Оцінка ефективності впливу фотосенсибілізації на спектральні характеристики волоконних брегівських решіток

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.259033

Ключові слова:

електроніка, телекомунікації, брегівські решітки, оптичне волокно, моделювання

Анотація

В даний час як високочутливі сенсори використовуються волоконні брегівські решітки, отримані на основі фотоіндукованих оптичних волокон, легованих високою концентрацією оксиду германію.

Проте варто відзначити суттєвий недолік – технологія виготовлення оптичних волокон, легованих германієм, є дорогою.

При записі брегівських решіток у стандартному телекомунікаційному волокні, де молярна концентрація германію в серцевині волокна становить від 3 % до 5 %, виникають перешкоди через дуже низьку і недостатню світлочутливість. Таким чином, важливу роль відіграє вирішення проблеми низької фоточутливості стандартних телекомунікаційних волокон для запису брегівських решіток.

У цій роботі представлені результати досліджень спектральних характеристик волоконних брегівських решіток на основі стандартних телекомунікаційних волокон, попередньо насичених воднем для підвищення фоточутливості. За отриманими результатами встановлено, що під дією УФ-випромінювання у присутності водню фоточутливість волокна збільшується, а брегівський зсув довжини хвилі пов'язаний з насиченням волокна воднем, ефективною амплітудою модуляції наведений показник заломлення дорівнює 1,2 за показника заломлення 1,48. Ця робота доводить, що ВБР, зареєстрований попередньо насиченим воднем S протягом 12 днів, характеризується підвищеною фоточутливістю.

Отримані експериментальні результати дозволяють використовувати волоконну брегівську решітку на основі стандартного телекомунікаційного оптичного волокна, насиченого воднем, в галузі телекомунікацій, сейсмології, інженерної геології як волоконно-оптичні датчики тиску, деформації, температури, обертання та обертання, в тому числі в екстремальних умовах

Біографії авторів

Sandugash Orazaliyeva, Almaty University of Power Engineering and Telecommunications named after Gumarbek Daukeyev

PhD

Department of Electronics and Robotics

Gulim Kadirbayeva, Almaty University of Power Engineering and Telecommunications named after Gumarbek Daukeyev

Doctoral Student

Department of Telecommunications and Innovative Technologies

Katipa Chezhimbayeva, Almaty University of Power Engineering and Telecommunications named after Gumarbek Daukeyev

PhD, Professor

Department of Telecommunications and Innovative Technologies

Посилання

  1. Chezhimbayeva, K., Konyrova, M., Kumyzbayeva, S., Kadylbekkyzy, E. (2021). Quality assessment of the contact center while implementation the IP IVR system by using teletraffic theory. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (3 (114)), 64–71. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.244976
  2. Kukushkin, S. A., Osipov, A. V., Shlyagin, M. G. (2006). Formation of pores in the optical fiber exposed to intense pulsed UV radiation. Technical Physics, 51 (8), 1035–1045. doi: https://doi.org/10.1134/s1063784206080135
  3. Swart, P. L., Shlyagin, M. G., Chtcherbakov, A. A., Spirin, V. V. (2002). Photosensitivity measurement in optical fibre with Bragg grating interferometers. Electronics Letters, 38 (24), 1508. doi: https://doi.org/10.1049/el:20021046
  4. Agliullin, T. A., Gubaidullin, R. R., Sakhabutdinov, A. Z. (2021). Multi-Sensory Strain Measurement Using Addressed Fiber Bragg Structures in Load Sensing Bearings. 2021 Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications. doi: https://doi.org/10.1109/ieeeconf51389.2021.9416075
  5. Sun, C., Sun, J., Dong, Y., Cheng, Z., Li, H. (2021). Research on Spectral Characteristics of Phase-Shifted Fiber Bragg Grating and Its Defence Applications. 2021 3rd International Conference on Artificial Intelligence and Advanced Manufacture. doi: https://doi.org/10.1145/3495018.3495286
  6. Isah, B. W., Mohamad, H. (2021). Surface-Mounted Bare and Packaged Fiber Bragg Grating Sensors for Measuring Rock Strain in Uniaxial Testing. Sensors, 21 (9), 2926. doi: https://doi.org/10.3390/s21092926
  7. Zhang, D., Du, W., Chai, J., Lei, W. (2021). Strain Test Performance of Brillouin Optical Time Domain Analysis and Fiber Bragg Grating Based on Calibration Test. Sensors and Materials, 33 (4), 1387. doi: https://doi.org/10.18494/sam.2021.3255
  8. Yiping, W., Wang, M., Huang, X. (2013). In fiber Bragg grating twist sensor based on analysis of polarization dependent loss. Optics Express, 21 (10), 11913. doi: https://doi.org/10.1364/oe.21.011913
  9. Chen, L.-W., Felsen, L. (1973). Coupled-mode theory of unstable resonators. IEEE Journal of Quantum Electronics, 9 (11), 1102–1113. doi: https://doi.org/10.1109/jqe.1973.1077409
  10. Liaw, S.-K., Tsai, P.-S., Wang, H., Le Minh, H., Ghassemlooy, Z. (2016). FBG-based reconfigurable bidirectional OXC for 8×10Gb/s DWDM transmission. Optics Communications, 358, 154–159. doi: https://doi.org/10.1016/j.optcom.2015.09.032
  11. Hill, K. O., Fujii, Y., Johnson, D. C., Kawasaki, B. S. (1978). Photosensitivity in optical fiber waveguides: Application to reflection filter fabrication. Applied Physics Letters, 32 (10), 647–649. doi: https://doi.org/10.1063/1.89881
  12. Varzhel’, S. V., Petrov, A. A., Gribaev, A. I., Palanjyan, D. A., Konnov, K. A. (2013). High-performance fiber Bragg gratings exposed by a single 17-ns excimer laser pulse in birefringent optical fiber with an elliptical stress cladding. Fundamentals of Laser-Assisted Micro- and Nanotechnologies 2013. doi: https://doi.org/10.1117/12.2053163
  13. Zhang, Y., Tian, Y., Fu, X., Bi, W. (2017). Wide-Range Fiber Bragg Grating Displacement Sensor with Temperature Compensation. 2017 2nd International Conference for Fibre-Optic and Photonic Sensors for Industrial and Safety Applications (OFSIS). doi: https://doi.org/10.1109/ofsis.2017.11
  14. Orazaliyeva, S., Wojcik, W., Yakubova, M., Ongar, B. (2019). Measurement of the veer and rotation of an optical fibre using a bragg grating. NEWS of National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, 6 (438), 190–196. doi: https://doi.org/10.32014/2019.2518-170x.170
  15. Ran, Y., Jin, L., Tan, Y.-N., Sun, L.-P., Li, J., Guan, B.-O. (2012). Strong Bragg grating inscription in microfibers with 193 nm excimer laser. Imaging and Applied Optics Technical Papers. doi: https://doi.org/10.1364/aio.2012.jw2a.4
  16. Lemaire, P. J., Atkins, R. M., Mizrahi, V., Reed, W. A. (1993). High pressure H2 loading as a technique for achieving ultrahigh UV photosensitivity and thermal sensitivity in GeO2 doped optical fibres. Electronics Letters, 29 (13), 1191. doi: https://doi.org/10.1049/el:19930796
  17. Liou, C. L., Wang, L. A., Shih, M. C. (1997). Characteristics of hydrogenated fiber Bragg gratings. Applied Physics A: Materials Science & Processing, 64 (2), 191–197. doi: https://doi.org/10.1007/s003390050463
  18. Becker, M., Elsmann, T., Latka, I., Rothhardt, M., Bartelt, H. (2015). Chirped Phase Mask Interferometer for Fiber Bragg Grating Array Inscription. Journal of Lightwave Technology, 33 (10), 2093–2098. doi: https://doi.org/10.1109/jlt.2015.2394299
  19. Hill, K. O., Malo, B., Bilodeau, F., Johnson, D. C. (1993). Photosensitivity in Optical Fibers. Annual Review of Materials Science, 23 (1), 125–157. doi: https://doi.org/10.1146/annurev.ms.23.080193.001013
  20. Atkins, R. (1996). Photosensitivity in optical fibers. Conference Proceedings LEOS’96 9th Annual Meeting IEEE Lasers and Electro-Optics Society. doi: https://doi.org/10.1109/leos.1996.565288
  21. Abdujalilov, J., Yakubova, M., Zhunusov, K., Orazalieva, S., Konshin, S., Yakubov, B., Golubeva, T. (2019). Development of a method to build Fiber Bragg grating-based sensors. 2019 International Conference on Information Science and Communications Technologies (ICISCT). doi: https://doi.org/10.1109/icisct47635.2019.9011886

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-06-30

Як цитувати

Orazaliyeva, S., Kadirbayeva, G., & Chezhimbayeva, K. (2022). Оцінка ефективності впливу фотосенсибілізації на спектральні характеристики волоконних брегівських решіток. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(5 (117), 6–14. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.259033

Номер

Том 3 № 5 (117) (2022): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Sandugash Orazaliyeva, Gulim Kadirbayeva, Katipa Chezhimbayeva

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.