MXPA99002078A - Sistema sensor de esfuerzo transversal de rejillade difraccion de fibra optica - Google Patents

Abstract

Un sistema y un método para detectar la aplicación de una tensión transversal a una fibraóptica que incluye una fuente de luz que produce un haz luminoso de espectro relativamente amplio. El haz luminoso se refleja o se transmite desde una rejilla de difracciónóptica en el núcleo de una fibraóptica que se ha tensado transversalmente ya sea directamente o mediante la exposición a presión cuando la fibra es birrefringente de manera que responda a la presión a fin de tensar transversalmente su núcleo. Cuando se tensa transversalmente, la rejilla de difracciónóptica produce una reflexión o transmisión de primer haz luminoso que tiene dos crestas o mínimos en su espectro de frecuencia, cuya separación y/o dispersión son indicativos de las fuerzas aplicadas a la fibra. Uno o más detectores detectan la reflexión o transmisiones desde la rejilla de difracciónóptica para producir una salida representativa de la fuerza aplicada. Las rejillas de difracciónópticas y detectores múltiples pueden emplearse para medir simultáneamente la temperatura o las fuerzas en ubicaciones diferentes a lo largo de la fibra.

Description

"SISTEMA SENSOR DE ESFUERZO TRANSVERSAL DE REJILLA DE DIFRACCIÓN DE FIBRA ÓPTICA" Derechos del Gobierno de los Estados Unidos Esta invención fue preparada con la ayuda del Gobierno de los Estados Unidos de América bajo el contrato Número NAS1-20638 concedido por NASA. El Gobierno de los Estados Unidos de América tiene ciertos derechos en esta invención.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Hay una necesidad para un sistema sensor ambiental exacto y que proporciona respuestas para medir el esfuerzo transversal y los gradientes del esfuerzo transversal. También hay una necesidad para sensores de presión que se basan en medidas del esfuerzo transversal que casi son independientes de la temperatura y/o pueden compensarse en temperatura. Las aplicaciones de este tipo de sistema sensor transversal incluirían la ubicación, identiicación y medición de un esfuerzo transversal en un avión o estructura espacial. Estas estructuras, a fin de llevar a cabo su misión, deben ser capaces de proporcionar una indicación continua de sus estados actuales en tiempo - real, incluyendo la carga del esfuerzo transversal. Los sensores de presión de rejilla de difracción de fibra casi independientes de temperatura o compensados en temperatura basados en el esfuerzo transversal podrían usarse para medir la presión en tanques de oxígeno líquido e hidrógeno así como otras áreas de riesgo. Las aplicaciones de la estructura civil de estos sensores incluirían la medición del esfuerzo transversal a través de un puente, edificio o estructura de carretera, así como la carga transversal de los techos de minas. Estos sensores también se usarían para sostener sistemas que podrían usarse para identificar el daño estructural a un edificio residencial o de negocios después de un desastre tal como un terremoto o huracán. Los sensores de presión podrían usarse para una variedad de aplicaciones industriales incluyendo el control de proceso de alimentos y substancias químicas. Otras aplicaciones para estos sensores incluirían el área "de salida de estructuras inteligentes en donde los sensores se usan para supervisar los parámetros ambientales que se usan para aumentar la fabricación, llevar a cabo evaluación no destructora, implementar los sistemas de supervisión de salud para estructuras y aumentar los sistemas de control. Estas estructuras necesitan ser capaces de supervisar continuamente su condición en tiempo real. Deben ser capaces de funcionar a través de períodos - de tiempo extremadamente prolongados con baja potencia. Los sensores usados para sostener estas estructuras deben ser capaces de medir exactamente los cambios pequeños en las señales ambientales y todavía ser capaces ' de mantener capacidades de escala dinámica amplias . Las_ rejillas de difracción de fibra óptica se han propuesto para sensores de fibra óptica que tienen el potencial de satisfacer muchos de estos requisitos. Las rejillas de difracción de fibra se construyen adulterando el nucleoide una fibra óptica con un material por ejemplo germania. Cuando se exponen a la luz, _el índice de refracción de núcleo óptico de la fibra basada en sílice con adulterantes de núcleo apropiados se han observado que tienen un índice de refracción modificado. Usando las máscaras" de "fase por rayos láser de interferencia se ha demostrado que es posible producir variaciones múltiples en el índice de refracción a lo largo de la longitud del núcleo de fibra que produce una estructura de rejilla de difracción interna. Ajustando la separación del período durante la formación de la rejilla de difracción de fibra, cambia sus características espectrales de transmisión y reflexión. Cuando la rejilla de difracción de fibras se expone a un efecto ambiental, por ejemplo un esfuerzo, * temperatura, presión o vibración, la longitud de la fibra - óptica se cambia y consecuentemente el período de la rejilla óptica de fibra. Como un ejemplo, W. W. Morey da a conocer en "Distributed Fiber Grating Sensors", Proceedings of the Seventh Optical Fiber Sensors Conference, páginas 285-288, en Sydney, Australia, en Diciembre de 1990, que los cambios de temperatura típicos son de 0.0043 nanométro/grado Centígrado a 833 nanómeros para la fibra Andrew PM y de 0.0074 nanómetro/grado Centígrado para la fibra Corning FlexCore a 824 nanómetros. Cuando la fibra se esfuerza, la longitud de la fibra cambia también. Los cambios de la longitud de onda Bragg se midieron mediante Morey para dar por resultado un desplazamiento de 5.2x10-4 nanómetros por microesfuerzo a 820 nanómetros. Para muchas aplicaciones es necesario medir simultáneamente tanto la temperatura como el esfuerzo. E. Udd y T. E. Clark, en "Fiber Optic Grating Sensor Systems for Sensing Environmental Effects", la Patente Norteamericana Número 5,380,995 describe la manera de usar dos fibras de difracción de fibra sobrecolocadas a longitudes de onda diferentes tales como 1.3 y 1.5 micrones que se pueden usar para medir dos parámetros ambientales tales como el esfuerzo y la temperatura en un solo punto. Recientemente, M. G. Xu, H. Geiger y J. P. Dakin en "Multiplexed Point and Stepwise-Continuous Fibre Grating Based Sensors: Practical Sensor for Structural - - Monitoring?" , Proceedings of SPIE, volumen 2294, páginas 69-80, 1994 han también demostrado que la medida simultánea del esfuerzo y la temperatura usando longitudes de onda de 1.3 y 0.85 micrones y rejillas de difracción de fibra sobrecolocadas para mediciones de punto. A fin de completar medidas completas del esfuerzo interno a una estructura, frecuentemente es necesario medir todos los tres componentes de esfuerzo. R. M. Measures, D. Hogg, R. D. Turner, T. Valis y M. J. Giliberto, en "Structurally Integrated Fiber Optic Strain Rosette", Proceedings of SPIE, Volumen 986, páginas 32-42, de 1988 demostraron una roseta de esfuerzo de fibra óptica que consiste de tres sensores de fibras separados. Debido a que estos sensores de fibra no se volvieron a colocar y debido a que no se emplearon medios para compensar la fluctuación de temperatura, estos rosetas han sido de uso muy limitado. Eric Udd en la Solicitud de Patente Norteamericana Número 08/438,025, "Multiparameter Fiber Optic Grating System" describe un sensor de rejilla de difracción de fibra basado en rejillas de difracción sobrecolocadas dobles escritas en fibra birrefringente que permite que se midan tres ejes de esfuerzo y temperatura como incluyendo el esfuerzo transversal. Sin embargo hay una necesidad continua para mejorar y retinar la capacidad de medición del esfuerzo - transversal asi como sustentar las medidas de gradientes de presión y esfuerzo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA PRESENTE INVENCIÓN En la presente invención, se escribe una rejilla de difracción de fibra en un solo modo de fibra óptica para formar un sensor de esfuerzo transversal. Cuando la fibra es una fibra de un solo modo regular, el esfuerzo transversal aplicado a la fibra da por resultado la separación del perfil espectral de la rejilla de difracción de fibra en dos crestas. La medida de la separación espectral entre estas dos crestas pueden hacerse para indicar la cantidad de carga transversal de la fibra. Este enfoque es útil cuando la orientación del sensor transversal de la rejilla de difracción de la fibra es desconocida con respecto a la dirección de la carga aplicada. Como un ejemplo, este podría ser el caso cuando los sensores transversales de la rejilla de difracción de fibra se colocan en una viga extruida usadas para sostener y hacer medidas en el techo de un pozo de minas. Para cargas transversales pequeñas, sin embargo, las crestas espectrales se ven muy cerca una a la otra dificultando que se tome la medida precisa de separación de cresta. Escribiendo la rejilla de difracción de fibra hacia la - fibra óptica birrefringente tal como las fibras que conservan la polarización con núcleos elípticos, o recubrimientos que inducen la birrefringencia de tensión, es posible una separación nítida entre Tas crestas espectrales y pueden hacerse medidas exactas para cambios muy pequeños en la carga transversal. Para recubrimiento de fibra no simétrica tales como aquellas que involucran recubrimientos elípticos o agujeros de aire laterales, los cambios en la presión inducirán cambios en el esfuerzo transversal. Cuando una rejilla de difracción de fibra se escribe hacia el núcleo de este tipo de fibra puede usarse para formar un sensor de presión de fibra. Puesto que la separación espectral entre las dos crestas inducidas por tensión es pequeña, el cambio y la separación de cresta a cresta debido a la temperatura, será pequeña. Sin embargo, el desplazamiento espectral total de las crestas responderá al esfuerzo y temperatura de una manera semejante a aquella de una rejilla de difracción de fibra regular y puede medirse usando rejillas de difracción de fibra sobrespuestas dobles como se describe por Udd y Clark. El sistema presente puede usarse para sustentar medidas múltiples de esfuerzo o presión usando rejillas de difracción de fibra múltiples que funcionan con longitudes de onda diferentes y, o usando técnicas de multiplexado de división de tiempo.

Por lo tanto, un objeto de la invención es proporcionar sistemas sensores que consisten de una rejilla de difracción de fibra escrita hacia la fibra de un solo modo regular- para medir el esfuerzo transversal independientemente de la dirección de la carga. Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema de sensor ambiental capaz de medir la amplitud y posición de una señal ambiental que varía en tiempo. Otro objeto de la invención es proporcionar un sensor de esfuerzo transversal capaz de medir cambios muy pequeños en el esfuerzo transversal. Otro objeto de la invención es medir la presión. Otro objeto de la invención es medir los gradientes del esfuerzo transversal. Otro objeto de la invención es medir los gradientes del esfuerzo transversal e identificar su orientación con respecto a los haces de la fibra óptica. Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema que puede medir la carga transversal en pozos de mina. Otro objeto de la invención es proporcionar sensores de presión y temperatura de puntos múltiples para control del proceso.

