanałów wprowadzając dodatkowy przesłuch. Poprzez obserwację konkretnych współczynników równań MIMO można wyznaczyć wartość nacisku. Doświadczenia potwierdziły dobrą korelację między zmianami współczynników wagowych MIMO i obciążenia czujnika, a więc potwierdziły, że przetwarzanie sygnału MIMO może być z korzyścią wykorzystywane w czujnikach światłowodowych. Wyniki doświadczalne potwierdziły również doskonałą czułość i zakres pomiarowy przy wykorzystaniu przetwarzania sygnału MIMO.

9

Diagnostyka i monitoring środków transportu bazujące na czujnikach światłowodowych

Murawski L.

Logistyka

|

2015

|

nr 3

3395-3404, CD 1

PL

W pracy przedstawiono podstawową wiedzę i założenia dotyczące monitorowania żywotności konstrukcji (SHM) z elementami diagnostyki. Badania zostały oparte of typowe konstrukcje środków transportu ze szczególnym uwzględnieniem konstrukcji morskich. Celem pracy jest prezentacja możliwości zastosowania systemów bazujących na czujnikach światłowodowych. Rozważono zarys teorii oraz użyteczność praktyczną czujników światłowodowych typu FBG. Przeanalizowano praktyczne wady i zalety tych czujników. Głównym problemem związanym z zastosowaniem czujników typu FBG jest kompensacja temperaturowa. Innym rozważanym typem systemu monitoringu są systemy bazujące na technikach typu OTDR. W pracy zaprezentowano dwa przykłady wstępnych projektów monitorowania konstrukcji okrętowych. Pierwszy został przeznaczony do globalnej diagnostyki fundamentowania okrętowego układu napędowego. Układ pomiarowy został zbudowany na dwóch typach światłowodowych technik pomiarowych OTDR oraz FBG. System OTDR został przeznaczony do pomiarów globalnej deformacji kadłuba w rejonie siłowni (globalne zmiany charakterystyk fundamentowania układu napędowego). System FBG został przeznaczony do pomiarów reakcji łożysk układu napędowego w czasie rzeczywistym. Drugi system monitorowania został przeznaczony do wyznaczania rozkładu pola odkształcenia-naprężenia w fokmaszcie żaglowca. Ten system pomiarowy jest planowany jako monitoring bazujący na czujnikach światłowodowych typu FBG.

EN

The paper presents a basic knowledge and assumptions of Structural Health Monitoring (SHM) systems with elements of structures diagnostic. The analyses are based on structures typical for means of transport with special emphasis of marine structures. Target of the paper is presenting possibilities of systems based on fiber optic sensors. Theory and practical usage of Fibre Bragg Grating (FBG) sensors was presented. Practical advantages and disadvantages were analysed. The main problem of that kind of sensors is temperature compensation. Another type of monitoring system is based on Optical Time Domain Reflectometry (OTDR). Two examples of preliminary design of structural monitoring systems were presented. First one is dedicated to global diagnostic of foundation system of marine propulsion system. This measuring system was built by two types of fiber optic techniques (FBG and OTDR). OTDR system is used to measuring global deformations of ship hull in the engine room area (global changes of propulsion system's foundation characteristics). FBG system is used to recording bearings reactions in real time. Second monitoring system is dedicated to measuring of local strain-stress distribution of sailing ship fore mast. That monitoring system is planned as system based on FBG fiber optic sensors.

10

Światłowody i ich zastosowania 2015

Romaniuk R. S., Wójcik W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 12

86-91

PL

Artykuł jest przeglądem prac przedstawianych na XVI Krajowym Sympozjum Światłowody i ich Zastosowania, organizowanych od roku 1976. Sympozjum, zorganizowane przez Pracownię Technologii Światłowodów na Wydziale Chemii UMCS oraz Instytut Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Lubelskiej w Nałęczowie w dniach 22–25 września 2015, zgromadziło ok. 120 uczestników którzy zaprezentowali 85 prac naukowo-technicznych. Sympozjum organizowane co półtora roku stanowi dobry portret rozwoju fotoniki światłowodowej w kraju. Tematyka Sympozjum obejmuje: materiały optyczne i fotoniczne, technologie światłowodów klasycznych, kształtowanych, nietelekomunikacyjnych oraz fotonicznych, zagadnienia propagacji światła, elementy światłowodowe bierne i aktywne, czujniki światłowodowe, pasywne i aktywne sieci światłowodowe, wzmacniacze i lasery światłowodowe, zagadnienia sieciowe – jak modulację, architekturę, itp.

