FI71842B - Fiberoptisk spaenningssensor - Google Patents
Fiberoptisk spaenningssensor Download PDFInfo
- Publication number
- FI71842B FI71842B FI802733A FI802733A FI71842B FI 71842 B FI71842 B FI 71842B FI 802733 A FI802733 A FI 802733A FI 802733 A FI802733 A FI 802733A FI 71842 B FI71842 B FI 71842B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- shell
- core parts
- core
- optical fiber
- light
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 48
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title description 26
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 28
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 23
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 19
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000006880 cross-coupling reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 140
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 73
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 38
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 14
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 7
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 5
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 2
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 101100379080 Emericella variicolor andB gene Proteins 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical group [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000012923 response to hydrostatic pressure Effects 0.000 description 1
- 230000003938 response to stress Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
- G01L1/242—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
- G01L1/243—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre using means for applying force perpendicular to the fibre axis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
- G01B11/18—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge using photoelastic elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L11/00—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00
- G01L11/02—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by optical means
- G01L11/025—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by optical means using a pressure-sensitive optical fibre
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02042—Multicore optical fibres
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
I VJ*»·· I KUULUTUSJULKAISU 71οΛ9 Β 11 UTLÄGGNIN GSSKRIFT / Ιθ4Ζ (45) r? „ ^ .. Λ ·)».' 1 JV i r- ^ ;Λ 1 ^ ^ ^ (51) Kv.lk.4/lnt.Cl.4 G 01 L 1/24, G 01 Β 11/16 SUOMI—FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansökning 802733 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 29 · 08.8 0 (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 29 · 08.8 0 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 01 .03.81
Patentti· ja rekisterihallitus /44) Nähtäväksi panon ja kuut.julkaisun pvm. — 31-10.86
Patent· och registerstyrelsen ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad (86) Kv. hakemus — Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begärd prioritet 3 0.08.79 23.06.80 USA(US) 071512, 162283 (71) United Technologies Corporation, 1 Financial Plaza, Hartford,
Connecticut, USA(US) (72) Gerald Meltz, Avon, Connecticut, Elias Snitzer, West Hartford,
Connecticut, USA(US) (7*0 Forssen & Salomaa Oy (5*4) Kuituoptinen jännityksen tuntoelin - Fiberoptisk spänningssensor Keksinnön kohteena on jännityksen ilmaisinlaite, johon sisältyy jännitykselle herkät elimet, joihin kuuluu jännityksen mittauskohtaan sijoitettava optinen kuitu, jossa optisessa kuidussa on joukko ydinosia, jotka sijaitsevat erossa toinen toisistaan tietyssä kuoressa, tämän kuoren ja kunkin joukosta ydinosia ollessa mitoitettu ja valmistettu sellaisista materiaaleista, että ristiinkyt-keytyminen voi tapahtua näiden ydinosien välillä, syöttölähteet valon aikaansaamiseksi yhdistettäväksi yhteen näistä ydinosista tämän valon ristlinkytkeytyessä vierekkäisiin ydinosiin tavalla, joka on riippuvainen siitä jännityksestä, mikä vaikuttaa mainittuun kuituun, ja ilmaislnlaitteet valon energian vastaanottamiseksi sen tullessa ulos kustakin tämän joukon ydinosasta ja mainitun ulostulevan valon intensiteettiin verrannollisen sähkösignaalin aikaansaamiseksi.
Optisia aaltojohtimia on jo tunnettu useita vuosia ja kun on kehitetty pieni-häviöisiä laseja, on laitteita, joihin sisältyy optisia aaltojohtimia, käytetty yhä lukuisammin useilla erilaisilla alueilla, kuten tietoliikenteessä ja valvontalaitteissa. Optinen aaltojohdin muodostuu tyypillisesti dielektri-sestä ytimestä, mikä on valmistettu lasista tai vastaavasta ja millä on tietty taitekerroin ja tätä ydintä ympäröi toinen aines mikä myös normaalisti on lasia tai vastaavaa ja millä on alhaisempi taitekerroin. Tämä ympäröivä aines tunnetaan yleensä nimityksellä kuori. Valonsäde ohjataan tällä kokonaisrakennel-malla niin kauan kuin ytimen muodostavan aineksen taitekerroin ylittää kuoren muodostavan aineksen taitekertoimen. Valonsäde ytimen sisällä ohjautuu pääasial lisesti ottaen pitkin ytimen akselia heijastuen rajapinnasta ytimen ja kuoren välillä.
2 71 842
Joukkoa erilaisia rakenteita optisia aaltoputkia varten on jo ehdotettu sisältäen usean moodin porraspykäläprofiilin, yhden moodin profiilin ja usean moodin asteettaisen siirtymän profiilin. Milloin halutaan yhtä ainoata moodia on tällöin käytössä yhden ainoan moodin optinen aaltojohdin. Tällaisessa aalto-putkessa ytimen halkalsijamitta on tyypillisesti vähemmän kuin 10 m ja eroi- -3 tus ytimen ja kuoren taitekertoimien välillä on suuruusluokaltaan 10 . Tästä seurauksena ainoastaan alimman kertaluokan moodi pysyy tällaisessa aaltojoh-timessa.
On myös valmistettu optisia kaapeleita, joihin sisältyy useita ydinosia sijoitettuna lukuisiin erilaisiin järjestelmiin ja sijoitettuna yhteisen kuoren sisään. Erään tällaisen esitys sisältyy US-patenttiin n:o 4.148.560, myönnetty 10. huhtikuuta 1979, keksijänä D. Margolis, nimityksellä "Optical Guides".
Tämä patenttlselltys kohdistuu rakennelmaan, mihin sisältyy joukko kuituja upotettuna ympäröivään ainekseen. Tämä nimenomainen patentti esittää optisen nipun eli kimpun sijoitettuna kahden vahvistavan langan välille ja upotettuna suojaavaan muovlalneen vaippaan.
Ilmiö, mikä tunnetaan "ristiinkytkeytymisenä" ytimien välillä yhteisen kuoren tapauksessa esiintyy, kun valon energia siirtyen pitkin jotain ydintä kytkeytyy tämän viereiseen ytimeen. Näin tapahtuu, koska kuten on tunnettua, valon energia ei kokonaisuudessaan rajoitu rajapinnan avulla ytimen ja kuoren välillä, vaan itse asiassa se läpäisee tietyn määrän verran sisään kuoreen.
On myös havaittu, että rlstiinkytkeytymlsen ilmiö aaltoputkessa, missä on vähintäin kaksi ydintä valhtelee jonkin verran funktiona lämpötilasta. Esim. tutkielmassa, mikä on nimitykseltään "Optical Waveguides", kirjoittanut N.S. Kapany sekä J.J. Burke, julkaistu 1972, todettiin, että kaksi lähelle toisiaan kuoreen sijoitettua lasikultuydintä omaavat optisen huojuntallmiön. Alkaen sivulta 255 on selostettu koetta, missä edellä mainitun optisen aaltojohtimen optinen huojuntallmiö valhtelee seurauksena muutoksista ympäristön lämpötilassa.
Lämpötila-anturi, missä käytetään optista aaltojohdinta on kuvattuna US-paten- 3 71842 tiesa 4.151.747, myönnetty 1. toukokuuta 1979, keksijänä M. Gottlieb sekä muut, nimitykseltään MONITORING ARRANGEMENT UTILIZING FIBER OPTICS. Lämpötila-anturi muodostuu optisesta aaltojohtimesta. Valolähde sijoitetaan toiseen päähän aaltojohdinta ja ilmaisin sijoitetaan toiseen päähän. Lämpötilan muutokset havaitaan vaihteluina valossa, minkä anturi vastaanottaa.
Toinen suoritusmuoto sisältää kaksi optista kultua sijoitettuna toinen toistensa viereen yhteiseen kuoreen. Sisääntulon valo viedään pitkin kuitua ja se tulee ulos kuidun seinämästä määrässä, mikä vaihtelee tämän kuidun lämpötilan mukaan. Toinen kuiduista on riittävän lähellä ensimmäistä näistä kuiduista, jotta se vastaanottaisi ainakin jonkin verran siitä valosta, joka johtuu ulos ensimmäisestä kuidusta. Kun valvotaan toisen kuidun vastaanottamaa valoa voidaan suorittaa määrittely lämpötilavaihtelun määrästä.
Erityisen mielenkiintoinen on toinen samaan aikaan tämän kanssa voimassa oleva patenttihakemus US-hakemus 071 511, keksinnön ollessa nimitykseltään FIBER OPTIC HOT SPOT DETECTOR, jätetty 30. elokuuta 1979, hakijana samat hakijat, tämän kuvatessa optista kuitua, mikä voidaan upottaa kaapeliin tai vastaavaan, jotta havaittaisiin kuumia kohtia. Joukko ydinosia yhteisessä kuoressa on erityisesti muotoiltu ja sijoitettu eroon toinen toisistaan siten, että ristiin-kytkeytyminen tapahtuu aluksi kohdassa, missä lämpötila ylittää tietyn ennakolta määritellyn tason. Sen valon aaltopituus, mikä etenee kuitua pitkin on muutettavissa siten, että kuuman kohdan tarkka sijainti tämän kaapelin suunnassa voidaan tunnistaa.
Tämän keksinnön tarkoitus on aikaansaada optinen aaltoputkx, mikä soveltuu erityisen hyvin mittaamaan muutoksia hydrostaattisessa paineessa tai jännityksessä riippumatta kaikenlaisista lämpötilamuutoksista.
Keksinnön mukaiselle ilmaisinlaltteelle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että mainittu kuori ja kukin mainitun joukon ydinosasta on mitoitettu ja valmistettu sellaisista materiaaleista, että siinä säilyy vain alimman kertaluokan etenemisen moodi, ja että mainittuun optiseen kultuun vaikuttava jännitys aikaansaa sellaisen muutoksen mainittujen ydinosien joukon mitoissa ja taite-kertoimissa sekä mainitussa kuoressa, että mainitussa ydinosien joukossa etenevän valoenergian moodien välinen interferenssi saa aikaan mainituista ydinosista ulostulevan valon intensiteetissä muutoksen, joka on yksikäsitteisesti riippuvainen mainittuun optiseen kuituun vaikuttavasta jännityksestä.
4 71842 Tämän keksinnön mukaisesti valmistetaan optinen aaltojohdin, missä on kaksi tai useampia ytimiä siten, että voidaan optimoida vaste jännityksen tai hydrostaattisen paineen vaikutuksesta.