- Otro objeto de la invención es proporcionar tanto medidas de esfuerzo transversal como de presión/temperatura a lo largo de una sola longitud de fibra óptica. Otro objeto de la invención es proporcionar información estructural sobre la integridad de presas a fin de poner al tanto al usuario de la necesidad de tomar acciones correctivas . Estos y otros objeto y ventajas de la presente invención serán evidentes para aquellas personas expertas en la técnica después de tomar en cuenta la siguiente especificación detallada y las hojas de dibujo que se acompañan, en donde: BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de una rejilla de difracción de fibra escrita hacia una fibra óptica de un solo modo circularmente simétrica. La Figura 2 muestra un sistema de demodulación de rejilla de difracción de fibra básico configurado para funcionar en el modo reflectivo. La Figura 3A muestra un perfil del espectro reflejado de un rejilla de difracción de fibra escrita hacia las fibra óptica circularmente simétrica sin carga transversal y la Figura 3B muestra un perfil del espectro - reflejado de una rejilla de difracción de fibra escrita hacia la fibra óptica circularmente simétrica con carga transversal. La Figura 4 ilustra rejillas de difracción de fibra multiplexor en una fibra óptica que se ha formado en una varilla que está sujeta a carga transversal. La Figura 5 muestra una fibra óptica birrefringente, que puede ser-una fibra de conservación' de polarización con la rejilla de difracción de fibra escritas en su núcleo. La "" Figura 6 muestra una fibra óptica birregringente que puede ser una fibra de conservación de polarización con rejillas de difracción de fibra sobrecolocadas dobles descritas en su núcleo. Las " Figuras 7A y 7B muestran el espectro reflejado de las rejillas de difracción en fibras sobrecolocadas dobles a 1300 y 1550 nanómetros, respectivamente escritas en la fibra birrefringente de conservación de polarización 3M. " Las Figuras 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F y 8G muestran secciones transversales de varios tipos de las fibras de conservación de polarización birrefringente. La Figura 9 muestra un sensor de presión basado en las rejillas de difracción de fibra basadas escribiendo una rejilla de difracción de fibra en una fibra óptica con agujeros laterales de aire. La Figura 10 ilustra un sensor de presión a base de rejillas de . difracción de fibra empalmadas entre dos tramos de fibra óptica para sellar los agujeros de aire. La Figura 11 muestra una serie de sensores de presión a base de la rejilla de difracción de fibra multiplexada con una sola línea de fibra. La Figura 12 muestra un sistema que sustenta la demodulación de los sensores de presión a base de rejilla de difracción de fibra multiplexados . La Figura 13 muestra un sensor de presión a base de rejilla _de .difracción de fibra con rejillas de difracción de fibras sobrepuestas dobles escritas en la fibra del agujero lateral. La Figura 14 es un diagrama qµe ilustra sensores de rejilla de difracción de fibra que consiste de una sección de fibra birrefringente que puede ser una fibra de agujero lateral con una rejilla de difracción de .fibra escrito en la misma y una segunda rejilla de difracción de fibra escrita en otro tramo de la fibra óptico para medir la presión, y la temperatura. La Figura 15 es un diagrama que ilustra una fibra birrefringente en donde la rejilal de difracción de fibra se describe y a la cual se aplican gradientes del esfuerzo transversal . La Figura 16 es un diagrama que ilustra el espectro reflejado de la fibra que conserva la polarización con una rejilla de difracción de fibra escrita en la misma que se ha incrustado en un cilindro de resina epoxídica y que somete a 136.20 kilogramos de carga que se aplican a través de las placas planas. La Figura 17 es un diagrama que ilustra el espectro reflejado de la fibra de conservación de polarización con una rejilla de difracción de fibra escrita en la misma que se ha incrustado en un cilindro de resina epoxídica y que se ha sometido a 181.10 kilogramos de carga y que se aplican a través de placas planas. La Figura 18 es un diagrama que ilustra el espectro reflejado de una fibra de conservación de polarización con una rejilla de difracción de fibra escrita en la misma que se ha incrustado en un cilindro de resina epoxídica y que se ha sometido a 204.30 kilogramos de carga aplicados a través de las placas planas. La Figura 19 es un diagrama que ilustra un conjunto de prueba para medir las crestas espectrales de una rejilla de difracción de fibra en transmisión. La Figura 20 muestra las curvas espectrales de una rejilla de difracción de fibra sobrepuesta doble escrita a 1300 y 1550 nanómetros hacia la fibra que mantiene la polarización birrefringente.