EN

The paper is a digest of works presented during the XVIth National Symposium on Optical Fibres and Their Applications. The Symposium is organized since 1976. OFTA 2015 was organized by Optical Fiber Laboratory of the Faculty of Chemistry at University of Maria Curie Skłodowska, and Institute of Electronics and Information Technology of Lublin University of Technology, in Nałęczów on 22-25 September 2015. The meeting has gathered around 120 participants who presented 85 research and technical papers. The Symposium organized every 18 months is a good portrait of optical fiber technology development in Poland. Topical tracks of the Symposium were: optical and photonic materials, technology of classical, tailored and structural photonic optical fibres, light propagation physics in optical fibres, passive and active optical fibre components, optical fibre sensors, passive and active optical fibre networks, optical fibre amplifiers and lasers, optical fibre network issues – modulation, architectures, etc.

11

Światłowody i ich zastosowania 2014

Dorosz J., Romaniuk R. S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 5

63-69

PL

W artykule dokonano przeglądu prac prezentowanych w czasie XV Konferencji Światłowody i ich Zastosowania, która odbyła się w Białymstoku i Lipowym Moście w dniach 29.01-01.02.2014 r. Pierwsza konferencja z tego cyklu była zorganizowana w Jabłonnej w 1976 roku. Zakres tematyczny konferencji obejmuje: technologię światłowodów; materiały dla optoelektroniki i fotoniki; materiały luminescencyjne i domieszkowane ziemiami rzadkimi; elementy i układy fotoniczne i optoelektroniczne; metrologia światłowodów, elementów i układów optoelektronicznych; zastosowania światłowodów; czujniki fotoniczne – światłowodowe i planarne; oraz technikę oświetleniową. W konferencji wzięło udział 120 osób, w tym kilkunastu gości zagranicznych, oraz zaprezentowano 90 referatów. Materiały konferencji będą opublikowane w serii Proceedings SPIE.

EN

The paper presents a digest of work presented during the XVth Conference on Optical Fibers and Their Applications, which was held in Białystok and Lipowy Most on 29.01-01.02.2014. The first conference from this cycle was organized in Jabłonna in 1976. Conference topics were: optical fiber technology, materials for optoelectronics and photonics, rare earth doped and luminescent materials, metrology of optical fibers, components and optoelectronic circuits, applications of optical fibers, waveguides and optical fiber sensors, and lighting technology. The conference was attended by 120 participants, including international guests, and 90 papers were presented. Conference papers will be published in Proceedings SPIE.

12

Światłowodowe czujniki wielkości chemicznych, środowiskowych i biologicznych : EWOFS2013

Romaniuk R. S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 1

77-83

PL

W kraju środowisko naukowo-techniczne czujników fotonicznych spotyka się co półtora roku z okazji cyklu Konferencji „Światłowody i ich Zastosowania”, organizowanych naprzemiennie przez ośrodki technologiczne w Białymstoku i Lublinie. Najbliższa konferencja z tego cyklu, piętnasta z kolei, odbędzie się w Białymstoku i Lipowym Moście na przełomie stycznia i lutego 2014. Najważniejszym światowym spotkaniem z obszaru czujników światłowodowych i fotonicznych jest konferencja „Optical Fiber Sensors”, znana powszechnie pod akronimem „OFS”, organizowana co dwa lata w różnych częściach globu. Artykuł podsumowuje niektóre nurty badawcze nad czujnikami światłowodowymi i fotonicznymi, w aspekcie technologicznym i aplikacyjnym, oraz tendencji rozwojowych, przedstawione przez reprezentantów czołowych laboratoriów europejskich, w czasie trwania warsztatów – konferencji EWOFS – ściśle związanej z konferencją OFS. Unikalną okazją do takiego pełniejszego przeglądu był fakt, że piąte europejskie warsztaty – konferencja EWOFS odbyły się w Polsce. Była to także znakomita okazja do pokazania dorobku krajowego w tej dziedzinie na szerokim międzynarodowym forum. Z tej okazji skorzystało wielu młodych uczonych. Artykuł jest drugą częścią sprawozdania z konferencji EWOFS dotyczącą fotonicznych czujników wielkości chemicznych i biologicznych. Pozostałe części dotyczą czujników wielkości fizycznych, struktur inteligentnych i czujników rozłożonych.

