DOI: 10.17586/2226-1494-2018-18-5-751-757


УДК681.7.063

ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВОЛОКОННЫХ БРЭГГОВСКИХ РЕШЕТОК С ФАЗОВЫМ СДВИГОМ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ДАВЛЕНИЯ, НАПРАВЛЕННОГО ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО ОСИ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА



Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Новикова В.А., Варжель С.В., Дмитриев А.А., Залесская Ю.К., Идрисов Р.Ф. Исследование спектральных характеристик волоконных брэгговских решеток с фазовым сдвигом при воздействии давления, направленного перпендикулярно оси оптического волокна // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 5. С. 751–757. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-5-751-757

Аннотация
 Предмет исследования.Исследовано влияние давления перпендикулярно оси оптического волокна на волоконные брэгговские решетки с фазовым сдвигом. Метод. Запись решеток Брэгга производилась с помощью интерферометра Тальбота, а введение фазового сдвига – с помощью электрической дуги сварочного аппарата. В качестве источника излучения использовалась эксимерная лазерная система. Фиксировалось изменение спектров отражения при различных значениях давления на оптическое волокно. Основные результаты. Получены волоконные брэгговские решетки с фазовым сдвигом без использования высокоточных приборов на этапе введения фазового сдвига. Представлены результаты экспериментов по выявлению зависимости между приложенной массой и расстоянием между локальными минимумами в спектре отражения волоконной брэгговской решетки с фазовым сдвигом за счет наведенного двулучепреломления. Показано, что изменение спектральных характеристик связано с эффектом двулучепреломления за счет напряжений внутри волокна. Следствием этого является появление второго локального минимума в полосе отражения. Практическая значимость. Результаты исследования могут быть применены при создании чувствительного элемента волоконно-оптического датчика давления. Выполненное исследование демонстрирует возможности использования решеток Брэгга с фазовым сдвигом в качестве чувствительных элементов в волоконно-оптических датчиках давления.

Ключевые слова: волоконная брэгговская решетка, фазовый сдвиг, интерферометр Тальбота, эксимерный лазер, датчик давления, двулучепреломление

Благодарности. Работа выполнена в Университете ИТМО при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (проект №03.G25.31.0245).

Список литературы

 