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES MOSTRADAS Haciendo referencia a los dibujos con mayor particularidad mediante los números de referencia, el número 22 en la Figura 1 se refiere a una fibra óptica de un solo modo de longitud circularmente simétrica. Se escribe en el núcleo 24 de la fibra óptica, una rejilla de birrefringencia 26 de fibra. Cuando la rejilla de difracción 26 de fibra se fija, a un. sistema 30 de demodulación de rejilla de difracción de fibra, como se muestra en la Figura 2, pueden determinarse cambios en el período de la rejilla de difracción de fibra debido a cambios ambientales tales como esfuerzo y temperatura, midiendo los desplazamientos espectrales en la luz reflejada transmitida a través de la rejilla de difracción de fibra. En el caso del sistema de demodulación mostrada en la Figura .2, una fuente luminosa 32 que puede ser una fuente luminosa de banda amplia tal como un diodo emisor.de luz en una fuente luminosa sintonizable de banda relativamente angosta, se usa para acoplar la luz en el extremo 34 de fibra. El haz lumínosao 36 acoplado luego se dirige a través de un separador de haz tal como un separador de haz de .fibra 38. Un orificio del separador de haz de fibra 38 puede terminarse con un extremo 40 no reflector que podría usarse para sustentar, las medidas en la rejilla de difracción de fibra adicionales. Una porción del haz luminoso 36 se divide hacia un orificio 42 de salida del separador de haz 38 para convertirse en el haz luminoso 44. El orificio 42 de salida se conecta a través de un empalme conector 46 de la rejilla de difracción de fibra 26. La porción 48 del haz luminoso 44 que se refleja mediante la rejilla de difracción de fibra 26, se dirige de nuevo al separador de haz 38 y una porción del mismo se dirige hacia el orificio 50 del separador de haz como el haz luminoso 52. Este haz luminoso 52 - luego entra en el analizador 54 de espectro que mide los desplazamientos espectrales en el haz luminoso 52 debido a los cambios en el estado de la rejilla de difracción de fibra 26, inducidos mediante efectos ambientales. La Figura 3A muestra el perfil de reflexión espectral de la rejilla 26 de fibra como se determina mediante el demodulador 54 espectral cuando la primera rejilla de difracción 26 de fibra no se somete a tensión transversal. Obsérvese que hay una sola cresta en. el perfil 100. Esto corresponde al caso cuando hay muy poca si acaso hay birrefringencia inducida. Cuando la tensión transversal se aplica a la rejilla de difracción 26 de - fibra, el perfil 100 reflejado comienza a separarse hasta que hay un perfil doble tal como 102 que se muestra en la Figura 3B . La .cantidad de tensión transversal es proporcional a la birrefringencia inducida que a su vez determina la separación 104 espectral entre las crestas 106 y 108. Para el primer orden, la separación 104 de cresta a cresta es relativamente independiente de la temperatura debido a que ambas crestas 106 y 108 casi tienen la misma longitud de onda y la temperatura ocasiona que ambas crestas 106 y 108 se muevan en la misma dirección total mediante casi el mismo desplazamiento espectral. El enfoque de usar rejillas de difracción de fibra escritas en la fibra óptica de modo único circularmente simétrica tiene la ventaja de usar fibra óptica de calidad de telecomunicación de costo bajo y tiene sensibilidad transversal que es independiente de la dirección de la carga. Como un ejemplo de la manera en que esta se puede usar, toma en cuenta el caso mostrado en la Figura 4 de la fibra óptica circularmente simétrica que contiene una serie de rejillas de difracción de fibras 154, 156, 158, ... que se coloca en una posición cerca del centro de la varilla 160, durante la fabricación. La fabricación puede lograrse mediante un proceso tal como extrusión. Si la varilla 160 se coloca en una estructura portadora de carga transversal, que podría ser un techo de un edificio, una mina o un túnel, estará sujeta a variaciones en las cargas T62, 164 y 166 transversales, a lo largo de su longitud. Estas cargas luego pueden medirse determinando la separación de cresta a cresta de los perfiles espectrales reflejados de las rejillas de difracción de fibras 154, 156 y 158. Una desventaja de usar la fibra óptica de un solo modo circularmente simétrica es que para cargas transversales pequeñas, la separación de cresta a cresta puede ser extremadamente difícil de medir puesto que las crestas pueden quedar enterradas en el ruido. Para eliminar este problema, las rejillas de difracción de fibra pueden escribirse hacia la fibra 200, para conservar la polarización como se muestra en la Figura 5. Aquí la fibra 200 para conservar la polarización tiene dos ejes 202 y 204 de fibra con índice de refracción efectivos diferentes. Cuando la rejilla de difracción 206 de fibra se escribe hacia la fibra 200, la tensión transversal resulta en dos crestas espectrales separadas semejantes a la Figura 3B cuando se interroga mediante un demodulador 30. Es también posible escribir las rejillas 250 de difracción de fibra sobreescritas asi como 252 en la fibra 200 que mantiene ~la polarización en longitudes de onda separadas como se muestra en la Figura 6. Esto da por resultado cuatro rejillas de difracción de fibras efectivas y como se - describe por Eric Udd en la Solicitud de Patente Norteamericana Número 08/438,025 que se puede usar para medir 3 ejes de esfuerzo y temperatura. Las Figuras 7A y 7B muestran la respuesta de reflexión espectral de las rejillas de difracción de fibra sobreescritas dobles a 1300 y 1550 nanómetros respectivamente escritas hacia la fibra óptica de conservación de polarización fabricada por 3M Company. La separación de cresta a cresta a 1300 nanómetros es aproximadamente 0.427 nanómetro y la separación de cresta a cresta a 1550 nanómetros es de aproximadamente 0.488 nanómetro. Esta separación es suficiente de manera que las crestas sean claramente discernibles permitiendo la medida exacta de separación de cresta a cresta necesaria para determinar el esfuerzo transversal. Las rejillas de difracción de fibra se han escrito en varios tipos diferentes de fibra que mantienen la polarización para determinar la apropiabilidad para detección del esfuerzo transversal incluyendo las fibras para conservar la polarización fabricadas por 3M. Cada una de estas fibras tiene un recubrimiento elíptico semejante al recubrimiento 298 elíptico de la fibra 300 óptica