EN

Optical fiber sensors, and generally photonic sensors, have been subject to intense research since a few decades. The research and technical communities active in this field meet periodically in local and global scales. Photonic sensors conferences are organized by IEEE Photonics Society, OSA – Optical Society of America, SPIE – The International Society for Optical Engineering, and also by national societies like Photon in France. In Poland, the photonics sensors community meets every year and a half during the conference cycle on “Optical Fibers and their Applications” – OFA. These conferences are organized in an interleaved way by two OF technological centers in Białystok and in Lublin. The nearest conference from this cycle will be held in Białystok and Lipowy Most in January/February 2014. The most important world meeting from the field of optical fiber and photonic sensors is a conference on “Optical Fiber Sensors” held every two years in different parts of the Globe. Proceedings of this meeting, from several decades, indicate and determine the most important development tendencies in the field, in the global scale. The paper wraps up some of these development tendencies of optical fiber and photonic sensors, in technological and application aspects, presented by representatives of key European laboratories, during the 5th European Workshop on Optical Fiber Sensors – 5th EWOFS. This workshop is closely associated with the OFS Conference. A unique occasion to more fully present such a research digest is fact that the 5th EWOFS meeting was organized in Poland. It was also a unique occasion to show to the world the local achievements in this field. This occasion was effectively used by a number of young researchers. This paper is a second part of the report from EWOFS conference concerning the photonic sensors of chemical values. Other parts concern physical sensors, intelligent structures and distributed sensors.

13

Fotoniczne struktury rozłożone i inteligentne : EWOFS2013

Romaniuk R. S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 2

47-54

PL

Czujniki światłowodowe, a ogólniej ujmując czujniki fotoniczne, są przedmiotem intensywnych badań od kilku dziesięcioleci. Środowiska naukowo-techniczne aktywne w tej dziedzinie spotykają się okresowo w skali lokalnej i globalnej. Konferencje na temat czujników fotonicznych są organizowane przez IEEE, OSA, SPIE, a także przez optyczne i fotoniczne organizacje narodowe. W kraju środowisko naukowo-techniczne czujników fotonicznych spotyka się co półtora roku z okazji cyklu konferencji „Światłowody i ich zastosowania”, organizowanych naprzemiennie przez ośrodki technologiczne w Białymstoku i Lublinie. Najbliższa konferencja z tego cyklu, piętnasta z kolei, odbyła się w Białymstoku i Lipowym Moście na przełomie stycznia i lutego 2014. Najważniejszym światowym spotkaniem z obszaru czujników światłowodowych i fotonicznych jest konferencja „OFS”, organizowana co dwa lata w różnych częściach globu. Materiały tej konferencji wyznaczają już od wielu lat tendencje rozwojowe techniki czujników fotonicznych i światłowodowych w skali globalnej. Artykuł podsumowuje niektóre nurty badawcze nad czujnikami światłowodowymi i fotonicznymi, w aspekcie technologicznym i aplikacyjnym, oraz tendencji rozwojowych, przedstawione przez reprezentantów czołowych laboratoriów europejskich, w czasie trwania konferencji czujnikowej EWOFS - ściśle związanej z konferencją OFS. Unikalną okazją do takiego pełniejszego przeglądu był fakt, że piąte Europejskie warsztaty czujnikowe EWOFS odbyły się u nas w kraju. Była to także znakomita okazja do pokazania dorobku krajowego w tej dziedzinie na szerokim międzynarodowym forum. Z tej okazji skorzystało wielu młodych uczonych z kraju. Artykuł jest trzecią częścią sprawozdania z konferencji EWOFS dotyczącą fotonicznych czujników rozłożonych i sieci. Pozostałe części dotyczą czujników wielkości fizycznych, chemicznych i biologicznych, oraz struktur inteligentnych.

