Analysis and modelling of a novel approach for the interrogation unit of fiber bragg grating sensors using optical frequency domain reflectometry techniques
Frekans bölgesinde optik yansıma ölçüm teknikleri kullanılarak fiber bragg ızgara sensörlerinin sorgu ünitesi için yeni bir yaklaşımın analiz ve modellenmesi
- Tez No: 371883
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. KIVILCIM YÜKSEL ALDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Bu çalışmanın ana hedefi, fiber Bragg ızgaraya ait (fiber Bragg grating, FBG) polarizasyon özelliklerinin, frekans bölgesinde optik yansıtıcı (Optical Frequency Domain Reflectometer, OFDR) kullanılarak sorgulanmasıyla gerçekleştirilen yeni bir sensör yaklaşımının uygulanabilirliğinin incelemektir. Bragg ızgaralar, fiber optik çekirdek (core) kırılma indisinin kalıcı bir şekilde ve periyodik olarak değiştirilmesiyle elde edilir. Fiber çekirdek indisindeki bu modulasyon sonucu, fiber içinde aksi yönlerde ilerleyen iki mod arasında rezonans dalga boyu (Bragg wavelength) çevresinde enerji aktarımı meydana gelir. Izgaraya uygulanacak bazı fiziksel etkiler (sıcaklık, gerilme vb.) Bragg dalga boyunun değişimi ile gözlenebilir. Bragg ızgaraların fabrika üretimi boyunca fiberin yalnızca bir kısmı mor ötesi (UV) lazere maruz kalır ve bu sebeple fiberin dairesel kesiti boyunca kırılma indisi sabit değildir. Kırılma indisindeki bu düzensizlik ışıkla indüklenen çift kırınıma (birefringence) neden olur ve fiberin hafif eliptik şeklinden kaynaklanan çift kırınımla birleşerek genel çift kırınımı oluşturur. Çift kırınımın varlığında Bragg ızgaranın iletim ve yansıma katsayıları iki moda ayrılır (x- ve y- modu). Bu modların maksimum ve minimum optik çıkış güçleri arasındaki oran polarizasyona bağlı kayıp (Polarization Dependent Loss, PDL) olarak tanımlanır. Çalışmada art arda bağlanmış ve frekans bölgesinde optik yansıtıcı ile sorgulanan fiber Bragg ızgaraların iletim ve yansıma spektrumları ile polarizasyona bağlı kaybını simülasyonlar yoluyla analiz ettik. Simülasyon sonuçları, fiber Bragg ızgaranın polarizasyon özelliklerinin OFDR tarafından sorgulanabilir olduğunu göstermiştir. Nihai bir uygulama alanı olarak ise kompozit malzeme içine gömülmüş yarı-dağıtık gerinim (strain) sensörleri, önerdiğimiz test sistemi kullanılarak tasarlanabilir.
Özet (Çeviri)
The main purpose of this thesis is to demonstrate the feasibility of using polarization properties of FBGs interrogated by OFDR for quasi-distributed sensing applications. A fiber Bragg grating (FBG) is a constant and periodic refractive index value modulation within the core along an optical fiber. This modification is generally obtained by exposing the fiber core of a photosensitive optical fiber to an intense ultraviolet (UV) interference pattern. At the fabrication process of Bragg gratings, only one side of the fiber expose to UV light. As a result, refractive index change is not constant at the cross section of fiber. This non-uniformity on the refractive index gives rise to photo-induced birefringence which combines with the birefringence resulting from the slightly elliptical shape of the optical fiber and creates a global birefringence value. In the presence of the birefringence, the reflection (transmission) spectrum of Bragg grating is degenerated into two reflection (transmission) spectra corresponding to a pair of orthogonal polarization modes (x and y modes). The ratio between maximum and minimum optical transmitted power of these modes are defined as Polarization Dependent Loss (PDL). We analyzed the reflection spectrum, transmission spectrum and the PDL of the cascaded FBGs interrogated by an OFDR by the way of simulations. Based on the simulation results, we demonstrated the feasibility of a novel FBG interrogation method which can be implemented in quasi-distributed strain sensors embedded into composite materials.
Benzer Tezler
- Application of meshless RBF collocation methods to neutron diffusion and transport
Ağsız RBF kollokasyon yöntemlerinin nötron difüzyon ve transportuna uygulanması
TAYFUN TANBAY
Doktora
İngilizce
2016
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLGE ÖZGENER
- Vibration and damping analyses of variable curved composite sandwich beams and shells by the differential quadrature method
Değişken eğriliğe sahip kompozit sandviç kirişler ve kabukların diferansiyel kareleme yöntemi ile titreşim ve sönüm analizleri
AHMET GÖKAY ÖZTÜRK
Doktora
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYTAÇ ARIKOĞLU
- Form and part through standard/non-standard duality
Standart/standart-olmayan ikilemi üzerinden bütün ve parça
GÖKHAN KINAYOĞLU
Doktora
İngilizce
2017
Mimarlıkİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesiİç Mimarlık ve Çevre Tasarımı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURCU ŞENYAPILI ÖZCAN
- Yüzey plazmon resonansına dayalı yeni bir algılayıcı geliştirilmesi
Development of a novel Sensor based on surface plasmon resonance
BURAK TÜRKER
Doktora
Türkçe
2013
BiyoteknolojiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LALE ÖZYILMAZ
YRD. DOÇ. DR. AYKUTLU DANA
- Identıfıcatıon, modellıng and optımısatıon of structures wıth passıve dampıng treatments
Pasif sönümlü yapilarin karakterizasyonu, modellenmesi ve optimizasyonu
HASAN KÖRÜK
Doktora
İngilizce
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YÜCE ŞANLITÜRK