mostrada en sección transversal en la Figura 8. Aquí, el núcleo 302 de la fibra 300 está rodeado por una estructura 298 de recubrimiento elíptico construido de vidrio que tiene una dureza diferente del recubrimiento de vidrio 306 sobrepuesto en la misma para formar la fibra 300 óptica circularmente simétrica. Las fibras ópticas que mantienen la polarización Fujikura que tiene una estructura semejante a aquella mostrada en las secciones transversales de las fibras 320 y 322 ópticas de las Figura 8B y 8C, se usaron asimismo. En las fibras Fujikura, las varillas 324 y 326 de tensión se usaron para inducir una tensión diferencial a través de los núcleos 328 y 330 de fibra circularmente simétrica. La cantidad de tensión inducida puede controlarse cambiando el diámetro de -las varillas de tensión como se muestra en las Figuras 8A y 8B, como la diferencia en el diámetro entre las varillas 324 y 326 de tensión. " También se puede variar cambiando la dureza del vidrio circundante con relación a la dureza de las varillas de tensión. Las rejillas de difracción de fibra se escribieron satisfactoriamente en la varilla de tensión del tipo de fibra aún cuando la orientación de la fibra hacia la fuente luminosa y la máscara de fase usada para escribir la rejilla de difracción de fibra tenía que ajustarse a aquella en." don_de__las varillas de tensión no enmascarable en el núcleo de fibra. Un tercer tipo de fibras 360, como se muestra en la Figura 8D que se suministra por Fibercore, tenía rejillas de difracción de fibra descritas en las mismas para medidas de esfuerzo transversal. Las fibras 360 - - incluyen picaduras 362 y 364 laterales de vidrio suave. Esta fibra 360 tiene una tensión inducida a través de 366 circular ocasionada por la diferencia en dureza entre las picaduras 362 y 364 laterales y el vidrio 368 usado para formar una fibra 360 simétrica. Todos estos tipos de fibras demostraron la separación clara de cresta a cresta aproiada para medidas de esfuerzo transversal, como lo hicieron las fibras 380, 382 y 384 de núcleo elípticas suministradas por Corning (Figuras 8E, 8F y 8G) . Las fibras 380, 382 y 384 ilustran una serie de secciones transversales de fibra óptica con núcleos 390, 392 y 394 elípticos. Mientras que las fibras de Corning probadas tenían un núcleo elíptico en un recubrimiento circular, es posible ajustar la estructura de recubrimiento de manera que servirían para aumentar la sensibilidad al esfuerzo transversal. La fibra 380 tiene un lado 396 plano, la fibra 382 tenía varillas 398 y 400 de tensión que se orientan paralelas al eje 401 principal del núcleo 392 elíptico mientras que las fibras 384 tiene varillas 402 y 404 de tensión que están orientadas perpendiculares al eje 406 principal del núcleo 394 elíptico. Es también posible que haya otras formas geométricas que pueden servir para aumentar la sensiblidad transversal. Una aplicación de los sensores de esfuerzo transversal formados escribiendo las rejillas de difracción de fibra en fibras ópticas .es la medida de presión. La Figura 9 ilustra un sensor 450 de presión a base de la rejilla de difracción de fibra. Consiste de un núcleo 452 de fibra en donde se ha escrito una rejilla de difracción de fibra 454. Contenidos dentro del recubrimiento 456 de 450, hay agujeros 458 y 460 laterales dobles que pueden contener "aire u otros gases y materiales. El sensor 450 puede empalmarse en los tramos de fibra 470 y 472 óptica que pueden ser una fibra óptica de un solo modo como se muestra "en la Figura 10. Cuando se aplica una presión exterior del sensor 450, cambia la birrefringencia del sensor 450 de presión de fibra a lo largo de los ejes 474 y 476 principales. La sensibilidad del sensor 450 de presión de fibra se puede ajustar alterando el tamaño y geometría de los agujeros 478 y 480 laterales. El sensor 450 de presión de fibra puede multiplexarse como se muestra en la Figura 11. Aquí, un sensor 500 de presión de fibra dentro de una rejilla de difracción 502 de fibra centrado alrededor de la longitud de onda ?j_ se empalma entre los segmentos 504 y 506 de fibra óptica. El segmento 506 a su vez se empalma en el sensor 508 de presión de fibra con una rejilla de difracción 510 de fibra centrada alrededor de la longitud de onda 2 • E^ segmento 512 de fibra óptica se empalma entre el otro extremo del sensor 508 de presión de fibra y el sensor 514 de presión de fibra, con su rejilla de difracción 516 de fibra centrada alrededor de la longitud de onda 13. El extremo opuesto del sensor 514 de presión de fibras se empalma en el segmento 518 de fibra óptica. De esta manera, pueden empalmarse juntos un gran número de sensores de presión de base de rejillas en la detección, de fibra y multiplexarse usando multiplexión de división de longitud de onda: También es posible usar técnicas de multiplexión de división de tiempo usando sensores de presión a base de rejillas de difracción de fibra que funcionan a longitudes de onda semejantes siempre y cuando la reflectividad de las primeras rejillas de difracción de fibra sean de menos de 100 por ciento para evitar proporcionar una "sombra" en los emisores de presión _ de rejillas de difracción de fibra que están más alejadas de la fuente luminosa. La Figura 12 ilustra un sistema 550 de sensores 552, 554 y 556 de presión a base de rejilla de difracción de fibra multiplexados . Una fuente luminosa 558, que puede ser una fuente luminosa de banda amplia tal como un diodo emisor de luz o una fuent luminosa de banda angosta sintonizable, puede usarse para acoplar una fuente luminosa 560 en el extremo 562 de la fibra. El haz luminoso 560 pasa hacia el