Tämän keksinnön erään piirteen mukaisesti on optisessa aaltoputkessa joukko ydinosia, mitkä on valmistettu valituista aineista ja muotoiltu sillä tavoin, että ristiinkytkeytyminen vierekkäisten ytimien välillä on ensisijaisesti funktio jännityksestä tai hydrostaattisesta paineesta ja on se suhteellisen epäherkkä muutoksille lämpötilassa. Kun valon energiaa siirtyy pitkin erästä ytlmlstä optisessa kuidussa aikaansaavat muutokset jännityksessä tai hydrostaattisessa paineessa muutoksen siinä suhteellisessa energiassa, mikä ristiin-kytkeytyy ytimien välillä.
Eräs tämän keksinnön merkityksellinen ominaisuus on, että optinen aaltojohdin, missä on useita ytimiä, on valmistettavissa siten, että ristiinkytkeytyminen vierekkäisten ytimien välillä on funktio hydrostaattisesta paineesta tai jännityksestä riippumattomana mistä tahansa lämpötilan vaihtelusta. Valon energia, mikä etenee pitkin erästä ydintä siirtyy eli ristiinkytkeytyy tällöin viereisiin ytimiin ainoastaan funktiona hydrostaattisesta paineesta tai jännityksestä, mikä täten saattaa optimiinsa tämän optisen aaltojohtimen jännityksen ilmaisimena.
Edellä mainitut ja muut tarkoitukset, piirteet ja edut tästä keksinnöstä tulevat käymään helpommin ilmi alempana olevasta edullisten suoritusmuotojen kuvauksesta sekä oheisista piirustuksista.
Kuvio 1 on suurennettu kaavlokuvaanto esittäen painetta mlttaavaa systeemiä, mihin sisältyy optinen kuitu tämän keksinnön mukaisena ja mikä on optimisoitu havaitsemaan muutoksia hydrostaattisessa paineessa.
Kuvio 2 on päätykuvaanto kuviossa 1 esitetystä tämän keksinnön mukaisesta optisesta kuidusta.
Kuviot 3A-3D ovat kaaviollisia esityksiä mahdollisista moodeista, joita saattaa esiintyä optisessa kuidussa tämän keksinnön mukaan, mikä on havainnollistettu kuviossa 1.
5 71842
Kuvio 4 on päätykuvaanto eräästä toisesta suoritusmuodosta optista kuitua tämän keksinnön mukaisena ja mihin sisältyy toinenkin kuori eli verhous.
Kuvio 5 on päätykuvaanto kolmannesta suoritusmuodosta optista kuitua tämän keksinnön mukaan, mihin sisältyy toinen kuoriverhous ja kolmas kuoriverhous.
Kuvio 6 on neljäs suoritusmuoto optisesta kuidusta tämän keksinnön mukaan, mihin sisältyy lukuisia ytimiä ja millä aikaansaadaan yksikäsitteinen vaste laajaan alueeseen hydrostaattisen paineen muutoksia.
Kuvio 7 on kaaviokuvaesitys havainnollistaen suhteellista valointensiteettiä funktiona valon energian huojuntavaiheesta, mikä valo etenee viisiytimellistä kuitua pitkin.
Kuvio 8 on jännityksen anturi, mihin sisältyy optinen kuitu tämän keksinnön mukaisena ja mikä on kiinnitetty taipuvaan alustaan mittaamaan tällaisen alustan muodonmuutosta.
Kuvio 9 on poikkileikkauskuvaanto kuvion 7 esittämästä optisesta kuidusta.
Viitaten nyt aluksi kuvioon 1 on siinä esitetty optinen aaltojohdin 10 tämän keksinnön mukaan, mikä on optimoitu parasta mahdollista vastetta ajatellen muutoksiin nähden jännityksessä tai hydrostaattisessa paineessa pitkin sen koko pituutta riippumatta mistä tahansa muutoksista lämpötilassa. Tähän optiseen kuituun sisältyy vähintäin kaksi ydintä 12 ja 14, mitkä on ideaalisesti järjestetty tiettyyn järjestelmään halkaisijamitan suunnassa ja mitkä jatkuvat pitkin koko optisen kaapelin 10 pituutta. Kuori 16 on järjestetty mukaan ja se ympäröi kokonaisuudessaan kutakin ytimistä 12 ja 14 koko tämän kaapelin pituudelta. Sekä ytimet 12 ja 14 että kuori 16 on tyypillisesti valmistettu lasiaineksesta tai vastaavasta ja kyseessä olevan tarkan aineksen valinta, mistä ydin ja kuori valmistetaan, ytimen koko, tarkka välys näitten ytimien välillä, näitten ytimien lukumäärä jne. ovat kaikki kriitillisiä ja muodostavat ne erään oleellisen osuuden tästä keksinnöstä kuten tulee käymään helpommin ilmi alempana.
Tämän keksinnön mukainen optinen aaltojohdin on optimisoitu toimimaan jännityksen tai hydrostaattisen paineen johdosta ja soveltuu sellaisenaan erityi- 6 71842 sen hyvin toimimaan systeemissä, jolla tulee mitata jännitystä tai hydrostaattista painetta tietyssä etäällä olevassa sijaintipisteessä. Tällaiseen systeemiin sisältyy syöttölähde 18, mikä on sijoitettu kytkemään valonsäteen energiaa toisten näistä kahdesta ytimestä, kuten ytimeen 12. Optinen kultu 10 johtaa valonlähteen 18 sljaintikohdalta toiseen sijaintipaikkaan, kuten esim. säiliöön 20, missä tulee mitata tiettyä fysikaalista parametriä kuten hydrostaattista painetta. Tästä toisesta sijaintipaikasta optinen kuitu johtaa toiseen sijaintipaikkaan, missä molemmista ytimistä 12 ja 14 ulostuleva valo on verrattavissa siihen osuvan valon energian intensiteettiin nähden.
Viitaten kuvioon 2 kuvion 1 lisäksi niin, kuten on tunnettua, niin kauan kuin kuoren 16 taitekerroin on pienempi kuin kunkin ytimistä 12 ja 14 taitekerroin kulkee valon energia, mikä tulee sisään jompaan kumpaan ytimeen oleellisesti sisällä optisessa kuidussa 10. Niitten erillisten moodien lukumäärä, joita on olemassa ytimissä 12 ja 14 on funktio sekä ydinalneksen että kuoriaineksen taitekertolmista, kummankin ydinosan mitoista sekä sen valon aaltopituudesta, mikä etenee aaltojohtimen läpi. Ympyrämäisen poikkileikkauksen tapauksessa ydinosalle niiden moodien lukumäärä, joita saattaa olla olemassa määräytyy parametristä V, mikä saadaan rilppuvalsuuslausekkeesta: V = 2n· (a/xr/n^-n^ ' (1) missä a on ydinosan säde, X on valon aallonpituus, n^ on ydinosan taitekerroin ja ^ on kuoren taitekerroin. Edullisimpana pidettyä elliptistä ydinosan poikkileikkausta varten tämän keksinnön mukaan on riittävää ottaa yhtälö (1) parametrin V kannalta, mutta käyttää arvona geometristä keskiarvoa tämän elliptisen ydinosan mittojen suuren akselin ja pienen akselin puolikkaista. Mikäli V on pienempi kuin 2,405 (mikä on Besselln funktion ensimmäinen nollakohta J) niin tällöin voi ainoastaan alimman kertaluokan moodi, mikä tunnetaan HE^ moodina säilyä tässä. Kun kyseessä on arvoja V, mitkä ovat paljon suurempia kuin 2,405 tämän tapahtuessa kun keskimääräinen halkaisijamitta 2a kustakin ydinosasta 12 on paljon suurempi tai kun eroitus taitekertolmissa ydinosan ja kuoren välillä on suurempi voidaan tällöin useita moodeja ylläpitää aaltojohtimessa.
Kuten on lyhyesti mainittu jo edellä on tämän keksinnön eräs merkityksellinen ominaisuus riippuvaisuus jännityksestä tai hydrostaattisesta paineesta ja lämpötilasta riippumattomuus riistiinkytkeytymiselle yksittäisten ydinosien 71842 7 välillä usean ydinosan aaltojohtlmessa, tämän ominaisuuden salliessa jännityksen tai hydrostaattisen paineen pitkin tämän kuidun pituutta arvon mittaamisen. Tällaisessa aaltojohtlmessa ne ainekset, joista ydinosa ja kuori valmistetaan valitaan huolellisesti ja on niillä taitekertoimet ydinosalle ja kuori-osalle suuruudeltaan n^ ja vastaavasti Välys mikä erolttaa kutakin ydinosaa on suhteellisen pieni kun taas ulompi halkaisijämittä kuoressa on suuri, niin että vuorovaikutukset rajapinnalla, minkä ulompi seinämä tästä kuoresta muodostaa ei vaikuta valon jakautumaan näiden ydinosien sisällä. On myös tarpeen, että valo etenee kussakin ydinosassa ainoastaan alimman kertaluokan moodin mukaisesti eli HE^ moodilla edellä mainitun yhtälön (1) mukaisesti.
Viitaten nyt edelleen kuvioihin 1 ja 2 niin kuten on mainittu lähettää valolähde 18 valonsäteen energiaa, mikä osuu ainoastaan toiseen näistä kahdesta ydinosasta tässä laitteistossa kuten esim. ydinosaan 12. Tämä valo on edullisimmin polarisoitua samaan suuntaan kuin mitä on elliptisen ydinosan lyhyempi akseli. Tämän valon edetessä pitkin kuitua tapahtuu ristiinkytkeytymistä ydinosaan 14 funktiona hydrostaattisesta paineesta tai jännityksestä. Täten valon Ij ja I2 jakautuma tämän kuidun ulostulopinnalta on funktio siitä jännityksestä tai hydrostaattisesta paineesta, mikä tähän kuituun vaikuttaa. Ilmaisimet 22 sisältävät polarisoinnin analysaattorit niin että ne toimivat ainoastaan saman polarisaation tason perusteella, mikä vallitsi ydinosaan 12 sisääntulevassa valossa. On myös havaittu, että tietyissä tapauksissa elliptiset ydinosat suunnattuna siten, että niiden pitkät akselit sijaitsevat yhdensuuntaisena toinen toisilleen ja kohtisuorassa viivalle, mikä liittää ydinosien keskustat toisiinsa, aikaansaavat voimakkaamman kytkeytymisen ydinosien välille saman ydinosan pinta-alan ja keskuksesta keskukseen välyksen tapauksessa kuin mitä on asianlaita ympyrämäisen poikkileikkauksen ydinosille.