EN

Optical fiber sensors, and generally photonic sensors, have been subject to intense research since a few decades. The research and technical communities active in this field meet periodically in local and global scales. Photonic sensors conferences are organized by IEEE Photonics Society, OSA - Optical Society of America, SPIE - The International Society for Optical Engineering, and also by national societies like Photon in France. In Poland, the photonics sensors community meets every year and a half during the conference cycle on “Optical Fibers and their Applications” - OFA. These conferences are organized in an interleaved way by two optical fiber technological and application centers in Białystok and in Lublin. The nearest conference from this cycle was held in Białystok and Lipowy Most in January/February 2014. The most important world meeting from the field of optical fiber and photonic sensors is a conference on “Optical Fiber Sensors” held every two years in different parts of the Globe. Proceedings of this meeting, from several decades, indicate and determine the most important development tendencies in the field, in the global scale. The paper wraps up some of these development tendencies of optical fiber and photonic sensors, in technological and application aspects, presented by representatives of key European laboratories, during the 5th European Workshop on Optical Fiber Sensors - 5th EWOFS. This workshop is closely associated with the OFS Conference. A unique occasion to more fully present such a research digest is fact that the 5th EWOFS meeting was organized in Poland. It was also a unique occasion to show to the world the local achievements in this field. This occasion was effectively used by a number of young researchers. This paper is the third part of the report from EWOFS conference concerning the distributed photonic sensors and networks. Other parts concern physical sensors, chemical and biological sensors, and intelligent structures.

14

Development of fiber Bragg gratings technology and their complex structures for sensing, telecommunications and microwave photonics applications

Osuch T., Gąsior P., Markowski K., Jędrzejewski K.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2014

|

Vol. 62, nr 4

627--633

EN

In this paper research on the development of the fiber Bragg grating (FBG) technology which has been conducted at the Institute of Electronic Systems (IES), Warsaw University of Technology (WUT) since 2004 is presented. In particular the directions in the development of advanced set-ups employing the phase mask inscription scheme are discussed and supported with the descriptions of structures designed and fabricated with the use of the laboratory stages constructed at the IES. The novelty of the presented solutions is based on the combination of numerous techniques of the external modification of the interferometric patterns (projected onto cores of photosensitive fibers to modulate their refractive index) as well as application of the modification of the internal properties of the waveguides themselves by the means of introducing strain or tapering. The development of these sophisticated set-ups resulted in the inscription of FBGs with precisely designed spectral characteristics which found application in telecommunications and sensor technology are also illustrated here. The paper is summarized with the specification of the most important achievements attained at the lab and drafting of the possible directions of further research.

15

Europejskie Warsztaty Czujników Światłowodowych 2013 : czujniki wielkości fizycznych

Romaniuk R. S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 12

76-80

PL

Czujniki światłowodowe, a ogólniej ujmując czujniki fotoniczne, są przedmiotem intensywnych badań od kilku dziesięcioleci. Konferencje na temat czujników fotonicznych są organizowane przez IEEE Photonics Society, OSA – Optical Society of America, SPIE – The International Society for Optical Engineering, a także przez optyczne i fotoniczne organizacje narodowe, jak np. konferencja Photon we Francji. W kraju środowisko naukowo – techniczne czujników fotonicznych spotyka się co półtora roku podczas cyklicznych konferencji „Światłowody i ich Zastosowania”, organizowanych naprzemiennie przez ośrodki technologiczne w Białymstoku i Lublinie. Najbliższa konferencja z tego cyklu, piętnasta z kolei, odbędzie się w Białymstoku i Lipowym Moście (Puszcza Białowieska) na przełomie stycznia i lutego 2014. Najważniejszym światowym spotkaniem z obszaru czujników światłowodowych i fotonicznych jest konferencja „Optical Fiber Sensors” (OFS), organizowana co dwa lata w różnych częściach globu. Materiały tej konferencji wyznaczają już od wielu lat tendencje rozwojowe techniki czujników fotonicznych i światłowodowych w skali globalnej. Artykuł podsumowuje niektóre nurty badawcze nad czujnikami światłowodowymi i fotonicznymi, w aspekcie technologicznym i aplikacyjnym, oraz tendencji rozwojowych, przedstawione przez reprezentantów czołowych laboratoriów europejskich, w czasie trwania warsztatów – konferencji EWOFS – ściśle związanej z konferencją OFS. Unikalną okazją do takiego pełniejszego przeglądu był fakt, że piąte Europejskie warsztaty – konferencja EWOFS odbyły się u nas w kraju. Skorzystało z niej wielu młodych uczonych. Artykuł jest pierwszą częścią sprawozdania z konferencji EWOFS dotyczącą fotonicznych czujników wielkości fizycznych. Pozostałe części dotyczą czujników chemicznych, biologicznych, struktur inteligentnych i czujników rozłożonych.