separador 564 de base en donde se divide en los haces 566 y 568 luminosos. El haz 568 luminoso sale del sistema a través del extremo 570 terminado (como una alternativa, el haz 568 luminoso podría usarse para iluminar otro juego de sensores de presión de rejilla de difracción de fibra. El haz 566 luminoso entra en el sensor 552 de presión de rejilla de difracción de fibra y una porción de este haz 566 luminoso se refleja fuera de la rejilla de difracción de fibra 572 como el haz luminoso 574. El haz luminoso 574 regresa al divisor de base 564 y una porción die mismo se dirige al extremo del separador de haz 576 en el haz 578 luminoso. El haz luminoso 578 luego entra en el demodulador 580 espectral que podría ser un filtro de exploración para Fabry-Perot o un sistema basado en el filtro . sintonizable acusto-óptico y envía representativas de la separación de cresta a cresta debido a la birrefrigencia inducida por presión como se leen como la salida 582. Esto a su vez puede intepretarse para leer la presión 584. El desplazamiento espectral total del perfil depende del esfuerzo axial y la temperatura y esto puede ser la lectura 586. Si el esfuerzo axial sólo se debe a presión y no a otros tipos de carga, puede ser suficiente una sola rejilla de difracción de fibra para determinar el esfuerzo y la temperatura. Por lo general, sin embargo, la presencia de la carga axial requiere que el esfuerzo inducido longitudinal se mida también. Esto se puede llevar a cabo usando rejilla de difracción de fibra sobrepuestas dobles como se muestra en la Figura 13. Aquí, el sensor 600 de presión a base de la rejilla de difracción de fibra tiene una rejilla de difracción de fibra 602 a una longitud de onda ?]_, que se sobrepone con una segunda rejilla de difracción de fibra 604 a una longitud de onda %2 . Esto crea cuatro rejillas de difracción de fibra efectiva que pueden usarse para medir los tres ejes del esfuerzo y la temperatura. Un enfoque alternativo se muestra en la Figura 14. Aquí, el sensor 650 de presión a base de la rejilla o difracción de fibra con una rejilla de difracción de fibra 652 a una longitud de onda ?]_ se ultiplexa con un segundo segmento de la fibra 654 circularmente simétrica con una rejilla de difracción de fibra 656 a una longitud de onda de %2 • La rejilla de difracción de fibra 652 responderá de manera diferente al esfuerzo transversal que la primera rejilla de difracción 656 de fibra. En particular, la birrefringencia inducida por la presión producirá una cresta espectral medible a la separación de cresta espectral en la señal reflejada o transmitida de la rejilla de difracción 652 de fibra. La rejilla de difracción 656 de fibra sin embargo tendrá una sola cresta con un desplazamiento espectral total que depende del esfuerzo y la temperatura. Comparando el desplazamiento espectral total (el promedio de la separación de cresta a cresta para la rejilla de deifracción de fibra 652) de las rejillas de difracción de fibra 652 y 656, pueden medirse el esfuerzo y la temperatura. Escribiendo las primeras rejillas 652 y 656 en difracción de fibra en tipos diferentes de segmentos 650 y 654 de fibra óptica, puede simplificarse la inversión de las dos ecuaciones en las dos fibra desconocidas de esfuerzo y temperatura mediante un grado de libertad adicional. Obsérvese sin embargo, que este proyecto es útil en medios ambientes en donde hay pocos si acaso hay fluctuaciones a corto plazo de temperatura y esfuerzo debido a que las rejillas de difracción 652 y 654 no están colocadas de nuevo. Debe observarse que aún cuando el tipo de un solo agujero de la fibra birrefringente se usó para ilustrar los sensores de presión a base de rejilla de difracción de fibra de las Figuras 9 a 14, podrían haberse usado en vez de esto otros tipos de fibras que conservan la polarización no simétricas tales como aquellas mostradas en la Figura 8. Otra aplicación del sensor de esfuerzo transversal es la medida de los gradientes del esfuerzo transversal. La Figura 15 muestra un sensor 700 de esfuerzo transversal a base de la rejilla de difracción de fibra basándose en la fibra óptica birrefringente. Se ha escrito una rejilla de difracción 702 de fibra en el núcleo 704 de la fibra 706 óptica birrefringente con los ejes 708 y 710 principales. Cuando se aplican los gradientes 712 y 714 de esfuerzo transversal a lo largo de los ejes 708 y 710, el resultado será un cambio en el perfil espectral de cresta como un resultado del gradiente de esfuerzo. La Figura 16 muestra el resultado de una fibra de conserva de polarización Fibercore con una rejilla de difracción de fibra de 1550 nanómetros que se escribe en su núcleo que se moldeó en un cilindro de epoxi neto y se perdió transversalmente con placas planas paralelas" a 136.20 kilogramos. Ambas crestas son claramente -visibles aún cuando ha ocurrido cierta dispersión reflejada. La Figura 17 muestra el espectro reflejado resultante a una carga de 181.60 kilogramos. La cresta a mano derecha que corresponde a uno de los ejes transversales está comenzando a dispersarse ampliamente debido a los gradientes de esfuerzo transversal mientras que la otra todavía mantiene cierta de su configuración original. La Figura 18 muestra el resultado cuando se aplican 204.30 kilogramos de carga. En este caso, uno de los ejes tranversales están mostrando dispersión considerable debido a los gradientes de esfuerzo transversal mientras que el otro está comenzando justamente a mostrar distorsión considerable. Midiendo el ancho de esta dispersión así como los espectros de intensidad, es posible medir los gradientes de esfuerzo transversal.