Eräs merkityksellinen ominaisuus nyt kyseessä olevasta keksinnöstä kohdistuu valon energian jakautuman muutokseen ydinosien 12 ja 14 välillä funktiona jännityksen tai hydrostaattisen paineen muutoksesta optisessa kuidussa 10. Seuraavassa esitettävä saattaa olla edullinen ymmärrettäessä tätä ilmiötä. Ne neljä normaalia moodia, jolta voidaan ohjata, ovat yksinkertaisesti polarisoituja poikittaisten E-kenttlen sijaitessa kohdistettuna yhdensuuntaiseksi tai kohtisuorassa viivaa vastaan, mikä yhdistää näiden ydinosien keskustat toisiinsa. Viitaten edelleen kuvioon 3 ne neljä moodia, joita voidaan ylläpitää sisältävät kaksi ortogonaallsesti polarisoitua paria, symmetrisen parin, kuvio 8 71842 3Λ ja kuvio 3B sekä antlsyimnetrlsen parin, kuvio 3C ja kuvio 3D. Koska ainoastaan ydinosaan 12 syötetään valon energiaa eyöttölähteestä sen polarlsolnnin ollessa yhdensuuntaisena viivalle, mikä yhdistää ydinosien keskustat toisiinsa lähtevät symmetrisen yhdistelmän moodi kuviosta 3B ja antisymmetrisen yhdistelmän moodi kuviosta 3D liikkeelle keskenään yhtä suurin Intensiteetein. Sitä mukaa kun valon energiaa etenee ydinosaa pitkin tapahtuu ristilnkytkeytymlstä ja vaiheen riippuvaisuudet moodeille ovat sellaisia, että valon energia siirtyy vierekkäisten ydinosien välillä. Sitä mukaa kun valo etenee aaltojohdinta pitkin moodien interferenssi aikaansaa huojuntailmiön, mikä aikaansaa paikkakohtaista interferenssiä, mikä on analysoitavissa energian siirtymisenä vierekkäisten ydinosien välillä. Kuten on todettu yllä ovat normaalit moodit kahden ydinosan kuidussa lineaarisia yhdistelmiä alimman kertaluokan HE^ yhden ainoan ydinosan viritystiloista. Normaali moodi on sellainen kentän jakautumallanne mikä etenee pitkin kuidun akselia ilman muutosta sen Intensiteetin poikkileikkauksen kuviossa. Normaalin moodin z (kuidun akseli) ja aikarilppuvalsuudet voidaan ilmaista yksinkertaisella harmoonisella funktiolla Re (exp ( i (bt - 6jZ)}), missä RE (...) tarkoittaa reaaliosaa suluissa olevasta lausekkeesta ja etenemlsvakiolla B^on alaviitteenä i jotta osoitettaisiin erilaisia mahdollisia HE^ yhdistelmiä kuvioista 3A-3D. On olemassa neljä erillistä kenttäjakautumaa, mitkä muodostavat mahdolliset normaalit moodit kahden ydinosan kuidulle. Ne muodostuvat kahdesta ortogonaallsesti polarisoidusta, symmetrisestä ja antisymmetrisestä parista (vertaa kuviota 3). Nyt voidaan käyttää merkintää ψ^, missä i = 1,2,3,4 osoittamaan neljän normaalin moodin amplitudeja. Yhden ainoan ydinosan valaiseminen vastaa moodien tietyn parin virittämistä, nimittäin symmetrisen ja antisymmetrisen yhdistelmän virittämistä, joilla on sama polarisointi. Mikäli jaB^ käytetään etenemisvakioina symmetriselle moodille kuviosta 3B ja antisymmetriselle moodille kuviosta 3D on energian jakautuminen näiden kahden ydinosan välillä funktio eroituksesta 2Δ3 = sekä etäisyydestä pitkin kuitua. Etäisyydellä ·ττ/(2Λβ) nämä kaksi yhdistelmän olevaa moodia kuviosta 3B ja kuviosta 3D ovat täsmälleen 180° erivaiheisia ja kaikki valosta on oikean puoleisessa ydinosassa. Kun kyseessä on pienempi etäisyys kun z^ kulkee jonkin verran valosta molemmissa ydinosissa ja vastaavasti suuremmilla etäisyyksillä, missä valheen eroitus moodien välillä yhä enemmän kasvaa. Etäisyydellä z^-2z^ yhdistelmänä olevat moodit ovat täsmälleen sama-vaiheisia kuin mitä ne olivat sisääntulopinnalla ja valo palaa vasempaan ydinosaan. Valon edetessä pitkin kahden ydinosan kultua aikaansaa moodien interferenssi huojuntailmiön, mikä aikaansaa paikkakohtaista interferenssiä, mitä 9 71842 voidaan ajatella energian vaihtumisena ydinosien välillä. Tämän huojunnan aallonpituus on π/Δβ . Kahdelle ympyrämäiselle ydinosalle, joiden säde on a ja keskuksien välinen välys d saadaan huojunnan aaltopituus lausekkeesta: , _ π3ηι 1 b NA F (V,d/a) (2) missä F = (U2/V3) KQ (Wd/aJ/K^iW) (3) W = (V2-U2)2" (4) U = (lW2)V/[l+(4+V4)4 J (5)
Vakiot Kq ja ovat muunnettuja nollannen ja ensimmäisen kertaluokan Hankel'in funktioita ja d on keskuksien välinen välys ydinosien välillä.
Muutos hydrostaattisessa paineessa tai jännityksessä aikaansaa yleisesti muutoksen aallonpituudessa λ ^ sekä pidennyksen tai supistumisen kuidun pituudessa L. Kokonaisvaikutuksena on vastaava vaihtelu huojunnan valheessa 0 = Δβ·1 kuidun loppupäässä, minkä alkuperäinen pituus oli L. Täydellistä ristiinkytkeytymistä ajatellen toisin sanoen tehon kokonalsslirtymään varten ensimmäisestä toiseen ydinosaan on tarpeen, että vaihenopeudet siirtymisille kahdessa ydinosassa ovat keskenään samoja ja samoin taltekertolmet. On kuitenkin myös mahdollista käyttää kahta erilaisen lasin ydinosaa erilaisine taitekertoimlneen ja vastaavasti erilaisine kokoineen kun niillä on sama vaihenopeus tämän kuidun toiminnan aaltopituudella. Kun kyseessä on kaksi ympyrämäistä ydinosaa yhteisessä kuoressa saadaan huojunnan vaiheen muutos lämpötilan mukana lausekkeesta: 2 2 ii _ <nl "n2 5 L dF , . . (6)
dT---7 V dV
missä a jaζ ovat vastaavasti termiset lämpölaajenemiskertoimet ja taitekertoimen muutoskertoimet (n *dn/dT) sekä ydinosalle että kuorelle, toisin sanoen nämä 10 71 84 2 ainesten ominaisuudet on oletettu samoiksi ydinosalle ja kuorelle tässä esimerkissä nyt kyseessä olevasta keksinnöstä. Mitä tulee lämpötilan muutokseen tapahtuu muutos kuidun mitoissa ja muutos taitekertoimissa ydinosalla ja kuoressa. Yleisesti ottaen ovat sekä terminen lämpölaajenemiskerroin että taitekertoimen terminen kerroin ydinosalle ja kuoriainekselle keskenään erilaisia, mutta nyt kyseessä olevan esityksen yksinkertaistamiseksi on ydinoean ja kuoren termiset ainesominai-suudet oletettu olevan keskenään samanlaisia.
Mikäli tehdään oletus, että aineksen parametrit “ ja ζ ovat samoja ydinosalle ja kuoriainekselle saadaan se tilanne, että huojunnan vaihe 6 on riippumaton lämpötilasta riippuvaisuuslausekkeesta: ™ = 0 (7)
dV
Tämä on sama ehto mikä pätee huojunnan vaiheelle, jotta se olisi riippumaton tasaisesta hydrostaattisesta paineesta. Tämän johdosta lämpötilasta riippumaton paineen mittaus ristiinkytkeytymisen muutoksen havaitsemiseen perustuen ei ole tehtävissä kuidulla, missä ne ainekset, joista ydinosat ja kuori muodostetaan valmistetaan keskenään identtisillä a ja ζ kertoimien arvoille. Mikäli a ja ζ eroavat ydinosille ja kuorelle on mahdollista saada olemaan riippumaton lämpötilasta mutta silti riippumaan tasaisesta hydrostaattisesta paineesta. Vaihtoehtoisesti saattavat» ja ζ olla samoja ydinosille ja kuorelle, mutta sitten sulatetaan toinen kuori kuidun ulkopinnalle kuten myöskin tullaan myöhemmin tässä kuvaamaan.
Kun valitaan oikein aines ja paksuudet tähän toiseen kuoreen ja valitaan oikein ydinosien ja ensimmäinen kuoren aines ja näiden geometriset mitat, voidaan huojun-tavalhe ristiinkytkeytymiselle ydinosien välille saada lämpötilasta riippumattomaksi, mutta samalla kertaa riippuvaksi tasaisesta hydrostaattisesta paineesta.
Kun kyseessä on venyminen pitkin kuidun akselia voidaan ydinosat, joilla on ainoastaan yksi kuori ja missä a ja ζ ovat samoja ydinosille ja kuorille saadan muodostamaan riippuvaisuus huojunnanvaiheessa pitkittäissuuntaisen jännityksen suuruudesta mutta olemaan riippumaton sekä lämpötilasta että tasaisesta hydrostaattisesta paineesta. Vastaavalla tavoin saattaa määrätyn suuntainen jännitys tuotuna poikittain kuidun akseliin nähden aikaansaada muutoksen huojunnan vaiheeseen siinä valossa, mikä poistuu kuidusta, tämän kuidun muodostuessa ydinosista ja yhdestä ainoasta kuoresta, jolloin a ja ζ arvot näille aineille, joista ne on valmistettu, ovat keskenään samoja ja joissa V arvo sekä d/a suhde valitaan siten, että saadaan huojunnan valhe riippumattomaksi lämpötilasta ja tasaisesta hydrostaattisesta π 71842 paineesta.