EN

Optical fiber sensors, and generally photonic sensors, have been subject to intense research since a few decades. The research and technical communities active in this field meet periodically in local and global scales. Photonic sensors conferences are organized by IEEE Photonics Society, OSA – Optical Society of America, SPIE – The International Society for Optical Engineering, and also by national societies like Photon in France. In Poland, the photonics sensors community meets every year and a half during the conference cycle on “Optical Fibers and their Applications” – OFA. These conferences are organized in an interleaved way by two technological centers in Białystok and in Lublin. The nearest conference from this cycle will be held in Białystok and Lipowy Most in January/February 2014. The most important world meeting from the field of optical fiber and photonic sensors is a conference on “Optical Fiber Sensors” held every two years in different parts of the Globe. Proceedings of this meeting, from several decades, indicate and determine the most important development tendencies in the field, in the global scale. The paper wraps up some of these development tendencies of optical fiber and photonic sensors, in technological and application aspects, presented by representatives of key European laboratories, during the 5th European Workshop on Optical Fiber Sensors – 5th EWOFS. This workshop is closely associated with the OFS Conference. A unique occasion to more fully present such a research digest is fact that the 5th EWOFS meeting was organized in Poland. It was also a unique occasion to show to the world the local achievements in this field. This occasion was effectively used by a number of young researchers. This paper is a first part of the report from EWOFS conference concerning the photonic sensors of physical values. Other parts concern chemical and biological sensors, intelligent structures and distributed sensors.

16

Microelectromechanical Transducer with Optical Readout for Magnetic Flux Density Measurements

Gołębiowski J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 5a

22-25

EN

The silicon cantilever with the planar coil was applied to the magnetic flux density measurements. The optoelectronic device for the measure of cantilever bending was presented and described.A coil is supplied any the direct current. The magnetic field intensity change causes the beam end displacement and changes the angle of cantilever bending. The dependence of the cantilever and external magnetic field parameters as well on the angle of the cantilever bending was investigated and analyzed.

PL

Przedstawiono mikroelektromechaniczny przetwornik z belkę krzemową i płaską cewką do pomiaru indukcji pola magnetycznego. Cewka zasilana jest ze źródła prądu stałego. Opisano system optoelektroniczny do pomiaru ugięcia belki. Zmiany natężenia pola magnetycznego powodują przemieszczenie końca belki i zmianę kąta ugięcia belki. Analizowano wpływ parametrów uzwojenia na rozkład generowanego pola magnetycznego w celu optymalizacji konstrukcji cewki.

17

Właściwości czujnikowe światłowodowych siatek Bragga na kilkumodowych wysoce dwójłomnych włóknach mikrostrukturalnych

Tenderenda T., Murawski M., Szymański M., Becker M., Rothhardt M., Bartelt H., Mergo P., Poturaj K., Makara M., Skorupski K., Marć P., Jaroszewicz L. R., Nasiłowski T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 11

38-40

PL

Połączenie unikalnych właściwości włókien mikrostrukturalnych z czujnikowymi możliwościami światłowodowych siatek Bragga daje bardzo obiecujące i ciekawe perspektywy na aplikacyjne wykorzystanie tego typu struktur w metrologii. Dzięki odpowiedniemu zaprojektowaniu geometrii włókna mikrostrukturalnego możliwe jest uzyskanie czujnika o bardzo wysokiej czułości na naprężenia (w szczególności dla modów wyższych rzędów), przy jednoczesnej pomijalnie małej czułości na temperaturę, a zatem niewymagającego dodatkowych mechanizmów kompensacji temperatury. W tej pracy przedstawiamy wyniki teoretycznej charakteryzacji kilkumodowego dwójłomnego włókna mikrostrukturalnego dedykowanego do zapisu siatek Bragga. Prezentujemy również charakterystyki spektralne siatek Bragga zapisanych laserem femtosekundowym na tym włóknie oraz porównanie eksperymentalnie wyznaczonych wartości efektywnego współczynnika załamania dwóch pierwszych modów z wynikami symulacji numerycznej. We wnioskach przedstawiamy wstępne wyniki pomiaru czułości polarymetrycznej na naprężenia oraz możliwe zastosowania aplikacyjne opracowanej przez nas technologii i wykonanych struktur.

