1. |
2. Spektralno razločevanje Fabry Perot interferometra z nizkoločljivim spektralnim analizatorjemEmanuel Nikl Hutinski, 2018, diploma project paper Abstract: V diplomski projektni nalogi smo izdelali senzor, s katerim lahko zaznavamo spremembo dolžine Fabry Pérot interferometra. To spremembo lahko izračunamo preko spremembe faznega kota spektralne karakteristike našega senzorja. Fazni kot lahko uporabimo za nadaljnje izračune pozicije ali majhnih premikov, izračun sile, ki deluje na senzor, spremembo temperature v okolici interferometra in druge dejavnike, katerim je izpostavljen Fabry Pérot interferometer. Najprej je predstavljeno teoretično ozadje interference in Fabry Pérot interferometra, nato merilna proga, ki je uporabljena na našem senzorju. Sledi kratka predstavitev prototipa, narejenega na mikrokrmilniku Arduino mega in programskem orodju Processing 3. Opisana je izgradnja in načrtovanje ohišja za spektralni analizator, vezje, ki je potrebno za delovanje LED luči, tako da lahko z njo upravljamo preko mikrokrmilnika. Nekaj besed o spektralnem analizatorju, mikrokrmilniku in pa izdelavi tiskanega vezja. Na koncu pa še rezultati in meritve, ki smo jih pridobili s senzorja.
Keywords: Fabry Perot, spektralni analizator, optična vlakna
Published in DKUM: 06.02.2019; Views: 1153; Downloads: 249
 Full text (1,43 MB) |
3. Hitri merilni sistemi na osnovi Fabry-Perotovih interferometrov : doktorska disertacijaAndraž Javernik, 2018, doctoral dissertation Abstract: Sistemi za spektralno razločevanje optičnovlakenskih senzorjev so dandanes kljub hitremu razvoju optičnih senzorjev še vedno dokaj kompleksni in posledično dragi, kar preprečuje uvajanje optičnih vlakenskih senzorjev v širši spekter industrijskih in drugih aplikacij. V okviru doktorske disertacije smo raziskali in izdelali merilni sistem, s katerim lahko spektralno razločujemo optičnovlakenske senzorje, ki temeljijo na Fabry-Perotovem interferometru. Merilni sistem, ki je predmet doktorske disertacije, je bil izdelan izključno iz majhnega števila cenenih telekomunikacijskih elektro-optičnih komponent. Za nastavljiv laserski vir smo tako uporabili lasersko diodo DFB, ki smo jo vzbujali s tokovnimi sunki višjih amplitud. Pravilna oblika tokovnega sunka skozi lasersko diodo DFB, selektivno in časovno linearno segreje aktivno področje, kar povzroči linearen zamik valovne dolžine izsevanega optičnega spektra za okoli 11 nm. Pri tokovnem vzbujanju laserske diode DFB se tako generira valovno-dolžinsko zamaknjen optični sunek, s katerim razločimo dolžino Fabry-Perotovega interferometra tako, da opazujemo odbito svetlobno valovanje t.i. interferenčni vzorec, ki ima značilno kosinusno obliko. Z uporabo tehnike merjenja faze v kosinusni spektralni karakteristiki Fabry-Perotovega interferometra lahko razločimo informacijo o merjeni veličini. S predlaganim merilnim sistemom lahko zaznavamo spremembo optične poti preko zaznavanja spremembe faze v spektru Fabry-Perotovega interferometra s frekvenco vzorčenja 40 kHz in ločljivostjo zaznavanja optične poti 2,7 nm. Če uporabimo digitalno filtriranje zajetih merilnih vrednosti, pri čemer zmanjšamo pasovno širino merilnega sistema na 1 Hz, lahko zaznavamo spremembe optične poti v Fabry-Perotovem interferometru z ločljivostjo 46 pm (npr. polmer atoma vodika znaša rB = 53 pm). Zaradi naslavljanja Fabry-Perotovih senzorjev s kratkimi optičnimi sunki lahko spektralno razločujemo tudi več Fabry-Perotovih optičnih senzorjev z različnimi ali enakimi nazivnimi dolžinami.
Predstavljen merilni sistem za spektralno razločevanje Fabry-Perotovih senzorjev omogoča zasnovo stroškovno ugodnega senzorskega sistema, s katerim lahko z visoko ločljivostjo izvajamo statično ali dinamično meritev poljubne fizikalne veličine.
V okviru disertacije so z uporabo predlaganega sistema za razločevanje Fabry-Perotovih interferometrov prikazane visoko-ločljive meritve raztezkov, tlakov, temperature, lomnega količnika in jakosti električnega polja. V ta namen smo uskladili nekatere obstoječe senzorje s predlaganim sistemom za razločevanje oz. uporabili nove rešitve za zaznavanje električne poljske jakosti.