Viitaten edelleen yhden ainoan kuoren suoritusmuotoon kuvioista 1 ja 2 on tässä käytetty kahta identtistä ydinosaa, joilla on keskimääräinen säde a ja keskuksien välinen välys d sijoitettuna yhteen ainoaan tasaiseen kuoreen. Ainesten parametrit ydinosille ovat η^, a sekä ja ovat parametrit kuorella = a ja toisin sanoen ainoastaan lämpötilan kertoimet taltekertoimille ovat nyt erilaisia ydinosissa ja kuoressa. Ehto lämpötilasta riippumattomuudelle huojunnan valheessa on tällöin: IV dF\ n2 (ζΓ ζ2^ F dV ~ 2 27 2 2 \ / 0 (ηι -n2 } a+ni ^rn2 ^2 (8) missä pystyssä oleva viiva alaviitteineen nolla osoittaa lämpötilasta riippumattomuutta. Seurauksena syllnterimäisestl symmetrisestä kimmoisasta muodonmuutoksesta osittainen muutos huojunnan vaiheessaA«$/«S valolle, mikä tulee ulos kuidun päästä on:
Δί nl l inl ίη2 I
~i ‘ 2' C r 2-Γ~ \ “ΪΓ nT / "l -"2 \ 1 2 / t .-l.-.y (9) F dV r "1 Πι2-η22 1 "1 "2 j missä e ja ε ovat pitkittäissuuntainen ja säteettäinen jännitysarvo mitkä tasai-
Z T
sen hydrostaattisen paineen P tapauksessa ja ydinosan ja kuoren aineille missä kimmokerroin on = E ja Poisson’in suhde on Vj = V2 = υ ovat riippuvai suudeltaan lausuttavissa: ε z =er ** - (l-2v) P/E (10) 12 71 84 2
Seurauksena kimmoisasta muodonmuutoksesta taitekertoimet muuttuvat. Yleisesti ottaen taitekerroin tietylle polarisoinnin tilalle on lineaarinen funktio kolmesta pääasiallisimmasta jännityksestä. Olkoon nyt jännitysoptinen kerroin jännitykselle, mikä on yhdensuuntainen polarisolnnille p^ ja kerroin jännitykselle, mikä on kohtisuorassa polarisoinnille p^· Tämän lisäksi vaikkakin lämpötilasta riippuvaisuudet kertoimissa sydänosan ytimen ja kuoren aineksen taitekertoimlssa onkin nyt oletettu olevan erilaisia, toisin sanoen että ζ ^ t ζ ^ niin yksinkertaisuuden vuoksi tässä esityksessä ydinosan ja kuoren ainesten jännitysoptiset ilmiöt oletetaan keskenään yhtä suuriksi. Muutokset taitekertoimlssa seurauksena tasaisesta hydrostaattisesta paineesta voidaan ilmaista lausekkeella: )
An j An^ n ~ öy = ~2~ (pll+2p12) ^1-2 )P//E (11)
Kun yhtälöt (10) ja (11) sijoitetaan yhtälöön (9) on muutos huojunnan vaiheessa suuruudeltaan: 2
AtÄ V dF , °1 . /i o\ 1---F dv 1 - — (pll + 2pi2) (1_2v)P/E (12)
Mikäli huojunnan vaihe tehdään lämpötilasta riippumattomaksi valitaan ainekset ja geometriset mitat siten, että (V/F) (dF/dV) voidaan lausua yhtälön (8) oikean puolen avulla ja lopputulos lämpötilasta riippumattomalle huojunnan vaiheelle, mikä kuitenkin riippuu tasaisesta hydrostaattisesta paineesta on tällöin lausuttavissa riippuvaisuutena: Δ6 _ n2 ^2^ n,2 ~ 7n 2—n * K 2 1 r(pll+pl?> (1~2v)P/E (13 0 (nj -n2 )α+ηι * 11 12
Riippumatta siltä ovatko a jaC arvot samoja ydinosalle ja kuoren aineksille voidaan huojunnan vaihe saada riippuvaksi tasaisesta hydrostaattisesta paineesta mutta riippumattomaksi lämpötilasta myös eräällä toisella tavalla. Viitaten tässä kuvioon 4 sulatetaan toinen paksuudeltaan t kuori ensimmäisen kuoren ulkopuolelle, kuten on esitetty. Ensimmäisen kuoren säde on g ja toisen kuoren säde on h.
i3 71 84 2
Vaikkakin ydinosat ja ensimmäinen kuori ovat termiseltä laajennuskertoimeltaan erilaisia on tämän selityksen kannalta riittävä olettaa, että = a2 mutta että lämpölaajenemiskerroin toisessa kuoressa on erilainen kuin ot^. Kimmokerroin E ja Poisson'in suhde v oletetaan kumpikin olevan samoja kaikille kolmelle alueelle. Riippuvaisuusehto lämpötilasta riippumattomuudelle huojunnan vaiheessa on tällöin: - k ύ - - ^ <v«2> a-g2/g2)
l / 0 , L
+2(l-v)n2 (η12-η22)“1(ζ1-ζ2) 2 2 X (!-3υ) (α3-«2) (1-g /h ) I -1 +2(l-v) [α2+ζ1+η22(η12-η22) 1(ζ1~ζ2)] (14) Tämä lauseke voidaan saada soveltamalla reunaehtoja jännitykselle, mikä on seurauksena kaksinkertaisesti verhotusta rakenteesta.
Huojunnan valheen muutos aiheutuen tasaisesta hydrostaattisesta paineesta annetaan yhtälössä (9) minkä lisäksi: Δη2 Δη1 ηχ2 = = Γ* (pll+2p12)er ’ ' 05) ja t:r =Cz = -0'2v)P/E , (16) mutta missä (VF~*dF/dV) on otettava yhtälöstä (14). Toinen kuori 96 saattaa olla mitä tahansa ainetta, jonka laajentumiskerroin poikkeaa esimmäisen kuoren 94 laa-jentumiskertoimesta. Edullisimpana pidettävä aines on stablilisuutensa johdosta lasi. On kuitenkin mahdollista käyttää metallia tai myös muoviainetta, jolloin ensisijainen vaatimus on, että laajentumiskerroin toiselle kuorelle 96 on erilainen kuin ensimmäiselle kuorelle 94. Mikäli lasia käytetään toisena kuorena 96 i4 71842 saattaa olla toivottavaa lisätä vielä uusi kolmas kuori. Ne lasit, joita yleisesti käytetään pienen häviön kuituihin puhelinliikenteessä ja antureita varten käsittävät usein hyvin korkean prosenttimäärän sulatettua piioksiidia. Tällä aineksella on alhainen laajentumisen kerroin, jolloin välttämättä, jotta voitaisiin aikaansaada toinen kuori, millä on erilainen laajentumisen kerroin, on tällöin tarpeen käyttää ainesta, millä on korkeampi lämpölaajentumisen kerroin. Tämä on haitallista, koska se saattaa ulomman kuoren jännityksen alaiseksi lopullisessa kuidussa ja aikaansaa täten potentiaalisen ongelman kuidun katkeamisesta. Jotta voitaisiin välttää tämä ongelma ulomman pinnan olemisesta jännityksen alaisena voidaan vielä lisätä ylimääräinen kuori, minkä laajentumisen kerroin on pienempi kuin mitä on toisen kuoren laajentumisen kerroin a^. Näiden kahden ylimääräisen verhouksen paksuus verrattuna ensimmäisen kuoren säteeseen tulee asettaa siten, että aikaansaadaan tarpeellinen lämpötilan riippuvaisuus nollaksi ja silti saavutetaan haluttu riippuvuus tasaisesta hydrostaattisesta paineesta tai määrätyn suuntaisesta pitkittäissuuntaisesta tai poikittaissuuntaisesta jännityksestä. Kuvio 5 esittää erästä suoritusmuotoa tästä keksinnöstä, missä nämä kaksi ydinosaa 100 ja 102 ovat ympäröitynä ensimmäisellä kuorella 104, toisella kuorella 106 ja kolmannella kuorella 108.
Mitä tulee venyttämiseen pitkin kuidun akselia niin rakenne, missä on yksi kuori-osa ja missä « ja ζ arvot ovat samoja ydinosalle ja kuoren ainekselle voi myös aikaansaada lämpötilasta riippumattoman jännityksen mittauksen. Tässä tapauksessa yhtälö (9) pätee, mutta tällöin Δη^/η^ * Δ^Λ^, dF/dV = 0, ε = T/E sekä ε = -vT/E, missä T on akselin suuntainen kimmovoima. Tällöin on tuloksena: r (¾) I·{ι^)τ,Ε (17)
Viitaten seuraavaksl kuvioon 6 nähdään tässä eräs toinen suoritusmuoto optisesta kuidusta tämän keksinnön mukaan, mikä soveltuu hyvin toimimaan systeemissä, millä mitataan jännitystä tai hydrostaattista painetta tietyssä sijaintlkohdassa tämän kuidun pituussuunnassa. Tähän suoritusmuotoon sisältyy useita ydinosia ja se soveltuu hyvin mittaamaan jännitystä tai hydrostaattista painetta missä tarvitaan laaja alue yksikäsitteisiä lukemia. Optisessa kuidussa 50 on joukko ydinosia 52, mitkä is 71842 ovat edullisimmin muodoltaan elliptisiä samoin kuin mitä on kuvattuna aikaisemmin kuvatussa kahden ydinosan tapauksessa. Ensimmäinen kuori 54 ympäröi kokonaisuudessaan kutakin ydinosista 52 koko optisen kuidun 50 pituudelta. Toinen kuori 56 on sijoitettu pitkin koko optisen kuidun pituutta ensimmäisen kuoren 54 päälle.
Optinen kuitu 50 kulkee sen sljaintlkohdan, kuten esim. säiliön 58 kautta, missä hydrostaattinen paine tulee mitata. Optisen kuidun sisääntulon päässä suuntaa syöttölähde 60 valon energian säteen kohden päätypintaa eräästä ydinosista 52, niin että energian säde on yhdistettävissä sisään ja ohjattavissa pitkin kohdalla olevan ydinosan akselia. Ulostulon päässä kuidusta valon energia tulee esiin kustakin ydinosista ja se tuodaan ilmaisimelle, kuten esim. ilmaisimille 62,64 ja 66 aikaansaaden sarjan sähkömerkkejä, mitkä vaihtelevat sitä mukaa kun valon energian jakautuma sen tullessa ulos ulostuloplnnalta optisessa kuidussa vaihte-lee samaan tapaan kuin mitä edellä on kuvattu. Sisääntulon valon energia on edullisimmin polarisoitua ja mielenkiinnon alainen primääriakseli sijaitsee pitkin ellipsin lyhyttä akselia ja ilmaisimiin 62,64 ja 66 sisältyy polarisoivat suotimet tai vastaavat niin että sähköinen merkki edustaen valon energian jakautumaa sen tullessa ulos kuidusta on ensisijaisesti riippuvainen valon energiasta pitkin tätä samaa akselia.
Samalla tavoin kuin mitä jo edellä on kuvattu on tämän keksinnön eräs merkityksellinen piirre, että optinen kuitu 50 voidaan valmistaa siten, että se toimii jännityksen tai hydrostaattisen paineen perusteella ja samalla kertaa se ei reagoi lämpötilaan kun valitaan ainekset ydinosaan 52 ja kuoriin 54 ja 56, ydinosien 52 koko, välykset vierekkäisten ydinosien välillä jne. oikein. Tästä seurauksena valon energia, mikä etenee erään ydinosista lävitse ristiinkytkeytyy eli siirtyy viereisiin ydinosiin funktiona hydrostaattisesta paineesta tietyssä ennakolta määrätyssä sljaintikohdassa pitkin tämän kuidun pituutta. Tämä erityinen usean ydinosan suoritusmuoto aikaansaa muiden omineisuuksiensa mukana laajemman yksikäsitteisen alueen hydrostaattisen paineen mittauksille kuin mitä on toteutettavissa käytettäessä pelkästään kahta ydinosaa.