Las invenciones por lo tanto descritas hasta ahora todas se han descrito como funcionando en reflexión. Es también posible hacer funcionar los sensores de esfuerzo transversales en transmisión para medir los gradientes de esfuerzo, presión y tensión. La Figura 19 muestra una configuración 500 básica. Una fuente luminosa 502 que puede se una fuente l minosa de banda amplia o una fuente de banda angosta sintonizable acopla la luz hacia un extremo 504 de la fibra y genera un haz luminoso 506 que se _ propaga hacia abajo de la fibra 508 óptica. El haz luminoso 506 se propaga hacia una o más de las rej illas r de difracción de fibra 510 escritas hacia la fibra 508 óptica. La fibra 508 en la región de las rejillas 510 de difracción de fibra pueden ser birrefringentes y/o configuradas geométricamente como se describe en asociación con las figuras anteriores. Una porción del haz luminoso 506 pasa a través de las rejillas de difracción de fibra 510 como un haz luminoso 512 y es dirigido a lo largo de la fibra 508 óptica hacia el analizador/procesador 514 de espectro de salida. El analizador/procesador de espectro 514 a su vez genera la salida 516 que puede ser indicativa de gradientes de esfuerzo transversal, presión o esfuerzo. La Figura 20A y la Figura 20B muestran los espectros de salida transmitidos en un sensor transversal de rejilla _de difracción de fibra sobrepuesta doble usando - una configuración semejante a aquella mostrada en la Figura 19. La fuente luminosa usada en este caso consistía de diodos emisores de luz emisores de orilla que funcionaban a longitudes de onda centrales de 1300 y " 1550 nanómetros. Estas fuentes luminosas podrían usarse individualmente combinadas en una sola fuente luminosa efectiva, usando un elemento de multiplexado de división de longitud de onda. Las rejillas de difracción de fibra que corresponden a los datos mostrados en las Figuras 20A y 20B se escriben en 1300 y 1550 nanómetros en "esencialmente la misma posición hacia la fibra óptica que conserva la polarización Fujikura. La Figura 20A muestra que la separación de cresta a cresta entre las dos inmersiones de transmisión es de aproximadamente 0.320 nanómetro a 1300 nanómetros. La Figura 20A muestra que la separación de cresta a cresta entre las dos inmersiones de transmisión es de aproximadamente 0.406 nanómetro a 1550 nanómetros. Como podrá verse de las Figuras 20A y 20B que funcionan en una configuración de transmisión semejante a la Figura 19 también permite que se hagan las medidas de cresta para determinar el esfuerzo transversal, los" gradientes de presión o esfuerzo de una manera semejante a aquella descrita en asociación con las Figuras anteriores. Una desventaja .del enfoque de transmisión asociado con la Figura 19 en oposición a usar la configuración de reflexión - descrita en las figuras anteriores, es que requiere acceso a ambos extremos del sensor de costo considerable. En algunas aplicaciones, esto podría sumar considerablemente al costo especialmente cuando hay una distancia considerable entre la región detectora y el área "en donde va a procesarse la información. Por lo tanto, se han mostrado y descrito sensores de esfuerzo transversal que pueden usarse para medir los gradientes de presión, temperatura y esfuerzo transversal y llenar todos los objetos y ventajas que se buscan para los mismos. Muchos cambios, modificaciones, variaciones, usos y aplicaciones de la invención presente, sin embargo se harán evidentes para aquellos expertos en la técnica después de tomar en cuenta la especificación y los dibujos que se acompañan. Todos estos cambios, modificaciones, alteraciones y otros usos y aplicaciones que no se desvian del espíritu y alcance de la invención se consideran como quedando amparados con la invención ~ que se limita únicamente mediante las reivindicaciones que se darán a continuación.

