طراحی و شبیه سازی حسگر فشار فیبر نوری توری براگ برای شرایط کمینه اتلاف

با پیشرفت علم در زمینه مخابرات نوری و الکترواپتیک نمونه ی جدیدی از حسگرهای فیبرنوری مورد توجه قرار گرفته¬ است. حسگرهای توری براگ فیبری از یک توری فیبری بازتابی تشکیل شده است. این توری ها از طریق ایجاد تغییرات ضریب شکست هسته فیبر نوری در اثر تابش فرابنفش ساخته می¬شود. در این تحقیق به معرفی توری براگ فیبرنوری و بررسی چگونگی حساس سازی آن به تغییرات ضریب شکست محیط پرداخته خواهد ¬شد. سپس روابط میدان مد هسته، مد غلاف و چگونگی محاسبه ضریب شکست موثر آن¬ها به طور کامل شرح داده شده است. اندازه¬گیری فشار یکی از موارد کاربردی این حسگرها است که در این پایان نامه به آن پرداخته شده است. این حسگرها قادر به اندازه گیری فشار اعمالی در راستای محوری و شعاعی فیبر¬نوری هستند و حسگر فشار توری براگ فیبرنوری در این پایان نامه با استفاده ازفیبر نوری 28smf که پرکاربردترین فیبرنوری تجاری است شبیه سازی شده است. یکی از مشکلات پیش رو در کاربرد این حسگرها تداخل حساسیت بین پارامترهای گوناگون اندازه گیری می¬باشد که راهکارها و روش¬های گوناگونی برای جلوگیری از این پدیده¬ی نامطلوب پیشنهاد شده¬است. استفاده هم¬زمان از چند توری پشت سرهم از جمله روش¬های جلوگیری از تداخل حساسیت است که نمونه های مختلف کاربردی آن شبیه¬سازی شده است. در ادامه مقایسه و بررسی وابستگی پارامتر تیزی، تعداد المان های توری، طول توری و ضریب شکست مدی به این نتیجه رسیدیم که محدوده تغیرات پارامتر تیزی از 0/1 تا 10 است که در 0.1 اتلاف به db 90/5147- و بالاتر از 5 اتلاف db120- است. در نتیجه با افزایش پارامتر تیزی اتلاف کاهش می یابد. در المان های توری محدوده تغییرات از mm1 تا mm100 است که در mm 1 اتلاف db120- و در mm 100 اتلاف db144/344- است. در طول توری محدوده تغییرات 10000تا μm60000 است که در μm 10000 اتلاف db 726/88- و در طول توری μm 40000 اتلاف به db168/577- رسیده است که با افزایش طول توری اتلاف بیش از db168/577- کاهش نمی بابد و در ادامه با تغییرات بسیار کم ضریب شکست مدی در 0/0001 اتلاف نصف می شود. در نتیجه اتلاف وابستگی بسیار زیادتری به اندازه ی ضریب شکست مدی نسبت به پارامترهای دیگر دارد. پس برای طراحی توری براگ فیبر نوری با اتلاف کم بهتر است پارامتر ضریب شکست مدی تغییر داده شود که بهینه ترین اتلاف است. در پایان حسگر فشار فیبرتوری براگ را در شرایط متفاوت و هم¬چنین اندازه گیری هم زمان فشار و دما با استفاده از توری¬های براگ فیبر hi-bi بررسی شده است.