We proposed and demonstrated a simultaneous measurement method to detect the refractive index and temperature of a medium using a side-polished fiber involving FBG (fiber Bragg grating). The temperature of a medium was obtained by using the Bragg wavelength shift of FBG, while the refractive index of medium were calculated by using the transmission loss. The Bragg wavelength is independent on the refractive index of the covering medium placed on surface of side-polished fiber, while the transmission loss at off-Bragg wavelength highly depends on the environmental temperature because of thermo-optic effect of the medium.
본 논문에서는 500 A용 bus bar에 적용할 수 있는 광섬유 브래그 격자를 이용한 전류 센서를 제안하여 실험으로 구현하였다. Bus bar와 영구자석을 광섬유 격자로 연결하여 전류 인가 시, 연결된 두 소자 사이에서 발생하는 자기력에 의해 광섬유 브래그 격자의 브래그 파장이 변하게 된다. 실험 결과 500 A 직류 전류를 인가 시 브래그 파장은 650 pm의 변화를 보였다.
Park, Chang-Sub;Joo, Kyung-Il;Kang, Shin-Won;Kim, Hak-Rin
Journal of the Optical Society of Korea
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제15권4호
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pp.329-334
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2011
We proposed a poly-dimethylsiloxane (PDMS)-coated fiber Bragg grating (FBG) temperature sensor for enhancing temperature sensitivity. By embedding the bare FBG in a temperature-sensitive elastomeric polymer, the temperature sensitivity of the proposed structure could be effectively improved by 4.2 times higher than those of the conventional bare-type FBG sensors due to the high thermal expansion coefficient of the PDMS. We analyzed the temperature-sensitivity enhancement effect with the increased Bragg wavelength shift in our structure and dependence on the temperature sensitivity with respect to the cross-section area of the PDMS.
무게 센서를 기본으로 한 광파이버는 무게에 민감한 파이버 브래그 격자를 이용한 구조로 되어있다. FBG 본래의 특성을 이용한 센싱과 광파이버 브래그 격자를 통하여 스트레인 효과를 기본으로 하였다. 무게 레벨의 직접적인 표시는 센싱 물질의 팽창으로 말미암아 브래그 파장의 천이에 의하여 알 수 있다. FBG의 동작은 스트레인과 온도에 매우 민감하게 만들기 위해서 본래의 특성에 의한 것으로 특별한 필터와 같다. 이러한 센싱 원리는 무게를 인가한 것으로 FBG를 통해서 스트레인 효과를 기본으로 한 것이다. 실험 구성은 센서의 무게 응답특성을 초기 연구를 통해 이용하였다. 센서로부터 투과된 신호는 0.4nm의 분해능 대역폭을 가지며 광 스펙트럼분석기를 이용하여 관찰하였다. 본 논문에서는 무게에 따른 광파이버 브래그 격자의 중심 파장이 변화하는 것을 이용하는 동시에 작은 격자 부분에 무게로 영향을 주어 FBG의 스펙트럼 특성과 형태를 나타내었으며, 광파이버의 내구성이 사라졌을 때 파장과 스트레인 변화가 제거됨을 알 수 있었다. 즉, 무게에 의해 광파이버가 파괴되면 물리적인 손상을 입게 된다.
The deformations of concrete specimens were measured at early at early ages, in order to verify the applicability of FBG(Fiber Bragg Grating) sensors. The FBG sensors were directly buried at various locations in the beam-type RC specimens at the time of fabrication. In this experiment, the changes of strains in concrete at early age were successfully measured as the movement in wavelength of light signals. The FBG sensors may be a very effective tool to investigate the mechanical/thermal behavior inside of concrete structures.
본 논문에서는 RLD (Reflective Laser Diode)와 FBG (Fiber Bragg Grating)가 하이브리드 집적된 LD (이하 FG-LD)의 정적 및 동적 특성을 해석하기 위하여 대신호 시영역 모델링 방법을 구현하였다. FBG의 유효길이 2.1 mm를 포함한 외부 집적 공진기의 길이가 8 m인 경우에 0.44GHz의 동적 주파수 요동과 6.4 GHz 정도의 동적 주파수 요동 결과를 나타내었다. 또한 10 Gbps NRZ 신호의 아이가 크게 오픈된 상태를 잘 유지함을 확인하였다. FG-LD는 50 km 정도의 길이를 커버하는 10 Gbps 급 단일파장 레이저로서의 효용성이 있을 것으로 기대된다.
광섬유 브래그 격자 센서는 광섬유의 코어의 굴절률 변조에 의해서 제작되며, 이 센서는 외부의 스트레인에 따라 브래그 파장이 변화하게 된다. 본 논문에서는 광섬유 브래그 격자 센서를 파장 영역에서 신호처리 할 수 있는 방법에 대하여 연구하였다. SLD와 F-P 필터로 구성된 sweep 반도체 광원과 F P 필터내의 PZT의 히스테리시스 특성을 보상하기 위한 에탈론 필터와 장기 계측을 위해 절대 파장 기준으로 온도 안정된 광섬유 브래그 격자를 사용하였다. 콘크리트 흄관에서 FBG 센서의 스트레인 응답 특성을 전기저항 센서와 비교하였다. 그리고 광섬유 격자 센서를 이용하여 장거리 변위의 측정 가능성을 확인하였다.
This paper describes the flexible force sensor using fiber Bragg grating (FBG) and silicone rubber for the tactile sensation to detect the distributed normal force. The newly designed FBG flexible force has simple structure and can be easily multiplexed with simple wiring compared with the other electric mechanical sensors. We designed the flexible silicone rubber transducer and found the optimum embedding position of FBG in the transducer using the finite element analysis. This flexible force sensor has good performance and is immunity to the electromagnetic field compared with any other kinds of small force sensors for tactile sensation.
A new fabrication method of FBG sensor with gage length shorter than 10 mm is introduced using the reflection prism with special coating on the surface. It is verified that the bandwidth of FBG sensor increases exponentially as the gage length of it decreases. The transverse stress and strain gradient induced by local stress concentration which occurs during curing has an influence on the FBG sensor with gage length of 2 mm less than that of 10 mm.
We substantially increased the temperature sensitivity of a fiber Bragg grating temperature sensor by gluing it onto a piece of bi-metal strip. The temperature-induced Bragg wavelength shift is increased upto 5 times more than that of the intrinsic FBG sensor by the strain effect from the deflected bi-metal. We showed the feasibility of the proposed sensor by comparing the temperature measuring experiments with those of the intrinsic FBG sensors. Also we measured temperature varying the length of the bi-metal pieces and analyzed the result effect of it.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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