EN

The possibility of manufacturing highly birefringent (HB) microstructured optical fibers (MOF) made these fiber types very attractive for use in sensing applications. In contrary to traditional optical fibre sensors, properly designed MOF based components do not need temperature compensation as their birefringence remains insensitive to temperature changes. Furthermore the polarimetric strain sensitivity can significantly increase (even two orders of magnitude according to our previously reported results) for higher order modes, as their mode maxima get closer to the holey region of the fiber, hence are subjected to higher strain distribution. In this paper we present the results of numerical modeling of the propagation conditions in the HB dual-mode MOF. Furthermore we show and discuss the spectral characteristics of fiber Bragg grating (FBG) structures written in the dedicated fiber with a femtosecond UV laser. A comparison of the theoretical and experimental values of effective refractive index of the fundamental and second order modes is also included. We show the preliminary results of the fabricated structures strain response measurements and discuss ideas of increasing the structures strain sensitivity.

18

Wireless data transmission for fiber optical sensors system

Karpienko K., Wróbel M. S., Jędrzejewska-Szczerska M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 12

133-133

EN

Optical fiber sensors offer contactless measurements with high resolution and broad measurement range. Their cost is low due to use of standard optical components. To increase capabilities of measurement, a high number of sensors is used, which increases costs of the system. This creates the need to find a simpler and more efficient solution, which can be achieved by wireless data transmission. This paper presents a simple wireless data transmission system for optical sensors. Transmission module design is described in detail, as well as required system configuration.

PL

Czujniki światłowodowe zapewniają bezkontaktowe pomiary z dużą rozdzielczością i w szerokim zakresie pomiarowym. Ze względu na wykorzystanie standardowych elementów optycznych ich koszt jest niski. W celu zwiększenia możliwości pomiarowych systemu, używa się sieci czujników, co wpływa na wzrost ceny systemu. Śtwarza to potrzebę odnalezienia prostszego i bardziej wydajnego rozwiązania. Tym rozwiązaniem może być użycie transmisji bezprzewodowej. W artykule opisano bezprzewodowy system transmisji danych pomiarowych z czujników optycznych. Projekt moduł transmisyjnego został szczegółowo opisany. Ponadto przedstawiono wymaganą konfigurację systemu pomiarowego.

19

Modelowanie i konstrukcja wieloparametrycznych natężeniowych czujników światłowodowych

Borecki M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2010

|

z. 173

3-198

PL

Czujniki światłowodowe, których zasada pracy w głównej mierze jest oparta na zmianach natężenia promieniowania optycznego, nazywa się światłowodowymi czujnikowymi natężeniowymi. Światłowodowy czujnik składa się z: źródła światła, relatywnie krótkiego toru światłowodowego połączonego z głowicą, odbiornika promieniowania optycznego, układów kondycjonowania sygnałów i układów detekcji. W czujniku wykorzystywane są podzespoły światłowodowe, optoelektroniczne, mikroelektroniczne i mikromechaniczne. Czujniki światłowodowe przeznaczone są zwykle do wyznaczania pojedynczego parametru badanego ośrodka. Opracowanie konstrukcji światłowodowych czujników natężeniowych, spełniających zdefiniowane funkcje rozpoznawania ośrodków ciekłych i ich klasyfikacji, przy zadanym poziomie dokładności, napotykało na trudności związane z multidyscyplinanym charakterem zadania. W celu rozwiązania powyższego zagadnienia autor opracował szereg modeli podzespołów światłowodowych, w tym głowic czujników. W przeprowadzonych badaniach autor zakładał, że opracowywane modele podzespołów mają umożliwić symulacje większości rzeczywistych warunków pracy. Analiza symulacji umożliwiła wykonanie konstrukcji światłowodowych głowic ośrodków ciekłych działających w oryginalnych, zaproponowanych przez autora, trybach wieloparametrycznych. Tryby te związane są ze zmianą parametrów badanego ośrodka poddawanego zewnętrznym kontrolowanym oddziaływaniom, np. prowadzącym do formowania kropli lub powstawania fazy gazowej. Do detekcji otrzymywanych sygnałów opracowano dedykowane układy optoelektroniczne. Klasyfikację sygnałów prowadzono na podstawie danych uzyskiwanych podczas wymuszonych cykli pomiarowych z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych. Uzyskane wyniki wskazały, że analizy dynamicznie zmieniających się sygnałów optycznych stanowią bardzo dobrą bazę do klasyfikacji ośrodków ciekłych. Całość prac doprowadziła do opracowania dwu nowych metod badawczych. Pierwsza metoda bazuje na analizie zmiany kształtu kropli formującej się na końcu światłowodu. Druga metoda wykorzystuje przejście fazowe ciecz-gaz-ciecz w próbce o nanolitrowej objętości umieszczonej w kapilarze optycznej. Okazało się, że proponowane metody charakteryzują się wysokimi właściwościami użytkowymi. Dla proponowanych konstrukcji przewiduje się zastosowania w klasyfikacji cieczy oraz określaniu stanów fizjologicznych ssaków na podstawie parametrów wydzielin organicznych. Aktualnie prowadzone są badania nad mikrosystemowymi implementacjami metod przeznaczonymi do klasyfikacji biopaliw i jakości mleka oraz określania faz płodności i stanu mastitis gruczołów u ssaków.