Edellä esitetty selitys riippuvaisuuksista kahden ydinosan tapauksessa on laajennettavissa usean ydinosan järjestelmään tarkastelemalla vuorovaikutuksia vierekkäisien ydinosien välillä. Tällöin on huomattava, että ydinosien 52 lisääntyvän lukumäärän käyttäminen lisää mittauksien käyttökelpoista aluetta silti pienentämättä optisen kuidun 50 herkyyttä muutoksiin nähden jännityksessä tai hydrostaat- i6 71 84 2 tlsessa paineessa. Edellyttäen lineaarista järjestystä tasavälleestl sijoitetuin ydinosin 52 valaistaan yhtä ydinosaa valolla minkä intensiteetti on Iq. Sen valon intensiteetti I(M,R) mikä tulee esiin M:nen ydinosan sisältä valalstakseen R:ttä ydinosaa kun kuidun pituus on L, saadaan yhtälöstä: I (M,R) = IQ f NTT) r^q=>l sin [rwR/(N+l)3
x sin [qirR/(N+l) J
x sin [ητΜ/(Ν+1) 1 x sin [qirM/ (N+l) 1 X cos f irL/λ (μ - μ ) ] b q r J (18) missä μ^ = 2 cos ςττ/ (N+1)J ja M,R = 1,2, ..., N.
Kun kyseessä on viiden identtisen ydinosan tapaus missä eräs ydinosista on valaistuna saattaa valon jakautuma funktiona pituudesta L muodostua kuten on esitettynä kuviossa 7. Valon energian jakautuman sen tullessa ulos optisesta kuidusta 52 riippuvuus funktiona jännityksestä tai hydrostaattisesta paineesta on havaittavissa kuviosta 7. Tulisi todeta että abskissa L/λ^οη sama kuin 1/2tt kerrottuna huojunnan valheella i. Valon energian jakautuma sen tullessa ulos ydinosan päistä funktiona paineesta tai jännityksestä voidaan saada todettaessa, että huojuntavaihe 6 on lineaarinen funktion hydrostaattisesta paineesta tai jännityksestä, niin että abskissa on samanarvoinen paineeseen verrattuna. Esim. kohdassa on valon jakautuma ydinosista 52 esitettynä viivalla kuviossa 7. Paineella P2 on valon jakautuma esitettynä viivalla P2 ja paine, mikä sijaitsee arvojen P^ ja P2 välillä on valon energian jakautumaltaan vastaava esiintyen viivojen P^ ja P2 välissä.
Lukuisia suoritusmuotoja jännityksen tai hydrostaattisen paineen mittauksen systeemistä käyttäen jotain edellä kuvatuista suoritusmuodoista optiselle kuidulle on mahdollista toteuttaa. Esim. viitaten kuvioon 8 on tässä esitetty suoritusmuoto, mikä erityisen hyvin sopeutuu toimimaan taivutusjäänityksen perusteella. Optinen kuitu 70 on kiinnitetty jäykästi kitillä tai muulla vastaavalla liimalla erääseen pintaan tukiosaa 72. Tukiosa 72 tulisi olla jäykästi kiinnitettynä toisesta päästään (piirustuksessa pohjapää) kun taas toinen pää tulisi olla vapaana 17 71 84 2 taipuen tai joustaen ennakolta määritellyllä alueella (esitettynä katkoviivalla) seurauksena tuodusta voimasta H. Kannattimessa 42 on sen mitta L2 pitkä verrattuna mittaan LI jotta se herkemmin havaitsisi voiman H. Valon energian syöttölähde 74 on sijoitettu kuidun sisääntulon päähän niin että valo kytkeytyy erääseen ydinosista. Ilmaisin 76 on sijoitettuna kuidun 70 ulostulopäähän mittaamaan valon jakautumaa sen tullessa ulos kustakin ydinosista ja se aikaansaa ulostulon sähkömerkin, mikä on verrannollinen tähän valon jakautumaan. Vaihtelu kannattimen 72 taipumisessa aikaansaa vastaavia muutoksia optisen kuidun 70 j ännityksessä. Puolestaan, kuten jo edellä on kuvattu, tämä muutos jännityksessä muuttaa ristiinkytkeytymistä vierekkäisten ydinosien välillä tämän ollessa verrannollinen intensiteetin muutoksiin valossa, mikä tulee esiin optisesta kuidusta 70.
Vaikkakin tätä keksintöä nyt on esitetty ja kuvattu sen edullisena pidetyn suoritusmuodon yhteydessä ymmärtää alan asiantuntija, että erilaisia muutoksia sen muotoon ja yksityiskohtiin voidaan silti toteuttaa poikkeamatta patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnön puitteista ja piiristä.
Claims (11)
1. Jännityksen ilmaisinlaite, johon sisältyy jännitykselle herkät elimet, joihin kuuluu jännityksen mittauskohtaan sijoitettava optinen kuitu (10), jossa optisessa kuidussa (10) on joukko ydinosia (12,14), jotka sijaitsevat erossa toinen toisistaan tietyssä kuoressa (16), tämän kuoren (16) ja kunkin joukosta ydinosia (12,14) ollessa mitoitettu ja valmistettu sellaisista materiaaleista, että ristiinkytkeytyminen voi tapahtua näiden ydinosien (12.14) välillä, syöttölähteet (18) valon aikaansaamiseksi yhdistettäväksi yhteen näistä ydinosista tämän valon ristlinkytkeytyessä vierekkäisiin ydinosiin tavalla, joka on riippuvainen siitä jännityksestä, mikä vaikuttaa mainittuun kuituun (10), ja ilmaisinlaitteet (22,24) valon energian vastaanottamiseksi sen tullessa ulos kustakin tämän joukon ydinosasta (12,14) ja mainitun ulostulevan valon intensiteettiin verrannollisen sähkösignaalin aikaansaamiseksi, tunnettu siitä, että mainittu kuori (16) ja kukin mainitun joukon ydinosasta (12,14) on mitoitettu ja valmistettu sellaisista materiaaleista, että siinä säilyy vain alimman kertaluokan etenemisen moodi, ja että mainittuun optiseen kuituun (10) vaikuttava jännitys aikaansaa sellaisen muutoksen mainittujen ydinosien (12,14) joukon mitoissa ja taite-kertoimissa sekä mainitussa kuoressa (16), että mainitussa ydinosien (12,14) joukossa etenevän valoenergian moodien välinen interferenssi saa aikaan mainituista ydinosista (12,14) ulostulevan valon intensiteetissä muutoksen, joka on yksikäsitteisesti riippuvainen mainittuun optiseen kuituun (10) vaikuttavasta jännityksestä.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jännityksen ilmaisinlaite, tunnettu siitä, että optisessa kuidussa on tietty ensimmäinen kuori (16) missä ydinosat (12.14) sijaitsevat ja että taitekertoimien (nj,^) termiset muutoskertoimet näille ydinosille (12,14) ja tälle ensimmäiselle kuorelle (16) ovat keskenään erilaisia saaden huojunnan vaiheen olemaan riippuvainen jännityksestä mutta riippumaton lämpÖtilamuutoksista.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jännityksen ilmaisinlaite, tunnettu siitä, että tähän optiseen kuituun (10,50,70) sisältyy ensimmäinen kuori (94,54), missä ydinosat (90,92,52) sijaitsevat sekä toinen kuori (96,56) ympäröimässä tätä ensimmäistä kuorta (94,54) ja että tämän toisen kuoren (96,56) lineaarinen lämpölaajenemiskerroin on erilainen ensimmäisen kuoren i9 71 842 (94.54) lämpölaajenemiskertoimeen nähden ja että tämän ensimmäisen kuoren (94.54) ja tämän toisen kuoren (96,56) paksuudet ovat sellaisia, että huojunnan vaihe ristiinkytkeytymiselle näiden ydinosien (90,92,52) välillä vaihtelee funktiona jännityksestä mutta on riippumaton lämpötilan muutoksista.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jännityksen ilmaisinlaite, tunnettu siltä, että optiseen kuituun sisältyy ensimmäinen kuori (104) missä ydinosat (100,102) sijaitsevat, toinen kuori (106) ympäröimässä tätä ensimmäistä kuorta (104) sekä kolmas kuori (108) ympäröimässä tätä toista kuorta (106) ja että tämän kolmannen kuoren (108) lineaarinen lämpölaajenemiskerroin on pienempi kuin mitä on toisena mainitun kuoren (106) lineaarinen lämpölaajenemiskerroin, että tämän toisen kuoren (106) lineaarisen laajentumisen lämpölaajenemiskerroin eroaa ensimmäisenä mainitun kuoren (104) kertoimesta ja missä tämän toisen kuoren (106) ja kolmannen kuoren (108) paksuudet ovat sellaisia, että etenemisen huojunnan vaihe on funktiojännityksestä mutta on riippumaton lämpötilamuutoksista.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jännityksen ilmaisinlaite, tunnettu siitä, että optisessa kuidussa (10) on joukko ydinosia (12,14) sijoitettuna poikittaissuuntaan kuoren (16) halkaisijamittaan verrattuna, kunkin näistä ollessa kooltaan ja muodoltaan valmistettu aineesta siten, että sallitaan ainoastaan alimman kertaluokan moodin säilyminen ja missä vallitsee yksikäsitteinen riippuvaisuussuhde valon intensiteetin, mikä tulee ulos tästä kuidusta (10) ja tähän kuituun vaikuttavan paineen välillä.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jännityksen ilmaisinlaite, tunnettu siitä, että etäisyys, mikä eroittaa tätä ydinosien (52) joukkoa ja kuorta (54), tämän ydinosien joukon koko ja aineiden parametrit tässä optisessa kuidussa (50) on valittu siten, että huojunnan vaihe on riippumaton lämpötilasta.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jännityksen ilmaisinlaite, tunnettu siitä, että edellä mainittu joukko ydinosia (52) optisessa kuidussa (50) on muodoltaan elliptisiä sisältäen isomman akselin ja pienemmän akselin, jolloin tämä joukko ydinosia (52) on sijoitettu toinen toistensa viereen tähän kuoreen (54) niiden pienempien akseleiden sijaitessa kohdakkain siten, että ristiinkytkeytyminen niiden välillä tehostuu. 20 71 8 4 2
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen jännityksen ilmaisinlaite, tunnettu siitä, että valo, jonka syöttölähde (60) tuo erääseen tästä ydinosien (52) joukosta on polarisoitu samaan suuntaan kuin mitä on tämän ydinosien (52) joukon pienemmän akselin suunta ja että ilmaisinosiin (62,64,66) sisältyy polarisointilaitteet niin, että ilmaisinlaite toimii ensisijaisesti valon perusteella, mikä on polarisoitu samaan suuntaan kuin näiden muodoltaan elliptisten ydinosien (52) pienempien akseleiden suunta.
