طراحی سنسورهای تنش مبتنی بر فیبر نوری با پوشش کامپوزیتی

کلید واژه­ها: فیبر توری براگ، ضریب شکست موثر،سنسور فیبر نوری، موجبر مستطیلی، پوسته­ی کامپوزیت، تنش

چکیده:

تكنولوژي سنسورهایفیبرنوری امكان سنجش انواع پارامترها از جمله تنش، دما و فشار در محيط­هاي ناملايم و دوردست را ميسر نموده­است. اين نوع سنسورها با توانایی سنجش برخي از پارامترهایموج نور مانند تنش، شدت و فاز، فيبرنوري را به عنوان محيط واسطه براي انتقال اطلاعات مربوط به اندازه­گيري،قابل استفاده مي­سازد. وجود مزایای سنسورهاي فیبرنوریدر مقايسه با سنسورهاي الكتريكي متداول، باعثكاربرد بيشتر اين سنسورها در محيط­هاي مختلف گرديده،تا جایی­که، هم­اکنون، جزء مولـفه­هاي اصلي در بهينه سازي فرآينـدهاي صنعتي، سيـستم­هاي كنترل كيفيت، تشخيص دارويي، پيشگيري و كنترل ناهنجاري­ها تلقي مي­شود.

در این پایان­نامه، هدف، طراحی سنسورهاینوری با پوسته­ی کامپوزیتی و حساسیت بالا می­باشد، که در آن آثارناشی از اعمال تنش و دمابررسی می­گردد.پس از مرور مقدمات لازم،از تئوریرسانه­یموثربرایموجبرکامپوزیتبهرهگرفته،سپس با استفاده از یکمدل پیشنهادی، شبکه­ی توری براگ،در طول معینی از پوسته­­ی کامپوزیت موجبر مستطیلی تعبیه می­شود، سپس تاثیرات تنش و دما بر روی طول موج­های سنسور مشاهده می­شود.با فرض اینکه پوسته­ی کامپوزیت،رسانه‌ایهمگناستکهدرآننانوذراتفلزی از جنس نقره به دلیل سیگنال به نویز بیشترپخششده،ابتداضریبشکستموثرسنسوررا به­دستمی­آوریم، سپستاثیرات تنش و دما را بر روی بازتابش و انتقال بر حسب طول موج، تحلیل می­کنیم. مشاهده می­شود که بااعمال تنش و دما، ضریب شکست، روند افزایشی داشته و انعکاس به سمت طول موج­های بالاتر (منطقه مادون قرمز) میل می­کند.