Search the digital library catalog

Abstract: V okviru disertacije so predstavljena optična vlakna, ki jih je mogoče učinkovito, vseoptično segreti. Segrevanje vlakna povzroči nastanek termo-optičnega pojava, ki ga je mogoče izkoristiti za gradnjo različnih termo-optičnih naprav. Takšna vlakna imajo v jedru poleg standardnih dopandov za uravnavanje lomnega količnika dodane majhne koncentracije vanadijevih ionov. Vanadij v optičnem vlaknu povzroči absorpcijo svetlobe, pri krajših valovnih dolžinah v območju med 600 nm in 1000 nm. Na razširjanje svetlobe z daljšimi valovnimi dolžinami, še posebej pri standardnih telekomunikacijskih valovnih dolžinah 1310 nm in 1550 nm, pa vanadijevi ioni nimajo znatnega vpliva, zato ostaja absorpcija pri teh valovnih dolžinah relativno nizka. Omenjeno dejstvo omogoča uporabo standardnih in komercialno dobavljivih črpalnih laserskih diod z velikimi izhodnimi optičnimi močmi in valovno dolžino 980 za gretje vanadijevega vlakna, saj se vsa absorbirana svetloba v vanadijevem vlaknu pretvori v toploto. Toplota, ki v vanadijevem vlaknu nastane zaradi absorbirane grelne optične moči, se lahko izkoristi za termo-optično modulacijo optične poti. Vlaknu se zaradi dovedene toplote poviša temperatura, ki vpliva na spremembo lomnega količnika vlakna. Ker je optična pot v vlaknu odvisna od produkta dolžine optičnega vlakna in lomnega količnika, je mogoče na ta način doseči nadzorovano modulacijo optične poti. Skupna sprememba optične poti, ki se pojavi v gretem vlaknu po vzpostavitvi toplotnega ravnovesja, in časovna konstanta prehodnega pojava sta neposredno odvisni od toplotne prevodnosti snovi, v kateri se greto vlakno nahaja, in od premera gretega optičnega vlakna. Skupna sprememba optične poti po vzpostavitvi toplotnega ravnovesja pa je še dodatno odvisna od amplitude grelne optične moči. Z znižanjem toplotne prevodnosti snovi, v kateri se greto vlakno nahaja, se skupna sprememba optične poti in časovna konstanta povečata, s stanjšanjem premera gretega vlakna pa se časovna konstanta zmanjša, medtem ko se skupna sprememba optične poti poveča. Eksperimentalno je bilo pokazano, da je mogoče z grelnim optičnim virom, z izhodno optično močjo 500 mW ter vanadijevim vlaknom s premerom 20 μm, ki je izpostavljeno ksenonovi atmosferi, doseči skupno spremembo optične poti v velikosti do 1 mm ter časovno konstanto prehodnega pojava 50 ms, medtem ko lahko časovna konstanta za enako vlakno na zraku znaša le 11 ms. To omogoča rabo termo-optičnega modulatorja v mnogih aplikacijah, kot je v disertaciji predstavljeno na primeru rabe v nizkokoherenčnem interferometru. Skupna sprememba optične poti po vzpostavitvi toplotnega ravnovesja in časovna konstanta prehodnega pojava sta neposredno odvisni od toplotne prevodnosti snovi, v kateri se greto vlakno nahaja. Zato je mogoče s spremljanjem enega ali obeh parametrov izvesti merilni sistem za merjenje toplotne prevodnosti in s toplotno prevodnostjo povezanih fizikalnih veličin. V disertaciji predstavljen merilni sistem temelji na merjenju časovne konstante gretega optičnega vlakna in omogoča razločevanje med raznimi plini in tekočinami, pri čemer je mogoče razlikovati med tekočinami, ki so si po toplotni prevodnosti tudi zelo podobne, kot so na primer različni alkoholi, omogoča merjenje masnega razmerja binarnih mešanic plinov ali tekočin z merilno ločljivostjo do 0,3 %, ter merjenje nizkih tlakov v področju atmosferskega tlaka od 103 mBar pa vse do 10-2 mBar. Predlagani merilni sistem je sestavljen iz standardnih komercialno dobavljivih elektrooptičnih komponent in predstavlja celovito rešitev za merjenje toplotne prevodnosti in s toplotno prevodnostjo povezanih fizikalnih veličin.
Keywords: termo-optične naprave, z vanadijem dopirano optično vlakno, modulator optične poti, senzor toplotne prevodnosti, senzor masnega razmerja, senzor nizkih tlakov
Published in DKUM: 30.06.2014; Views: 2838; Downloads: 282
Full text (6,83 MB)