EN

The fiber optic sensors that fundamental of working are changes of light intensity are named fiber optic intensity sensors. Fiber optic sensors consist of light source unit, relatively short fiber optic path that is connected with head, light receiver, signal processing and detection units. Fiber optic elements, opto electronic, micro electronic and micro mechanic devices are used in fiber optic sensor. The fiber optic sensors are commonly used to one parameter determination of the examined medium therefore the precise medium classification is not possible. The fiber optic sensor construction, that meet the defined function of detection and classifications of medium with accuracy set meet difficulty related with multidisciplinary character of task. The models of fiber optic elements were elaborated by author to overstep this difficulty. Author assumed in the presented work that the models of elements have to be sufficient for simulation of work in most working conditions. The analysis of simulations enables realization of fiber optic heads for sensing fluids that works in original, proposed by author multiparametric modes. Those modes are related with the parameters' changes of examined medium that is under controlled action, for example let to drop forming, or creation of gas phase. The dedicated opto electronic units were worked out for detection purpose. The signal classification was carried on with artificial neural network use that processed the data obtained dynamically during measurement cycle. The obtained effect shows that analysis of dynamically changed signals is very good basis for liquid classification. The entire work results in two new examination methods. The drop shape changing that form in the end of optical fiber is used in the first method. The phase crossing liquid-gas-liquid of examined sample of nano litter volume situated in optical capillary is utilized in the second method. The proposed methods have high usable properties. The application ranges of analyzed construction foresee is related with liquid classification and determination of physiologic states of organism on the set of secretion parameters. The micro system implementations of methods are now performed for the bio fuel and milk quality classification and the fertility phase and mastitis diagnosis of mammals.

20

Sieci równoległe i szeregowe światłowodowych czujników progowych

Kusznier J.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2010

|

R. 56, nr 6

544-547

PL

W artykule przedstawiono budowę oraz wyniki pomiarów sieci równoległych i szeregowych światłowodowych czujników progowych do pomiaru nacisku, poziomu cieczy, temperatury i zadymienia. Głowice pomiarowe zastosowanych czujników wykorzystują zjawiska: strat zgięciowych, naruszenia całkowitego wewnętrznego odbicia oraz zmian transmisji w złączach światłowodowych.

EN

Fibre sensors, mainly due to their numerous advantages (including among the others, small dimension and weight) allow for carrying out measurements in areas with limited accessibility. They do not generate and are not sensitive to external electromagnetic fields and support distributed, multi-point and multi-quantity measurements. They find increasingly common applications in everyday life. Fibre sensors allow for construction of sensor networks and while they do not cause scintillation, they are ideal for operation in the flammable and explosive environments. Measuring heads of the sensors use the following phenomena: bending losses, the disturbance of total internal reflection and changes in the transmission in optical fibre connector. Such networks enable the measurement of the same parameter in many points or different parameters in one fibre optic path. This work elaborates on the construction, the principle of operation and research results for micro bend fibre loop measuring heads manufactured in two versions with changes in the bend radius as well as for a two-state head, along with a sensor network realized with the use of the two-state heads. The remainder of this work presents the construction and the research results for fibre optic fire alarm network and level liquid sensor.