Tese: Análise da Técnica de Demodulação Baseada em Filtros Fixos na Interrogação de Sensores a Rede de Bragg em Fibras Ópticas
Aluno(a) : Luiz Carlos da Silva NunesOrientador(a): Arthur Braga e Luiz Carlos Guedes Valente
Área de Concentração: Mecânica Aplicada
Data: 25/05/2004
Link para tese/dissertação: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=5385@1
Resumo: A análise da técnica de demodulação usada para interrogar sensores a rede de Bragg em fibras ópticas baseadas em filtros fixos foi realizada teoricamente e experimentalmente. Diferentes configurações de sistemas foram analisadas modificando a posição espectral dos filtros, assim como, os níveis de potência óptica obtidos nos fotodetectores. Foram realizadas medidas com o tempo de integração que variavam de 0.01 a 1s e estimado o limite de baixa freqüência. Comparação entre os resultados experimentais e simulados mostram boa concordância, e extrapolações indicam que seria possível chegar a uma faixa de medida da ordem de 7 nanômetros, com incertezas equivalentes menores que 2 picometros, na medida da posição de pico do sensor. Foi feita uma análise da possibilidade de utilização desta técnica para medida simultânea de pressío e temperatura com uma única rede sensora. Na realização experimental foi usado um transdutor de pressío que transferia uma força transversal à fibra, proporcional à pressío atuante, gerando birrefringência na regiío da rede de Bragg. Foi possível obter valores de pressío com a faixa dinâmica de 400 psi com incerteza máxima de 4 psi e simultaneamente temperaturas com variação de 28 a 50oC com incerteza máxima de 0.1oC. Adicionalmente, foram estudados os efeitos gerados numa multiplexação temporal (TDM) de sensores a rede de Bragg quando os sensores se encontram superpostos na mesma posição espectral. Nesta análise é confrontada a técnica de demodulação utilizando dois filtros fixos com a técnica baseada na posição espectral. Os resultados indicam que a técnica baseada em filtros fixos apresenta vantagem, permitindo um número significativamente maior de sensores. E também, foi analisado o distúrbio provocado no espectro da rede sensora quando a fonte de luz usada para interrogar a rede, tem uma modulação espectral que varia com a temperatura. Finalmente, foi apresentado um sistema de multiplexação (TDM/WDM), completamente polarizado, capaz de interrogar dezenas de sensores a rede de Bragg escrito em fibras de alta birrefringência. O sistema de multiplexação consistiu numa chave óptica integrada, baseada num interferômetro de Mach-Zehnder com configuração X-Y, e num espectrômetro CCD.