  1. Spolitis S., Ivanovs G. Extending the reach of DWDM-PON access network using chromatic dispersion compensation // IEEE Swedish Communication Technologies Workshop. 2011. P. 29–33. doi: 10.1109/swe-ctw.2011.6082484
  2. Jiang H., Chen J., Liu T.D., Fu H. Design of an FBG sensor network based on pareto multi-objective optimization // IEEE Photonics Technology Letters. 2013. V. 25. N 15. P. 1450–1453. doi: 10.1109/lpt.2013.2264802
  3. Shuo L., Fengping Y., Wanjing P., Ting F., Ze D., Geekung C. Tunable dual-wavelength thulium-doped fiber laser by employing a HB-FBG // IEEE Photonics Technology Letters. 2014. V. 26. N 18. P. 1809–1812. doi: 10.1109/lpt.2014.2336654
  4. Alyshev S.V., Ryumkin K.E., Shubin A.V., Medvedkov O.I., Khopin V.F., Gur’yanov A.N., Dianov E.M. Fibre laser based on tellurium-doped active fibre // Quantum Electronics. 2014. V. 44. N 2. P. 95–97. doi: 10.1070/qe2014v044n02abeh015367
  5. Jiang Qi, Yu M., Zhou X., Guo T.Y., Song J.X. A novel fiber Bragg grating accelerometer based on fiber vibrating wire // Proc. 8th Int. Conf. on Sensing Technology. Liverpool, UK, 2014. P. 529–533.
  6. Wang S.L., Wang Y., Hu M.L., Wang J.H., Guo C., Lei H.F. A new style of FBG vibration sensor // Journal of Basic and Applied Physics. 2013. V. 2. P. 20–23.
  7. Hill K.O., Fujii Y., Johnson D.C., Kawasaki B.S. Photosensitivity in optical fiber waveguides: application to reflection filter fabrication // Applied Physics Letters. 1978. V. 32. N 10. P. 647–649.doi: 10.1063/1.89881
  8. Meltz G., Morey W.W., Glenn W.H. Formation of Bragg gratings in optical fibers by a transverse holographic method // Optics Letters. 1989. V. 14. N 15. P. 823–825. doi: 10.1364/OL.14.000823
  9. Byron K.C., Sugden K., Bricheno T., Bennion I. Fabrication of chirped bragg gratings in photosensitive fibre // Electronics Letters. 1993. V. 29. N 18. P. 1659–1660. doi: 10.1049/el:19931104
  10. Meltz G., Morey W.W., Glenn W.H. In-fibre Bragg grating tap // Optical Fiber Communication Conference. San Francisco, 1990. doi: 10.1364/ofc.1990.tug1
  11. Othonos A., Lee X., Measures R.M. Superimposed multiple Bragg gratings // Electronics Letters. 1994. V. 30. N 23. P. 1972–1974. doi: 10.1049/el:19941359
  12. Arigiris A., Konstantaki M., Ikiades A., Chronis D., Florias P., Kallimani K., Pagiatakis G. Fabrication of high-reflectivity superimposed multiple-fiber Bragg gratings with unequal wavelength spacing // Optics Letters. 2002. V. 27. N 15. P. 1306–1308.
  13. Littler I.C.M., Rochette M., Eggleton B.J. Adjustable bandwidth dispersionless bandpass FBG optical filter // Optics Express. 2005. V. 13. N 9. P. 3397–3407. doi: 10.1364/opex.13.003397
  14. Wang H. A Phase-Shifted Fiber Bragg Grating Based Humidity Sensor. PhD Thesis. Canada, Ontario, 2013. 55 p.
  15. Canning J., Sceats M.G. π-phase-shifted periodic distributed structures in optical fibres by UV post-processing // Electronics Letters. 1994. V. 30. N 16. P. 1344–1345. doi: 10.1049/el:19940920
  16. Yang Y.H., Liu X.J., Jin W. Phase shifted fiber Bragg grating fabrication techniques and their laser applications // Asia Communications and Photonics Conference. 2013. doi: 10.1364/acp.2013.ath3d.5
  17. Chehura E., James S.W., Tatam R.P. A simple method for fabricating phase-shifted fibre Bragg gratings with flexible choice of centre wavelength // Proc. SPIE. 2009. V. 7503. doi: 10.1117/12.835466
  18. Новикова В.А., Варжель С.В., Грибаев А.И., Архипов С.В., Идрисов Р.Ф., Михнева А.А., Фролов Е.А. Методика изготовления и исследование спектральных характеристик волоконных брэгговских решеток с фазовым сдвигом // XМеждународная конференция Оптика-2017. Санкт-Петербург, 2017. С. 392–394.
  19. Rosenthal A., Razansky D., Ntziachristos V. High-sensitivity compact ultrasonic detector based on a pi-phase-shifted fiber Bragg grating // Optics Letters. 2011. V. 36. N 10. P. 1833–1835.doi: 10.1364/ol.36.001833
  20. Варжель С.В., Мунько А.С., Коннов К.А., Грибаев А.И., Куликов А.В. Запись решеток Брэгга в двулучепреломляющем оптическом волокне с эллиптической напрягающей оболочкой, подвергнутом водородной обработке // Оптический журнал. 2016. Т. 83. С. 74–78.
  21. Gribaev A.I., Pavlishin I.V., Stam A.M., Idrisov R.F., Varzhel S.V., Konnov K.A. Laboratory setup for fiber Bragg gratings inscription based on Talbot interferometer // Optical and Quantum Electronics. 2016. V. 48. N 12. Art. 540.
  22. Othonos A. Fiber Bragg gratings // Review of Scientific Instruments.1997. V. 68. N 12. P. 4309–4341.
  23. Lefevre H.С. The Fiber-Optic Gyroscope. 2nd ed. Artech House,2014. 407 p.


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2018 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика