Optical Temperature Sensor Based on the Etched Planar Waveguide Bragg Grating Considering Linear Thermo-optic Effect

평면 광도파로 상의 식각 브래그 격자를 이용한 광온도 센서의 개발

This paper demonstrates the development of optical temperature sensor based on the etched planar waveguide Bragg grating. Topics include design and fabrication of the etched planar waveguide Bragg grating, investigation of the grating reflection characteristics, and temperature measurement capabilities. The typical bandwidth and reflectivity of the surface etched grating has been ~0.2nm and ~7%, respectively, at a wavelength of ～1552nm. The temperature-induced wavelength change of the optical sensor is found to be slightly non-linear over ～20$0^{\circ}C$ temperature range. Theoretical models for the grating response of the sensor based on waveguide and plate deformation theories agree with experiments to within acceptable tolerance.

본 논문은 식각된 평면 광도파 브래그 격자를 이용한 광온도 센서의 개발에 대한 연구로써 식각된 평면 도파로 브래그 격자의 설계, 제작, 격자 특성 연구 및 온도 측정 가능성을 주 연구 목적으로 하고 있다. 평면 식각 브래그 격자 센서의 전형적 대역폭과 그 반사도는 각각 ~l,522nm의 파장에서 ~0.2nm와 ~7%이며, 20$0^{\circ}C$까지 온도가 변화하는 동안 온도 변화에 따른 브래그 파장의 변화는 약간의 비선형성을 보였다. 광도파로와 판변형이론에 기초한 브래그 격자의 온도 변화에 따른 광파장 응답을 예측하기 위한 이론적 모델은 실험과 비교할 때 허용 오차내에서 잘 일치하고 있다.