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisen jännityksen ilmaisinlaitteen käyttö, tunnettu siitä, että sitä käytetään mittaamaan vetojänni-tystä kuidun (50) pituussuunnassa.
10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisen jännityksen ilmaisinlaitteen käyttö, tunnettu siitä, että sitä käytetään mittaamaan voimaa kuidun (50) poikittaissuunnassa.
11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisen jännityksen ilmaisinlaitteen käyttö, tunnettu siitä, että sitä käytetään mittaamaan hydrostaattista painetta tietyssä kohtaa kuidun (50) pituussuunnassa. 2i 71842
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US7151279A | 1979-08-30 | 1979-08-30 | |
| US7151279 | 1979-08-30 | ||
| US06/162,283 US4295738A (en) | 1979-08-30 | 1980-06-23 | Fiber optic strain sensor |
| US16228380 | 1980-06-23 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI802733A FI802733A (fi) | 1981-03-01 |
| FI71842B true FI71842B (fi) | 1986-10-31 |
| FI71842C FI71842C (fi) | 1987-02-09 |
Family
ID=26752308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI802733A FI71842C (fi) | 1979-08-30 | 1980-08-29 | Fiberoptisk spaenningssensor. |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4295738A (fi) |
| EP (1) | EP0034181B1 (fi) |
| JP (1) | JPS6351243B2 (fi) |
| BR (1) | BR8008813A (fi) |
| DE (1) | DE3072098D1 (fi) |
| FI (1) | FI71842C (fi) |
| IL (1) | IL60936A (fi) |
| IT (1) | IT1132588B (fi) |
| WO (1) | WO1981000618A1 (fi) |
Families Citing this family (150)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4747309A (en) * | 1980-10-02 | 1988-05-31 | Imperial Chemical Industries Plc | Structures and methods of testing them with linear microphones |
| US4659923A (en) * | 1981-03-09 | 1987-04-21 | Polaroid Corporation | Fiber optic interferometer transducer |
| US4462699A (en) * | 1981-09-10 | 1984-07-31 | Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fiber coupler temperature transducer |
| EP0184270A3 (en) * | 1981-09-10 | 1987-04-08 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fiber coupler displacement transducer |
| US4461536A (en) * | 1981-09-10 | 1984-07-24 | Board Of Trustees Of Leland Stanford Jr. University | Fiber coupler displacement transducer |
| US4588296A (en) * | 1981-10-07 | 1986-05-13 | Mcdonnell Douglas Corporation | Compact optical gyro |
| US4495411A (en) * | 1982-10-27 | 1985-01-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Fiber optic sensors operating at DC |
| US4495819A (en) * | 1982-12-23 | 1985-01-29 | Gould Inc. | Optical pressure sensor |
| US4552457A (en) * | 1983-02-01 | 1985-11-12 | Giallorenzi Thomas G | Fiber optic interferometer using two wavelengths or variable wavelength |
| GB2162937B (en) * | 1983-08-13 | 1988-06-29 | British Aerospace | Fibre optic gyroscopes |
| US4545253A (en) * | 1983-08-29 | 1985-10-08 | Exxon Production Research Co. | Fiber optical modulator and data multiplexer |
| US4577100A (en) * | 1983-12-27 | 1986-03-18 | United Technologies Corporation | Temperature compensated optical pressure sensor |
| US4806012A (en) * | 1984-08-13 | 1989-02-21 | United Technologies Corporation | Distributed, spatially resolving optical fiber strain gauge |
| US4653906A (en) * | 1984-08-13 | 1987-03-31 | United Technologies Corporation | Spatially resolving fiber-optic crosstalk strain sensor |
| JP2521708B2 (ja) * | 1984-08-13 | 1996-08-07 | ユナイテッド テクノロジーズ コーポレーション | 光ファイバ内に格子を形成する方法 |
| DE3587641T2 (de) * | 1984-08-13 | 1994-02-17 | United Technologies Corp | Verteilter, gemäss raumauflösung aufgestellter dehnungsmesser mit optischer faser. |
| US4761073A (en) * | 1984-08-13 | 1988-08-02 | United Technologies Corporation | Distributed, spatially resolving optical fiber strain gauge |
| GB8425577D0 (en) * | 1984-10-10 | 1984-11-14 | Flintheath Ltd | Fuel control system |
| SE445779B (sv) * | 1984-11-29 | 1986-07-14 | Santrade Ltd | Givare for metning av ett avlangt maskinelements utbojning och/eller vridning |
| FR2578645B1 (fr) * | 1985-03-07 | 1987-03-20 | Sopha Praxis | Dispositif optique de detection d'effort, procede de mesure d'effort au moyen dudit dispositif et leur application a une balance |
| JPS61221629A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-10-02 | Sharp Corp | 感圧素子の製造方法 |
| US4724316A (en) * | 1985-07-12 | 1988-02-09 | Eldec Corporation | Temperature independent fiber optic sensor |
| US4717253A (en) * | 1985-11-22 | 1988-01-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Optical strain gauge |
| US4692610A (en) * | 1986-01-30 | 1987-09-08 | Grumman Aerospace Corporation | Fiber optic aircraft load relief control system |
| US4734577A (en) * | 1986-01-30 | 1988-03-29 | Grumman Aerospace Corporation | Continuous strain measurement along a span |
| GB2197946B (en) * | 1986-06-19 | 1989-12-20 | Pirelli General Plc | Sensing strain and temperature |
| US4770492A (en) * | 1986-10-28 | 1988-09-13 | Spectran Corporation | Pressure or strain sensitive optical fiber |
| US4810051A (en) * | 1987-03-27 | 1989-03-07 | Thomas & Betts Corporation | Optical fiber modulator |
| US4947693A (en) * | 1987-07-28 | 1990-08-14 | Grumman Aerospace Corporation | Discrete strain sensor |
| US4840481A (en) * | 1987-12-10 | 1989-06-20 | Simmonds Precision | Polarimetric optical frequency domain distributed strain sensor and method |
| GB2208711A (en) * | 1988-08-16 | 1989-04-12 | Plessey Co Plc | Fibre optic sensor |
| US4922095A (en) * | 1989-05-11 | 1990-05-01 | Conoco Inc. | Method and apparatus for sensing disturbance using fiber-optic polarization rotation |
| US5182779A (en) * | 1990-04-05 | 1993-01-26 | Ltv Aerospace And Defense Company | Device, system and process for detecting tensile loads on a rope having an optical fiber incorporated therein |
| US5111525A (en) * | 1990-10-15 | 1992-05-05 | General Dynamics Corporation | Split-core fiber optic waveguide and sensor |
| US5144690A (en) * | 1990-12-03 | 1992-09-01 | Corning Incorporated | Optical fiber sensor with localized sensing regions |
| US5270538A (en) * | 1991-01-04 | 1993-12-14 | Hughes Aircraft Company | System for accurately detecting changes in temperature and pressure |
| US5187983A (en) * | 1991-09-04 | 1993-02-23 | Universite Du Quebec A Hull | Fiber-optic strain gauge manometer |
| US5164587A (en) * | 1991-09-09 | 1992-11-17 | Harbor Branch Oceanographic Institution, Inc. | Polarimetric parameter measurement systems and methods for measuring a plurality of parameters |
| WO1993022624A1 (en) * | 1992-05-05 | 1993-11-11 | The University Of Queensland | Optical displacement sensor |
| US5481922A (en) * | 1994-05-31 | 1996-01-09 | Washabaugh; Peter D. | Elastic transducer designs incorporating finite length measurement paths |
| WO1997000428A1 (en) * | 1995-06-14 | 1997-01-03 | Owens Corning | Method and apparatus for damage detection and nondestructive evaluation of structural integrity using hollow glass fibers |
| US6495819B1 (en) | 2000-08-08 | 2002-12-17 | Southwest Research Institute | Dual-interferometer method for measuring bending of materials |
| DE60141090D1 (de) | 2000-10-30 | 2010-03-04 | Gen Hospital Corp | Optische systeme zur gewebeanalyse |
| US9295391B1 (en) | 2000-11-10 | 2016-03-29 | The General Hospital Corporation | Spectrally encoded miniature endoscopic imaging probe |
| FR2822313B1 (fr) * | 2001-03-16 | 2003-07-25 | Highwave Optical Tech | Composant optique a base de fibre bi-coeur avec entrees/sorties en fibres mono-coeur |
| JP2004528111A (ja) | 2001-04-30 | 2004-09-16 | ザ・ジェネラル・ホスピタル・コーポレイション | 焦点特性とコヒーレンス・ゲートを制御するために動的フィードバックを用いた、光干渉トモグラフィにおける写像性と感度を改善するための方法及び装置 |
| DE10297689B4 (de) | 2001-05-01 | 2007-10-18 | The General Hospital Corp., Boston | Verfahren und Gerät zur Bestimmung von atherosklerotischem Belag durch Messung von optischen Gewebeeigenschaften |
| US6980299B1 (en) | 2001-10-16 | 2005-12-27 | General Hospital Corporation | Systems and methods for imaging a sample |
| US7238007B2 (en) * | 2001-12-08 | 2007-07-03 | Aloys Wobben | Rotor blade of a wind power installation, comprising a warning light |
| ATE503982T1 (de) * | 2002-01-11 | 2011-04-15 | Gen Hospital Corp | Vorrichtung zur oct bildaufnahme mit axialem linienfokus für verbesserte auflösung und tiefenschärfe |
| US7355716B2 (en) | 2002-01-24 | 2008-04-08 | The General Hospital Corporation | Apparatus and method for ranging and noise reduction of low coherence interferometry LCI and optical coherence tomography OCT signals by parallel detection of spectral bands |
| US7196783B2 (en) * | 2002-11-15 | 2007-03-27 | Accurate Machining, Inc. | Optical fiber bundle utilizing electromagnetic radiation feedback |
| US7046888B2 (en) * | 2002-12-18 | 2006-05-16 | The Regents Of The University Of Michigan | Enhancing fiber-optic sensing technique using a dual-core fiber |
| US7643153B2 (en) | 2003-01-24 | 2010-01-05 | The General Hospital Corporation | Apparatus and method for ranging and noise reduction of low coherence interferometry LCI and optical coherence tomography OCT signals by parallel detection of spectral bands |
| CA2514189A1 (en) | 2003-01-24 | 2004-08-12 | The General Hospital Corporation | System and method for identifying tissue using low-coherence interferometry |
| JP4805142B2 (ja) | 2003-03-31 | 2011-11-02 | ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション | 光路長が変更された異なる角度の光の合成により光学的に干渉する断層撮影におけるスペックルの減少 |
| EP1639330B1 (en) | 2003-06-06 | 2008-10-08 | The General Hospital Corporation | Wavelength tunable light source |
| EP1685366B1 (en) | 2003-10-27 | 2011-06-15 | The General Hospital Corporation | Method and apparatus for performing optical imaging using frequency-domain interferometry |
| JP5214883B2 (ja) | 2003-11-28 | 2013-06-19 | ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション | 三次元分光的符号化撮像のための方法と装置 |