Abstract: Diplomsko delo obravnava izdelavo optičnega vlakenskega senzorja za merjenje temperature na principu modulacije svetlobnega toka, ki ima temperaturno občutljivo polimerno oblogo. V delu je podrobno opisan postopek izdelave senzorja, tako optičnega dela kakor tudi priprave temperaturno občutljivega polimera. Pravtako je opisan postopek načrtovanja in izdelave elektronskih vezij za pretvorbo in obdelavo optičnega signala ter krmiljenje mikrovalovne pečice. Predstavljeni so bili postopki umerjanja in preizkusa celotnega sistema.
Keywords: Optično vlakno, temperaturni senzor, modulacija svetlobnega toka, termo-optični koeficient, temperaturno občutljiva polimerna obloga, mikrovalovi
Published in DKUM: 19.12.2012; Views: 3207; Downloads: 245
Link to full text

Abstract: Diplomska naloga opisuje sistem za procesiranje optičnih vlakenskih interferometrov , ki temelji na nizkokoherenčnem vlakenskem interferometru z mehanskim modulatorjem. Optično pot modulira vrtljivo zrcalo. Na zrcalo pritrjen inkrementalni dajalnik služi za merjenje spremembe optične poti v sprejemnem interferometru. V diplomski nalogi je opisano delovanje in izvedba optičnega, mehanskega, elektronskega, ter programskega dela. Za praktično demonstracijo delovanja in karakterizacijo realiziranega sistema za procesiranje optičnih vlakenskih interferometrov je bil uporabljen senzor pomika na osnovi Fabry–Pérot interferometra.
Keywords: Optično vlakno, signalni procesor, nizkokoherenčni interferometer
Published in DKUM: 20.09.2011; Views: 2402; Downloads: 188
Full text (5,33 MB)

Abstract: Diplomska naloga opisuje princip delovanja izredno majhnega optičnega higrometra na osnovi detekcije rosišča. Uporabljen je miniaturni termoelektrični hladilnik (Peltierjev element) za ciklično hlajenje vrha optičnega vlakna z namenom ugotovitve temperature rosišča, ki omogoča izračun absolutne oziroma relativne vlažnosti ob znani temperaturi okolice. Podano je teoretično ozadje senzorja,ki omogoča razumevanje zasnove in načrtovanja mehanskega in optičnega dela senzorja ter princip izdelave in delovanja opto-elektronskega vezja. Ogledali si bomo še izsledke eksperimentalnih podatkov.
Keywords: vlažnost, optično vlakno, VCSEL, fotodetektor, termoelektrični hladilnik, temperaturni senzor, miniaturni optični higrometer
Published in DKUM: 06.12.2010; Views: 3292; Downloads: 379
Full text (4,14 MB)

Abstract: V diplomski nalogi se bomo posvetili plastičnim optičnim vlaknom s katerimi bomo merili vzdolžne raztezke ter tako posredno zaznavali ter merili gibanje človeških delov telesa. Opisana bo izdelava in delovanje elektronskega vezja, ki temelji na mikrokrmilniku PIC18F4550. Za elektronski del smo poiskali najboljšo rešitev glede občutljivosti, izdelali smo senzorski merilni del sistema ter podrobno opisali delovanje vseh sklopov. Kot zaključek smo v virtualnem okolju izdelali 3D model človeka, katerega roke lahko v realnem času premikamo z raztezanjem vlaken nameščenih na naši obleki. Prav tako smo predstavili postopke in rezultate meritev ločljivosti ter drugih lastnosti plastičnih optičnih vlaken.
Keywords: Optično vlakno, merjenje faznega kota, zaznavanje gibanja, senzor raztezkov, POF
Published in DKUM: 07.09.2010; Views: 2117; Downloads: 204
Full text (11,09 MB)