طراحی و بهینه‌سازی نانو حسگرهای دما و کرنش توری براگ فیبری با استفاده از ناخالصی BaO و فیبرهای پلیمری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی برق، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران.

چکیده

در این مقاله به طراحی نانوحسگرهای دما و کرنش با استفاده از توری‌های براگ فیبری پرداخته‌ایم. طول‌موج‌های براگ برای حسگرهای دما و کرنش به ترتیب 1555 و 1549 نانومتر در نظر گرفته شده است. با استفاده از ناخالصی باریوم و تزریق آن به هسته‌ی فیبر سیلیکا و همچنین با استفاده از فیبر پلیمری متیل متاکریلات به طراحی حسگرهای کرنش و دما پرداخته شده است. تغییرات دما در حسگرهای توری براگ باعث تغییر عمق مدولاسیون ضریب شکست شده و در نتیجه تغییر طول موج براگ می‌گردد. در نتیجه با استفاده از فیبر پلیمری و تزریق ناخالصی از جمله بنزوفنون به هسته فیبر پلیمری، پارامترهای حرارتی - اپتیکی افزایش یافته و در نتیجه حساسیت دمایی حسگر طراحی شده به شدت ارتقاء می‌یابد. حساسیت به دست آمده برای حسگر دمایی با استفاده از فیبر پلیمری -0.3223nm/°C به دست آمده است. همچنین تغییرات کرنش در توری‌های براگ علاوه بر تغییر عمق مدولاسیون ضریب شکست، باعث تغییر در دوره تناوب توری نیز می‌شود. با تزریق ناخالصی باریوم به هسته فیبر سیلیکا، پارامترهای کرنش - اپتیکی زیاد شد و با توجه به رابطه کرنش با تغییرات طول‌موج براگ، حساسیت کرنش حسگر طراحی شده دچار افزایش می‌شود. حساسیت به دست آمده برای حسگر کرنش طراحی شده 0.0019nm/µ به دست آمد. همچنین با توجه به انتخاب مناسب پارامترهای توری، شدت بازتاب در طول‌موج براگ حسگرهای طراحی شده تقریباً برابر صد در صد است و شدت انتقال توری در طول‌موج براگ کاهش یافته است که در نتیجه کاهش این شدت، اتلاف حسگرهای طراحی شده به طرز قابل قبولی کاهش یافته است.
 

کلیدواژه‌ها