| US7295724B2 (en) * | 2004-03-01 | 2007-11-13 | University Of Washington | Polymer based distributive waveguide sensor for pressure and shear measurement |
| US8018598B2 (en) | 2004-05-29 | 2011-09-13 | The General Hospital Corporation | Process, system and software arrangement for a chromatic dispersion compensation using reflective layers in optical coherence tomography (OCT) imaging |
| AU2005270037B2 (en) | 2004-07-02 | 2012-02-09 | The General Hospital Corporation | Endoscopic imaging probe comprising dual clad fibre |
| US7781724B2 (en) * | 2004-07-16 | 2010-08-24 | Luna Innovations Incorporated | Fiber optic position and shape sensing device and method relating thereto |
| US7772541B2 (en) * | 2004-07-16 | 2010-08-10 | Luna Innnovations Incorporated | Fiber optic position and/or shape sensing based on rayleigh scatter |
| EP1782020B1 (en) | 2004-08-06 | 2012-10-03 | The General Hospital Corporation | Process, system and software arrangement for determining at least one location in a sample using an optical coherence tomography |
| EP1793731B1 (en) | 2004-08-24 | 2013-12-25 | The General Hospital Corporation | Imaging apparatus comprising a fluid delivery arrangement and a pull-back arrangement |
| US8965487B2 (en) | 2004-08-24 | 2015-02-24 | The General Hospital Corporation | Process, system and software arrangement for measuring a mechanical strain and elastic properties of a sample |
| EP1787105A2 (en) | 2004-09-10 | 2007-05-23 | The General Hospital Corporation | System and method for optical coherence imaging |
| KR101257100B1 (ko) | 2004-09-29 | 2013-04-22 | 더 제너럴 하스피탈 코포레이션 | 광 간섭 영상화 시스템 및 방법 |
| US7382949B2 (en) | 2004-11-02 | 2008-06-03 | The General Hospital Corporation | Fiber-optic rotational device, optical system and method for imaging a sample |
| CA2526604C (en) * | 2004-11-12 | 2014-01-07 | Robert B. Walker | Optical device incorporating a tilted bragg grating |
| WO2006058049A1 (en) | 2004-11-24 | 2006-06-01 | The General Hospital Corporation | Common-path interferometer for endoscopic oct |
| JP2008521516A (ja) | 2004-11-29 | 2008-06-26 | ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション | サンプル上の複数の地点を同時に照射し検出することによって光学画像生成を実行する構成、装置、内視鏡、カテーテル、及び方法 |
| WO2006116769A1 (en) | 2005-04-28 | 2006-11-02 | The General Hospital Corporation | Systems, processes and software arrangements for evaluating information associated with an anatomical structure by an optical coherence ranging technique |
| EP1887926B1 (en) | 2005-05-31 | 2014-07-30 | The General Hospital Corporation | System and method which use spectral encoding heterodyne interferometry techniques for imaging |
| WO2006130802A2 (en) | 2005-06-01 | 2006-12-07 | The General Hospital Corporation | Apparatus, method and system for performing phase-resolved optical frequency domain imaging |
| CN101238347B (zh) | 2005-08-09 | 2011-05-25 | 通用医疗公司 | 执行光学相干层析术中的基于偏振的正交解调的设备、方法和存储介质 |
| JP5371433B2 (ja) | 2005-09-29 | 2013-12-18 | ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション | スペクトル符号化による光学イメージング方法および装置 |
| JP5203951B2 (ja) | 2005-10-14 | 2013-06-05 | ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション | スペクトル及び周波数符号化蛍光画像形成 |
| JP5680826B2 (ja) | 2006-01-10 | 2015-03-04 | ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション | １以上のスペクトルを符号化する内視鏡技術によるデータ生成システム |
| ES2847854T3 (es) | 2006-01-19 | 2021-08-04 | Massachusetts Gen Hospital | Catéter de globo de obtención de imágenes |
| WO2007084903A2 (en) | 2006-01-19 | 2007-07-26 | The General Hospital Corporation | Apparatus for obtaining information for a structure using spectrally-encoded endoscopy techniques and method for producing one or more optical arrangements |
| WO2007149601A2 (en) | 2006-02-01 | 2007-12-27 | The General Hospital Corporation | Apparatus for controlling at least one of at least two sections of at least one fiber |
| WO2007149602A2 (en) | 2006-02-01 | 2007-12-27 | The General Hospital Corporation | Methods and systems for providing electromagnetic radiation to at least one portion of a sample using conformal laser therapy procedures |
| US7538859B2 (en) | 2006-02-01 | 2009-05-26 | The General Hospital Corporation | Methods and systems for monitoring and obtaining information of at least one portion of a sample using conformal laser therapy procedures, and providing electromagnetic radiation thereto |
| EP3143926B1 (en) | 2006-02-08 | 2020-07-01 | The General Hospital Corporation | Methods, arrangements and systems for obtaining information associated with an anatomical sample using optical microscopy |
| EP2306141A1 (en) | 2006-02-24 | 2011-04-06 | The General Hospital Corporation | Methods and systems for performing angle-resolved fourier-domain optical coherence tomography |
| EP2564769B1 (en) | 2006-04-05 | 2015-06-03 | The General Hospital Corporation | Apparatus for polarization-sensitive optical frequency domain imaging of a sample |
| US8175685B2 (en) | 2006-05-10 | 2012-05-08 | The General Hospital Corporation | Process, arrangements and systems for providing frequency domain imaging of a sample |
| WO2007133964A2 (en) | 2006-05-12 | 2007-11-22 | The General Hospital Corporation | Processes, arrangements and systems for providing a fiber layer thickness map based on optical coherence tomography images |
| EP3006920A3 (en) | 2006-08-25 | 2016-08-03 | The General Hospital Corporation | Apparatus and methods for enhancing optical coherence tomography imaging using volumetric filtering techniques |
| WO2008049118A2 (en) | 2006-10-19 | 2008-04-24 | The General Hospital Corporation | Apparatus and method for obtaining and providing imaging information associated with at least one portion of a sample and effecting such portion(s) |
| JP5507258B2 (ja) | 2007-01-19 | 2014-05-28 | ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション | 光周波数領域イメージングにおける測定深度を制御するための装置及び方法 |
| WO2008089342A1 (en) | 2007-01-19 | 2008-07-24 | The General Hospital Corporation | Rotating disk reflection for fast wavelength scanning of dispersed broadband light |
| JP5558839B2 (ja) | 2007-03-23 | 2014-07-23 | ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション | 角度走査及び分散手順を用いて波長掃引レーザを利用するための方法、構成及び装置 |
| WO2008121844A1 (en) | 2007-03-30 | 2008-10-09 | The General Hospital Corporation | System and method providing intracoronary laser speckle imaging for the detection of vulnerable plaque |
| US8045177B2 (en) | 2007-04-17 | 2011-10-25 | The General Hospital Corporation | Apparatus and methods for measuring vibrations using spectrally-encoded endoscopy |
| US8115919B2 (en) | 2007-05-04 | 2012-02-14 | The General Hospital Corporation | Methods, arrangements and systems for obtaining information associated with a sample using optical microscopy |
| US9375158B2 (en) | 2007-07-31 | 2016-06-28 | The General Hospital Corporation | Systems and methods for providing beam scan patterns for high speed doppler optical frequency domain imaging |
| US8040608B2 (en) | 2007-08-31 | 2011-10-18 | The General Hospital Corporation | System and method for self-interference fluorescence microscopy, and computer-accessible medium associated therewith |
| WO2009059034A1 (en) | 2007-10-30 | 2009-05-07 | The General Hospital Corporation | System and method for cladding mode detection |
| US11123047B2 (en) | 2008-01-28 | 2021-09-21 | The General Hospital Corporation | Hybrid systems and methods for multi-modal acquisition of intravascular imaging data and counteracting the effects of signal absorption in blood |
| US9332942B2 (en) | 2008-01-28 | 2016-05-10 | The General Hospital Corporation | Systems, processes and computer-accessible medium for providing hybrid flourescence and optical coherence tomography imaging |
| JP5607610B2 (ja) | 2008-05-07 | 2014-10-15 | ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション | 構造の特徴を決定する装置、装置の作動方法およびコンピュータアクセス可能な媒体 |
| EP2288948A4 (en) | 2008-06-20 | 2011-12-28 | Gen Hospital Corp | ARRANGEMENT OF CONDENSED GLASS FIBER COUPLERS AND METHOD FOR THEIR USE |
| US9254089B2 (en) | 2008-07-14 | 2016-02-09 | The General Hospital Corporation | Apparatus and methods for facilitating at least partial overlap of dispersed ration on at least one sample |
| EP2359121A4 (en) | 2008-12-10 | 2013-08-14 | Gen Hospital Corp | SYSTEMS, APPARATUS AND METHODS FOR EXTENSION OF THE OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY IMAGING DEPTH RANGE, THROUGH OPTICAL SUB-SAMPLING |
| US8097864B2 (en) | 2009-01-26 | 2012-01-17 | The General Hospital Corporation | System, method and computer-accessible medium for providing wide-field superresolution microscopy |
| CN104134928A (zh) | 2009-02-04 | 2014-11-05 | 通用医疗公司 | 利用高速光学波长调谐源的设备和方法 |
| US9351642B2 (en) | 2009-03-12 | 2016-05-31 | The General Hospital Corporation | Non-contact optical system, computer-accessible medium and method for measurement at least one mechanical property of tissue using coherent speckle technique(s) |
| EP2453791B1 (en) | 2009-07-14 | 2023-09-06 | The General Hospital Corporation | Apparatus for measuring flow and pressure within a vessel |
| US8265431B2 (en) | 2009-11-06 | 2012-09-11 | Baker Hughes Incorporated | Rotated single or multicore optical fiber |
| LT2542145T (lt) | 2010-03-05 | 2021-01-11 | The General Hospital Corporation | Sistemos, kurios pateikia bent vienos anatominės struktūros tam tikros skyros mikroskopinius vaizdus |
| US9069130B2 (en) | 2010-05-03 | 2015-06-30 | The General Hospital Corporation | Apparatus, method and system for generating optical radiation from biological gain media |
| WO2011150069A2 (en) | 2010-05-25 | 2011-12-01 | The General Hospital Corporation | Apparatus, systems, methods and computer-accessible medium for spectral analysis of optical coherence tomography images |
| WO2011149972A2 (en) | 2010-05-25 | 2011-12-01 | The General Hospital Corporation | Systems, devices, methods, apparatus and computer-accessible media for providing optical imaging of structures and compositions |
