Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

2

System do pomiaru Apertury Numerycznej w światłowodach specjalnych

Ostrowski Ł., Murawski M., Szymański M., Hołdyński Z., Tenderenda T., Mergo P., Marć P., Jaroszewicz L. R., Nasiłowski T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 11

50-51

PL

Apertura numeryczna (NA) jest jedną z podstawowych właściwości włókien optycznych. Określa ona zdolność włókien do sprzęgania światła oraz łączenia ich z możliwie niskimi stratami. NA odgrywa kluczową role podczas charakteryzowania nowo produkowanych włókien. Wprowadzając podział na włókna światłowodowe w których światło uwięzione jest dzięki prowadzeniu materiałowemu oraz na takie w którym występuje prowadzenie geometryczne. W wypadku prowadzenia materiałowego nie obserwowany jest dyspersyjny charakter NA. Natomiast we włóknach mikrostrukturalnych (o prowadzeniu geometrycznym) apertura numeryczna wykazuje właściwości dyspersyjne. Aby móc badać NA w szerokim zakresie spektralnym oraz dla szerokiej gamy włókien światłowodowych zbudowany został przez nas układ do pomiaru NA w funkcji długości fali. Ponadto dzięki proponowanemu przez nas układowi oraz umiejętności wypełniania otworów we włóknach mikrostrukturalnych istnieje możliwość określenia współczynnika załamania n dla różnych materiałów.

EN

Numerical Aperture (NA) is one of the fundamental properties of optical fibres. It determines the ability of efficient light coupling into the fibre and low loss splicing with other fibres. NA is essential when novel fibres are manufactured. Moreover, dispersive behaviour of geometrical guiding mechanisms, existing in microstructured fibres, is completely different comparing with material guiding mechanisms of classical fibres. Therefore we constructed measurement system, for characterization the dispersive properties of NA of specialty fibres in broad wavelength range. Additionally, presented setup can be applied for measurements in broad wavelength range of refractive index of different materials (including highly absorbing) filling the holes of microstructured fibre.

3

Pomiar czułości włókien mikrostruturalnych przy wykorzystaniu interferometru Macha-Zehndera

Murawski M., Szymański M., Hołdyński Z., Tenderenda T., Ostrowski T., Pawlik K., Łukowski A., Krisch H., Marć P., Jaroszewicz L., R., Nasiłowski T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 11

52-54

PL

Właściwości włókien mikrostrukutralnych takie jak: jednomodowe prowadzenie światła w szerokim zakresie spektralnym (od ultrafioletu do podczerwieni), bardzo wysoka dwójłomność, bardzo duże lub bardzo małe pole modu są przedmiotem badań wielu zespołów naukowych na świecie. Właściwości te wynikają przede wszystkim z rozmiaru, kształtu oraz lokalizacji otworów powietrznych w strukturze włókna mikrostrukturalnego. Zmiana tych parametrów pozwala na zastosowania takich włókien do różnych aplikacji. Sprawia to rosnące zainteresowanie włóknami mikrostrukturalnymi które widoczne jest w powstających czujnikach opartych na ich bazie - m. in. Czujniki interferometryczne do detekcji rozmaitych parametrów fizycznych. Jednym z takich czujników jest światłowodowy interferometr Macha-Zehndera wykorzystujący jako gałąź czujnikową włókno mikrostrukturalne. Interferometr ten jest jednym z układów który nie został opisany w fachowej literaturze. Czujnik zbudowany w oparciu o taki interferometr może być użyty do pomiarów wibracji, dynamicznego lub statycznego nacisku, rozciągania lub skręcania. W pracy tej przedstawione zostało porównanie czułości temperaturowej oraz mechanicznej włókien mikrostrukturalnych ze standardowymi włóknami jednomodowymi. Do tego celu wykorzystaliśmy interferometr Macha- Zehndera z wymiennym ramieniem czujnikowym. Zastosowanie takiego rozwiązania pozwoliło na zbadanie wielu światłowodów w jednym układzie pomiarowym. Czułość temperaturowa jest najistotniejszym czynnikiem przy projektowaniu czujników. Włókna mikrostrukturalne zbudowane są z czystego szkła krzemiankowego z heksagonalną macierzą otworów powietrznych co powoduje brak naprężeń termicznych pomiędzy płaszczem a rdzeniem jak w przypadku włókien z domieszkowanym rdzeniem.

EN

Microstructured fibres (MSFs) reveal unique properties including endlessly single-mode operation from ultraviolet to infrared wavelengths, very high birefringence or nonlinearity, very large or very small effective mode field area, and many others. The size, shape and the location of the air holes allow for tailoring MSF parameters in a very wide range, way beyond the classical fibres, what opens up the possibilities for various applications. Due to their advantages MSFs obtain growing attention for their perspectives in sensing applications. Different MSF sensors have already been investigated, including interferometrie transducers for diverse physical parameters. Until now, there have not been any publications reporting on the sensing applications of MSF Mach-Zehnder interferometers, targeting the mechanical measurements of vibrations, dynamic or static pressure, strain, bending and lateral force. Moreover, a critical feature opening the prospective of optical fibre transducer to successfully accomplish a particular sensing task remains its cross-sensitivity to temperature. Studied MSF is made of pure silica glass in the entire cross-section with a hexagonal structure of the holes. Consequently, there is no thermal stress induced by the difference in thermal expansion coefficients between the doped core region and the pure silica glass cladding, in contrast to standard fibres.

4

Charakterystyki spektralne siatek Bragga na przewężeniach światłowodowych poddawanych działaniu naprężeń i temperatury

Tenderenda T., Jędrzejewski K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 8

162-166

PL

W pracy przedstawiono wyniki prac eksperymentalnych związanych z rozciąganiem siatek Bragga wykonanych na termicznie przewężanych odcinkach włókien optycznych. Siatki takie zachowują się jak siatki zmiennookresowe. Wprowadzane naprężenia powodują zmiany charakterystyk spektralnych w postaci zmian szerokości widmowej FWHM. Zjawisko może być wykorzystane do realizacji przestrajanych kompensatorów dyspersji w dalekosiężnych torach telekomunikacyjnych oraz czujnikach naprężeń i temperatury o podwyższonych wartościach czułości.

EN

We present a method of changing the chirp value of Bragg gratings written in thermally tapered telecom fibers subjecting the samples to variable axial tensile forces. The presented phenomenon can find applications in tunable fiber dispersion compensators or for increasing the sensitivity in fiber optic sensing systems.