Search the digital library catalog

Abstract: This article presents an all-silica microwire optical sensor designed for both fast response time and high-resolution temperature detection. The sensor consists of a thin optical microwire created at the tip of an optical fiber, configured as a temperature sensitive Fabry–Perot interferometer (FPI). For the purposes of achieving rapid response times, the sensing section of the sensor has a diameter of 11 µm. Experimental bench tests were set up to evaluate the sensor’s static and dynamic performance. The results indicate a sensor system resolution of about 5 mK and demonstrate a bandwidth of 38 Hz that corresponds to a response time of 4 ms in still air. The sensor’s functionality is shown through a basic periodic gas compression method detecting small temperature fluctuations. In addition, the sensor was demonstrated for operation up to 600 ◦C.
Keywords: Fabry-Perot, high-resolution temperature sensor, micromachining, microwire optic sensor, optical fibers, short response time
Published in DKUM: 12.02.2025; Views: 0; Downloads: 18
Full text (8,03 MB)

Abstract: Growing awareness of the adverse health effects of air pollution has increased the demand for reliable, sensitive, and mass-producible sensor systems. Photothermal interferometry has shown great promise for sensitive, selective, and miniaturized gas sensing solutions. This work describes the development of a macroscopic photothermal sensor system with a sensor head consisting of a low-cost, custom-made, and fiber-coupled Fabry–Pérot etalon. The sensor was tested with NO2, achieving a 3σ limit of detection (LOD) of approximately 370 ppbv (1 s). Exhibiting little drift, a LOD of 15 ppbv is achievable for 200 s integration time. Compensating for the excitation power, the normalized noise equivalent absorption was calculated to be 1.4 × 10−8cm−1 W√Hz. The sensor system is not limited to NO2 but can be used for any gas or aerosol species by exchanging the excitation laser source.
Keywords: photothermal gas, etalon, interferometry, Fabry-Perot
Published in DKUM: 29.08.2024; Views: 77; Downloads: 97
Full text (2,37 MB)
This document has many files! More...

Abstract: V magistrskem delu je opisano zaznavanje nivoja korozije s pomočjo senzorja, ki je izdelan po principu delovanja Fabry-Perotovega interferometra. Najprej sta opisana dizajn in razvoj visoko občutljivega senzorja za opazovanje korozije; v nadaljevanju so podani eksperimentalni rezultati, ki potrjujejo ustrezno, ponovljivo in napovedljivo delovanje senzorja, če je senzor v agresivnem okolju ocetne ali klorovodikove kisline. Testi so izvedeni na najpogosteje uporabljenih materialih, aluminiju in železu.
Keywords: optično vlakno, Fabry-Perotov interferometer, merjenje korozije
Published in DKUM: 16.12.2021; Views: 944; Downloads: 90
Full text (2,23 MB)

Abstract: V magistrskem delu se bomo ukvarjali z uporabo detektorja RGB za procesiranje vlakenskih Fabry-Perotovih senzorjev s kratko režo. Detektor RGB deluje v širokem valovnem področju in zaradi tega potrebujemo širokopasovni vir. V prvem delu raziskave bomo poskusili izdelati poceni izvor svetlobe, ki bo povezan z optičnim vlaknom. V nadaljevanju bomo s pomočjo RGB senzorja razločili lastnosti valovnih dolžin, s katerih bomo poskusili določiti dolžino Fabry-Perotovega interferometra. Obdelali bomo teoretično ozadje Fabry-Perotovega interferometra, gradnjo optičnega in elektronskega sistema ter izvedli zgodnji prototip merilnega sistema.
Keywords: optični senzor, Fabry-Perotov interferometer, detektor RGB
Published in DKUM: 25.09.2015; Views: 1594; Downloads: 227
Full text (7,16 MB)

Abstract: V doktorski disertaciji je predstavljena mikroobdelava optičnih vlaken temelječa na selektivnem jedkanju in dopiranju optičnih vlaken s P2O5. Tovrstna mikroobdelava je predstavljena kot zelo učinkovito orodje za realizacijo novih rešitev na področju načrtovanja in izvedbe optičnih senzorjev ter fotonskih naprav. Poleg najučinkovitejšega dopanta P2O5 so bili raziskani tudi drugi dopanti kot TiO2, GeO2, B2O3 in F, ki so vsi kompatibilni s proizvodnjo optičnih vlaken in imajo svojevrsten vpliv oz. uporabo v procesu selektivnega jedkanja. Raziskani so bili tudi pogoji jedkanja, kot so vpliv temperature, izbira jedkalnega medija, vpliv koncentracije jedkalnega medija in vpliv dodajanja različnih organskih topil. Na osnovi teh raziskav smo v nadaljevanju doktorske disertacije predstavili načrtovanje in rezultate več različnih fotonskih naprav in senzorjev, ki so bili izdelani na osnovi posebnih optičnih vlaken, dopiranih s P2O5. Podrobno so predstavljeni visoko občutljiv senzor raztezka, evanescentna linijska naprava z mikrožičko, senzor lomnega količnika z nanožičko, visoko občutljiv dvoparametrični senzor za merjenje temperature in lomnega količnika ter dvoparametrični senzor za merjenje tlaka in lomnega količnika. Vsem senzorjem in napravam so skupne popolna steklena zgradba, robustnost in miniaturna izvedba, ki v nobenem izmed primerov ne presega premera standardnega dovodnega vlakna (to je 125 m) ter ima aktivno dolžino krajšo od 1,5 mm. Vsi senzorji so načrtovani tako, da omogočajo enostavno rokovanje in pakiranje, zlasti tisti, izdelani na vrhu optičnega vlakna. Z doktorsko disertacijo želimo dokazati, da je tehnologija selektivnega jedkanja optičnega vlakna učinkovita, preprosta in zato primerna tudi za serijsko proizvodnjo, saj omogoča direktno in ekonomsko učinkovito izdelavo naprav na vrhu, vzdolž ali znotraj optičnega vlakna in s tem prispeva k novi generaciji miniaturnih, povsem vlakenskih mikrooptičnih naprav in novih rešitev na področju optičnih vlakenskih senzorjev.
Keywords: mikroobdelava, selektivno jedkanje, s fosforjevim pentoksidom dopirana optična vlakna, posebna optična vlakna, optični senzorji Fabry-Perot, večparametrični senzorji, mikro- in nanožičke, senzor lomnega količnika, senzor lomnega količnika in temperature, senzor lomnega količnika in tlaka.
Published in DKUM: 10.12.2014; Views: 2676; Downloads: 282
Full text (7,71 MB)