| WO2011153434A2 (en) | 2010-06-03 | 2011-12-08 | The General Hospital Corporation | Apparatus and method for devices for imaging structures in or at one or more luminal organs |
| DE102010044583B4 (de) * | 2010-09-07 | 2012-05-10 | Krohne Messtechnik Gmbh | Auslenkungsmessgerät nach dem Interferometrieprinzip |
| WO2012058381A2 (en) | 2010-10-27 | 2012-05-03 | The General Hospital Corporation | Apparatus, systems and methods for measuring blood pressure within at least one vessel |
| US8655117B2 (en) | 2011-03-11 | 2014-02-18 | University of Maribor | Optical fiber sensors having long active lengths, systems, and methods |
| WO2012149175A1 (en) | 2011-04-29 | 2012-11-01 | The General Hospital Corporation | Means for determining depth-resolved physical and/or optical properties of scattering media |
| US9250213B1 (en) | 2011-06-14 | 2016-02-02 | The Boeing Company | Ultrasound inspection system for inspecting a test object with non-planar features |
| US8713998B2 (en) | 2011-06-14 | 2014-05-06 | The Boeing Company | Autonomous non-destructive evaluation system for aircraft structures |
| JP2014523536A (ja) | 2011-07-19 | 2014-09-11 | ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション | 光コヒーレンストモグラフィーにおいて偏波モード分散補償を提供するためのシステム、方法、装置およびコンピュータアクセス可能な媒体 |
| WO2013029047A1 (en) | 2011-08-25 | 2013-02-28 | The General Hospital Corporation | Methods, systems, arrangements and computer-accessible medium for providing micro-optical coherence tomography procedures |
| JP2015502562A (ja) | 2011-10-18 | 2015-01-22 | ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション | 再循環光学遅延を生成および／または提供するための装置および方法 |
| US9535211B2 (en) | 2011-12-01 | 2017-01-03 | Raytheon Company | Method and apparatus for fiber delivery of high power laser beams |
| US9664869B2 (en) | 2011-12-01 | 2017-05-30 | Raytheon Company | Method and apparatus for implementing a rectangular-core laser beam-delivery fiber that provides two orthogonal transverse bending degrees of freedom |
| WO2013148306A1 (en) | 2012-03-30 | 2013-10-03 | The General Hospital Corporation | Imaging system, method and distal attachment for multidirectional field of view endoscopy |
| US8983259B2 (en) * | 2012-05-04 | 2015-03-17 | Raytheon Company | Multi-function beam delivery fibers and related system and method |
| JP2015517387A (ja) | 2012-05-21 | 2015-06-22 | ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション | カプセル顕微鏡検査のための装置、デバイスおよび方法 |
| US9188566B2 (en) * | 2012-06-19 | 2015-11-17 | The Boeing Company | Ultrasound inspection system of limited access composite structures |
| WO2014031748A1 (en) | 2012-08-22 | 2014-02-27 | The General Hospital Corporation | System, method, and computer-accessible medium for fabrication minature endoscope using soft lithography |
| US10893806B2 (en) | 2013-01-29 | 2021-01-19 | The General Hospital Corporation | Apparatus, systems and methods for providing information regarding the aortic valve |
| US11179028B2 (en) | 2013-02-01 | 2021-11-23 | The General Hospital Corporation | Objective lens arrangement for confocal endomicroscopy |
| EP2967491B1 (en) | 2013-03-15 | 2022-05-11 | The General Hospital Corporation | A transesophageal endoscopic system for determining a mixed venous oxygen saturation of a pulmonary artery |
| US9784681B2 (en) | 2013-05-13 | 2017-10-10 | The General Hospital Corporation | System and method for efficient detection of the phase and amplitude of a periodic modulation associated with self-interfering fluorescence |
| EP3021735A4 (en) | 2013-07-19 | 2017-04-19 | The General Hospital Corporation | Determining eye motion by imaging retina. with feedback |
| US11452433B2 (en) | 2013-07-19 | 2022-09-27 | The General Hospital Corporation | Imaging apparatus and method which utilizes multidirectional field of view endoscopy |
| WO2015013651A2 (en) | 2013-07-26 | 2015-01-29 | The General Hospital Corporation | System, apparatus and method utilizing optical dispersion for fourier-domain optical coherence tomography |
| DE102013019774B4 (de) * | 2013-11-23 | 2019-05-09 | Westsächsische Hochschule Zwickau | Optische Anordnung zur Bestimmung von Lageänderungen, Positionen, Verformung, Bewegungen, Beschleunigungen und Geschwindigkeiten |
| US9733460B2 (en) | 2014-01-08 | 2017-08-15 | The General Hospital Corporation | Method and apparatus for microscopic imaging |
| US10736494B2 (en) | 2014-01-31 | 2020-08-11 | The General Hospital Corporation | System and method for facilitating manual and/or automatic volumetric imaging with real-time tension or force feedback using a tethered imaging device |
| WO2015153982A1 (en) | 2014-04-04 | 2015-10-08 | The General Hospital Corporation | Apparatus and method for controlling propagation and/or transmission of electromagnetic radiation in flexible waveguide(s) |
| ES2907287T3 (es) | 2014-07-25 | 2022-04-22 | Massachusetts Gen Hospital | Aparato para imagenología y diagnóstico in vivo |
| CN109839074B (zh) * | 2017-11-24 | 2021-06-29 | 桂林电子科技大学 | 一种白光干涉式纤维集成万向弯曲传感器 |
| WO2019108862A1 (en) | 2017-11-29 | 2019-06-06 | Cornell University | Waveguide and sensor based on same |
| US11199660B2 (en) * | 2018-11-20 | 2021-12-14 | University Of Louisville Research Foundation, Inc. | Soft optics with mechanically tunable refractive index |
| EP3734267A1 (en) | 2019-05-01 | 2020-11-04 | Northrop Grumman Innovation Systems, Inc. | Inspection devices with laser emitters and optical microphones, and related systems and methods |
| WO2021040687A1 (en) * | 2019-08-26 | 2021-03-04 | Corning Incorporated | Multicore fiber crosstalk sensor with matched effective index |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1544483A (en) * | 1976-07-01 | 1979-04-19 | Standard Telephones Cables Ltd | Strain measurement using optical fibres |
| GB1587729A (en) * | 1976-07-08 | 1981-04-08 | Bicc Ltd | Optical guides |
| AU4223778A (en) * | 1977-12-12 | 1979-06-21 | Pedro B Macedo | Optical waveguide sensor |
| US4151747A (en) * | 1978-06-21 | 1979-05-01 | Electric Power Research Institute, Inc. | Monitoring arrangement utilizing fiber optics |
| US4203326A (en) * | 1979-01-26 | 1980-05-20 | Electric Power Research Institute, Inc. | Method and means for improved optical temperature sensor |
-
1980
- 1980-06-23 US US06/162,283 patent/US4295738A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-08-15 WO PCT/US1980/001060 patent/WO1981000618A1/en active IP Right Grant
- 1980-08-15 DE DE8080901827T patent/DE3072098D1/de not_active Expired
- 1980-08-15 BR BR8008813A patent/BR8008813A/pt not_active IP Right Cessation
- 1980-08-15 JP JP55502161A patent/JPS6351243B2/ja not_active Expired
- 1980-08-29 FI FI802733A patent/FI71842C/fi not_active IP Right Cessation
- 1980-08-29 IL IL60936A patent/IL60936A/xx unknown
- 1980-08-29 IT IT24368/80A patent/IT1132588B/it active
-
1981
- 1981-03-09 EP EP80901827A patent/EP0034181B1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IL60936A0 (en) | 1980-10-26 |
| IT1132588B (it) | 1986-07-02 |
| JPS56501773A (fi) | 1981-12-03 |
| IT8024368A0 (it) | 1980-08-29 |
| US4295738A (en) | 1981-10-20 |
| EP0034181A4 (en) | 1982-12-27 |
| FI71842C (fi) | 1987-02-09 |
| JPS6351243B2 (fi) | 1988-10-13 |
| DE3072098D1 (en) | 1988-07-14 |
| IL60936A (en) | 1984-11-30 |
| EP0034181A1 (en) | 1981-08-26 |
| FI802733A (fi) | 1981-03-01 |
| EP0034181B1 (en) | 1988-06-08 |
| WO1981000618A1 (en) | 1981-03-05 |
| BR8008813A (pt) | 1981-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI71842B (fi) | Fiberoptisk spaenningssensor | |
| US10866081B2 (en) | Waveguide interferometer | |
| US4295739A (en) | Fiber optic temperature sensor | |
| Kieu et al. | Biconical fiber taper sensors | |
| US4298794A (en) | Fiber optic hot spot detector | |
| JPH04307328A (ja) | ファイバオプティック検知ケ−ブル | |
| CN101278177A (zh) | 传感器及使用该传感器的干扰测定方法 | |
| WO1998012525A1 (en) | Fiber optic sensor having a multicore optical fiber and an associated sensing method | |
| EP0864084B1 (en) | Sensor arrangement | |
| Ouyang et al. | An in-fiber dual air-cavity Fabry–Perot interferometer for simultaneous measurement of strain and directional bend | |
| Zhang et al. | Fiber optic liquid level sensor based on integration of lever principle and optical interferometry | |
| JP2002524728A (ja) | 光ファイバ温度センサ | |
| Lei et al. | Ultrasensitive refractive index sensor based on Mach–Zehnder interferometer and a 40μm fiber | |
| Domínguez-Cruz et al. | Temperature Sensor Based on an Asymmetric Two‐Hole Fiber Using a Sagnac Interferometer | |
| Osório et al. | Exposed-core fiber multimode interference sensor | |
| Chen et al. | An optical fiber sensor for the detections of liquid level and strain through cascading Sagnac interference and modal interference | |
| Jauregui-Vazquez et al. | A strain reflection-based fiber optic sensor using thin core and standard single-mode fibers | |
| Neves et al. | Humidity-insensitive optical fibers for distributed sensing applications | |
| Zhao et al. | Curvature monitoring of power grid wires based on anti-resonant reflecting guidance in hollow core fibers | |
| Cappelletti et al. | Preliminary analysis of polarization effects in bent uncoupled-core multicore fibers | |
| EP0245091A1 (en) | Method of and apparatus for fiber optic sensing | |
| May-Arrioja et al. | Fiber optic sensors based on multicore structures | |
| Olivero et al. | Single mode-multimode-single mode optical fiber sensors: Review and application to temperature measurements using a bend-insensitive fiber | |
| US9546886B2 (en) | Distributed environmental fiber optic sensor and system | |
| Meltz et al. | Multi-wavelength twin-core fiber optic sensors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed | ||
| MM | Patent lapsed |
Owner name: UNITED TECHNOLOGIES CORPORATION |