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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2416| Sensores de fibra óptica basados en la interferometría de baja coherencia Fiber optic sensors based on low coherence interferometry | |
| JUAN CRISOSTOMO TAPIA MERCADO | |
| Martin Luis Celaya Barragan | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Sensores de fibra óptica, Interferometría de luz blanca, Medición de temperatura, Interferómetro de Sagnac, Calorímetros, Fiber-optics sensors, White light interferometry, Temperature measurement, Sagnac interferometer, Calorimeters | |
| Este trabajo de tesis tiene como meta el desarrollo de sensores de fibra óptica de alta sensibilidad basados en la interferometría de baja coherencia. Se realizó un análisis teórico que puede ser aplicado en general a cualquier sensor interfeométrico de fibra óptica basado en la técnica de baja coherencia. En particular, en el trabajo experimental, se usó el interferómetro de Sagnac con lazo de fibra óptica birrefringente como el elemento sensor. El trabajo inicia con el desarrollo de un método que permite incrementar la exactitud de las mediciones de un sensor de temperatura absoluta. Este sensor usa una fuente de luz compuesta formada por dos LEDs de diferente longitud de onda. Se muestra que la incertidumbre es inversamente proporcional al ancho de banda espectral de la fuente de luz, alcanzando experimentalmente una exactitud de 4x10-3 °C. Se presenta un análisis detallado de la sensibilidad y precisión para sensores de fibra óptica basados en la técnica de interferometría de la luz blanca con barrido en longitud de onda. Dentro de esta investigación se contempla la optimización de los parámetros involucrados en el desempeño de los sensores. Se obtienen ecuaciones análíticas para la diferencia de camino óptico óptima, las cuales permiten alcanzar la medición de incertidumbre ínima. Se desarrolla un calorímetro de fibra óptica con dos sensores de temperatura, el cual puede medir potencias láser con gran exactitud. Un sensor mide la temperatura del material absorbente del calorímetro la cual depende de la potencia de la radiación láser incidente, mientras que el otro monitorea los cambios de temperatura en la cabeza del calorímetro. Los resultados experimentales muestran mediciones de potencia óptica entre 0 y 6 W con una exactitud de 0.3 mW y una constante de tiempo de 2.3 s. This thesis proyect has as goal the development of high sensibility fiber-optic temperature sensors based on a low-coherence interferometry. We carried out a theoretical analysis that can be applied in general to any fiber-optic sensor interferometric based on a low-coherence technique. In particular, for our experimental work, we used a fiber Sagnac interferometer with a high-birefringence loop as sensing element. We developed a method that allows to increse the accuracy in the measurements of an absolute temperature sensor. This sensor uses a composite light source compose of two LEDs of different wavelength. It has been shown that the measurement uncertainty proportional to the light source spectral bandwidth and an accuracy of 4.10-3 °C was reached experimentally. A detailed analysis for accuracy and sensitivity of fiber-optic sensor based on white-light interferometric technique with wavelength scanning is presented. Analytical equations for optimal path difference were obttained, wich allow to reach the minimum measurement uncertainty. We developed a fiber-optic calorimeter with two temperature sensors based on a birefringent fiber Sagnac interferometer for high accurate laser power measurements. One sensor measures the absorber´s temperature that dependes on the power of incident laser radiation, whereas the other is for monitoring the head calorimeters temperature. Experimental results show measurements of optical power between 0 and 6 W with an accuracy of 0.3 mW and a time constant of 2.3 s. | |
| CICESE | |
| 2001 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Tapia Mercado, J. C.2001.Sensores de fibra óptica basados en la interferometría de baja coherencia.Tesis de Doctorado en Ciencias.Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.125 pp. | |
| ÓPTICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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