Keywords: optična vlakna, merilni sistemi, temperaturna kompenzacija, laserske diode DFB, generatorji tokovnih sunkov, visokoločljive meritve, senzorji električnega polja, tlačni senzorji, senzorji lomnega količnika, senzorji raztezka, temperaturni senzorji
Published in DKUM: 22.08.2018; Views: 2407; Downloads: 251
Full text (7,90 MB) |
4. Optičnovlakenski senzorji za točkovne in kvaziporazdeljene meritve rotacij in kotov zasuka z enojnim dovodnim vlaknom : doktorska disertacijaVedran Budinski, 2017, doctoral dissertation Abstract: Uporaba optičnih vlakenskih senzorjev rotacij/zasukov se je pokazala kot robustna in učinkovita tehnologija na področju nadzora v panogah, kjer je pomembno aktivno spremljanje rotacij/zasukov (geofizika, navigacija, letalska industrija, vojaška industrija ipd.). Močnejši preboj na druga področja pa največkrat omejuje konfiguracija senzorja, kjer so dosedanje rešitve zgrajene z uporabo posebnih vlaken v linijski konfiguraciji, pri kateri je potreben dostop do senzorja tako s strani svetlobnega vira, tj. vhodnega dela optičnega vlakna, kot s strani detektorskega dela. Takšna konfiguracija lahko omeji področja uporabe senzorja v aplikacijah, kjer so zahteve po kompaktnosti in majhnih dimenzijah bistvenega pomena. Sicer obstajajo rešitve, ki ne zahtevajo linijske postavitve, kot so sistemi na osnovi Braggovih sit, pa vendar, tako kot pri sistemih v linijski konfiguraciji, temeljijo takšne rešitve na kompleksnih metodah za signalno razločanje z visoko ločljivostjo, kar jih naredi neprivlačne za praktično uporabo. Veliko takšnih sistemov izkazuje tudi temperaturno odvisnost. V doktorski disertaciji smo se posvetili raziskavam optičnih vlakenskih senzorjev za meritve na področju rotacij/zasukov, s pomočjo katerih bi snovali sisteme v konfiguraciji z enojnim dovodnim vlaknom, ki so grajeni iz majhnega števila optičnih komponent, imajo preprosto konfiguracijo, omogočajo enostavno signalno razločanje merilnih vrednosti in so
cenovno ugodni.
Keywords: optična vlakna, senzorji, polarizacijski senzorji, kvaziporazdeljeni senzorji, porazdeljene meritve, temperaturna kompenzacija, doktorske disertacije
Published in DKUM: 09.01.2018; Views: 2065; Downloads: 274
Full text (11,51 MB) |
5. |
6. |
7. MIKRO-OBDELAVA IN MIKRO-NAPRAVE IZ OPTIČNIH VLAKEN TEMELJEČE NA SELEKTIVNEM JEDKANJU IN DOPIRANJU S P2O5Simon Pevec, 2014, doctoral dissertation 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: 273
Full text (7,71 MB) |
8. MINIATURNI TLAČNI IN TEMPERATURNO-TLAČNI OPTIČNI VLAKENSKI SENZORJISimon Pevec, 2012, master's thesis Abstract: V magistrski nalogi je prikazana tehnologija izdelave miniaturnega vlakenskega tlačnega senzorja, ki je zaradi preprostih in malo številčnih procesnih korakov primerna za ceneno serijsko proizvodnjo. Tehnologija temelji na uporabi posebnega senzorskega vlakna, selektivnem jedkanju in mehansko-kemični obdelavi vrha optičnega vlakna. Celoten proizvodni proces je ob minimalnih nastavitvah in prilagoditvah parametrov izdelave primeren za izdelavo poljubno občutljivih tlačnih senzorjev.
V sklopu naloge sta poleg tlačnega senzorja predstavljena še dva tipa miniaturnih kombiniranih tlačno-temperaturnih vlakenskih senzorjev, ki imata visoko tlačno občutljivost in široko temperaturno področje. V obeh primerih senzor predstavlja interferometer, ki je zgrajen iz dveh zaporednih Fabry-Perot resonatorjev. V prvem primeru je senzor izdelan na vrhu dovodnega enorodovnega vlakna. Zanj je narejen matematični model za izračun odbitega svetlobnega toka, ki potuje skozi dve oz. tri polprepustna zrcala. V drugem primeru je senzor izdelan na vrhu mnogorodovnega vlakna, ki senzorju omogoča cenovno ugodnejše signalno procesiranje in večjo robustnost.
Keywords: miniaturni vlakenski optični Fabry-Perot senzor, interferometer, dvo-parametrični senzorji, simultano merjenje tlaka in temperature, mikro-obdelava, polirna naprava, selektivno jedkanje, posebna optična vlakna
Published in DKUM: 21.11.2012; Views: 2744; Downloads: 320
Full text (13,30 MB) |
9. Optična vlaknaMaja Brenčič, 2012, undergraduate thesis Abstract: V diplomskem delu obravnavamo optična vlakna, ki za vodenje svetlobe izkoriščajo pojav popolnega odboja na meji dveh sredstev. Optična vlakna delimo glede na število resonančnih valovanj ali rodov, ki jih vlakna vodijo. Enorodovna optična vlakna vodijo le eno resonančno valovanje ali rod, mnogorodovna optična vlakna pa vodijo več resonančnih valovanj ali rodov. Podrobneje obravnavamo mnogorodovna optična vlakna, ki jih lahko opišemo z žarkovnim modelom, ki temelji na geometrijski optiki. Pri žarkovnem modelu razširjanje svetlobe v dani smeri predstavimo s premico, ki jo imenujemo žarek. Najprej opišemo sestavo in delitev optičnih vlaken, nato z žarkovnim modelom predstavimo način vodenja svetlobe skozi vlakno in izpeljemo numerično odprtost vlakna, ki določa največji kot, pod katerim vlakno še lahko sprejme in prenaša svetlobo. Izpeljemo tudi resonančni pogoj za razširjanje valovanja v valovodu in opišemo vzroke za izgube v optičnih vlaknih: absorpcijo v snovi, sipanje, disperzijo in ukrivljenost vlakna. Obravnavamo najpreprostejše nevzporedne laserske snope, ki jih imenujemo Gaussovi snopi. Izpeljemo enačbo, ki nam pove, kako se jakost električnega polja E(r,z) spreminja v odvisnosti od polarnih koordinat r in z. Laserske snope lahko ožimo in širimo z lečami. Obravnavamo preslikavo laserskega snopa z zbiralno lečo in izpeljemo lego in polmer grla laserja po preslikavi z lečo, če poznamo goriščno razdaljo leče in polmer grla pred preslikavo z lečo.
V eksperimentalnem delu najprej opišemo pripravo optičnega vlakna za eksperimentalne namene in pripomočke, ki jih pri tem potrebujemo. Nato pokažemo, kako laserski snop zožimo z mikroskopskim objektivom in kako je premer snopa v gorišču objektiva odvisen od povečave objektiva. Manjši kot je polmer snopa v gorišču objektiva, večja je divergenca laserskega snopa. V nadaljevanju predstavimo poskuse, s katerimi izmerimo numerično odprtost vlakna in poskus, s katerim izmerimo izgube v vlaknu v odvisnosti od valovne dolžine svetlobe.
V zadnjem poglavju diplomskega dela predstavimo vključitve optičnih vlaken v osnovnošolski in srednješolski pouk. Predlagamo poskuse, ki jih učitelji demonstrirajo učencem in poskuse, ki jih učenci lahko izvedejo sami.
Keywords: Mnogorodovna optična vlakna, numerična odprtost, izgube v vlaknih, Gaussovi snopi, divergenca laserskega snopa, preslikave snopov z lečami.
Published in DKUM: 14.05.2012; Views: 4210; Downloads: 308
Full text (1,78 MB) |
10. SENZORSKO OMREŽJE ZA MERJENJE LOMNEGA KOLIČNIKA IN TEMPERATURE NA OSNOVI GRADIENTNIH MNOGORODOVNIH OPTIČNIH VLAKENMarko Kežmah, 2009, dissertation Abstract: V okviru doktorske disertacije smo razvili in izdelali optični senzor lomnega količnika, optični senzor merjenja temperature ter optično kvazi porazdeljeno omrežje na osnovi standardnega mnogorodovnega telekomunikacijskega optičnega vlakna z gradientnim lomnim likom za merjenje lomnega količnika in temperature. Poseben poudarek smo namenili medsebojnim odvisnostim med posameznimi parametri. Raziskali smo njihov vpliv na izgube, medsebojne vplive ter modulacijsko globino posameznih senzorjev v omrežju.
Na podlagi temeljite analize vplivov posameznih parametrov na delovanje omrežja smo izdelali model, ki omogoča načrtovanje in izdelavo optičnih omrežij sestavljenih iz evanescentnih senzorjev z omejenimi medsebojnimi vplivi med posameznimi senzorji. Model smo preizkusili s praktično izdelavo in evaluacijo dveh omrežij, ki sta temeljila na predhodno izdelanih točkovnih senzorjih; omrežjem za merjenje lomnega količnika in omrežjem za merjenje temperature.
Keywords: temperaturni senzor, senzor lomnega količnika, optična vlakna, kvazi porazdeljeno omrežje, izgube v optičnih vlaknih, vzajemni vplivi
Published in DKUM: 02.02.2012; Views: 3174; Downloads: 264
Full text (6,97 MB) |