Claims (25)

- REIVINDICACIONES :

1. Un sistema para _ detectar la tensión transversal en una fibra óptica que incluye: una fuente de luz para producir un primer haz luminoso; un separador de haz conectado para recibir _el primer haz luminoso desde la fuente de luz y dividirlo en un segundo y tercero haces luminosos; una fibra óptica conectada para recibir el segundo haz luminoso del separador de haz, teniendo la fibra óptica: una primera rejilla de difracción óptica formada en la misma para exponerse a la tensión transversal para reflejar una porción del segundo haz luminoso como un cuarto haz luminoso que tiene dos máximos de intensidad espectral, cuya separación espectral varía con la tensión transversal aplicada a la fibra óptica en la primera rejilla de difracción óptica; y - un detector para medir la separación espectral de dos máximos de intensidad espectral y para producir una primera salida representativa de la presión transversal en la fibra óptica.

2. ' El- sistema de conformidad con la reivindicación 1, en donde el detector está conectado con el separador de haz para recibir una porción del cuarto haz luminoso .

3. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, en donde la fibra óptica es una fibra óptica birrefringente que tiene respuestas físicas asimétricas a la presión aplicada cerca de la misma, mediante lo cual la primera salida representativa de la tensión transversal es representativa de la presión aplicada a la fibra óptica birrefringente en la primera rejilla de difracción óptica.

4. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, en donde el detector mide la separación espectral de los dos máximos de intensidad espectral para producir la primera salida representativa de la tensión transversal aplicada a la fibra óptica en la primera rejilla de difracción óptica.

5. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, en donde el detector mide la dispersión espectral de por lo menos uno de los dos máximos de intensidad espectral y produce la primera salida representativa de cualquier gradiente de esfuerzo transveersal aplicado a la fibra óptica en la primera rejilla de difracción óptica. -

6. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, en donde la primera rejilla de difracción óptica tiene: una primera separación de rejilla de difracción de manera que la primera rejilla de difracción óptica refleja una primera porción del segundo haz luminoso alrededor de una primera frecuencia, la fibra óptica además incluye : una' segunda rejilla de difracción óptica co-localizada con la primera rejilla de difracción óptica para exposición a la tensión transversal para reflejar .una segunda porción del segundo haz luminoso, como un quinto haz luminoso que tiene dos máximos de intensidad espectral, cuya separación espectral varía con la tensión transversal aplicada a la fibra óptica en la segunda rejilla de difracción óptica, la segunda rejilla de difracción óptica tiene: una segunda separación de rejilla de difracción diferente de la primera separación de rejilla de difracción de manera que la segunda rejilla de difracción óptica refleja la segunda porción del segundo haz luminoso alrededor de una segunda frecuencia diferente de la primera frecuencia. - -

7. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, en donde la primera rejilla de difracción óptica tiene: una primera separación de la rejilla ~~de difracción de manera que la primera rejilla de difracción óptica refleja una primera porción del segundo haz luminoso alrededor de una primera frecuencia como el cuarto haz luminoso, incluyendo además la fibra óptica: una segunda rejilla de difracción óptica separada de la primera rejilla de difracción óptica a la exposición a una tensión transversal para reflejar una segunda porción del segundo haz luminoso como un quinto haz luminoso que tiene dos máximos de intensidad espectral, cuya separación espectral varía con la tensión transversal aplicada a la segunda rejilla de difracción óptica, la segunda rejilla de difracción óptica tiene: una segunda separación de rejilla de difracción diferente de la primera separación de rejilla de difracción de manera que la segunda rejilla de difracción óptica refleja la .segunda porción del segundo haz luminoso alrededor de una segunda frecuencia diferente de la primera frecuencia.

8. El sistema de conformidad con la reivindicación 7, en donde el detector mide los dos máximos de intensidad espectral y el cuarto y quinto haces - luminosos para producir la primera salida representativa de los dos máximos de intensidad espectral en el cuarto haz luminoso y una segunda salida representativa de los dos máximos " de la intensidad 'espectral en el quinfo haz luminoso.

9. El "sistema de conformidad con la reivindicación 1, en donde la fibra óptica es una primera fibra óptica birrefringente que tiene una respuesta física asimétrica a la presión aplicada alrededor de la misma, y mediante lo cual la primera salida representativa de la tensión transversal es representativa de la presión aplicada a la misma, la primera rejilla de difracción óptica tiene :_ una primera separación de rejilla de difracción a fin de que refleje una primera porción del segundo haz luminoso alrededor de una primera frecuencia, el sistema además incluye : una segunda fibra óptica birrefringente conectada con la primera fibra óptica birrefringente que tiene una respuesta " física simétrica a la presión aplicada alrededor de la "misma, en la segunda fibra óptica birrefringente tiene: una segunda rejilla de difracción óptica para exponerse a la tensión transversal para reflejar una segunda porción del segundo haz luminoso como un quinto haz luminoso que tiene dos máximos de intensidad espectral, cuya separación espectral varía con la tensión transversal aplicada de la segunda rejilla de fracción óptica, la segunda rejilla de difracción óptica tiene: una segunda separación de rejilla de difracción diferente de la primera separación de rejilla de difracción de manera que la segunda rejilla de difracción óptica refleja la segunda porción del segundo haz luminoso alrededor de una segunda frecuencia diferente de la primera frecuencia.

10. El sistema de conformidad con la reivindicación 9, en donde la primera fibra óptica birrefringente está conectada con la segunda fibra óptica birrefringente mediante una fibra óptica no birrefringente.

11. Un método para detectar la aplicación de una • tensión transversal a una fibra óptica que tiene una rejilla de difracción óptica escrita en la misma que incluye : producir un primer haz luminoso; hacer, chocar el primer haz luminoso sobre la rejilla de difracción óptica cuando la tensión transversal está siendo aplicada a la misma para producir una reflexión de una porción del primer haz luminoso que tiene dos máximos de intensidad espectral, cuya separación espectral varía con la" tensión transversal aplicada a la fibra óptica en la primera rejilla de difracción óptica; detectar los dos máximos de intensidad espectral; Y producir _de los dos máximos detectados de intensidad espectral, una primera salida representativa del esfuerzo transversal aplicado a la fibra óptica.

12. El método de conformidad con la reivindicación 11, en donde la detección de los dos máximos de la intensidad espectral incluye: detectar la separación entre los dos máximos de intensidad espectral, y en donde la producción de la primera salida representativa de los dos máximos de intensidad espectral incluye: " . producir una primera salida presentativa de la separación de los dos máximos de intensidad espectral.

13. El método de conformidad con la reivindicación 12, en donde la fibra óptica es una fibra óptica birrefringente, la presión aplicada a la fibra óptica birrefringente con la rejilla de difracción óptica ocasiona una tensión transversal en la rejilla de difracción óptica, y en donde la producción de una primera salida representativa de los dos máximos de la intensidad espectral incluye: - producir una primera salida representativa de la presión aplicada a la fibra óptica del birrefringente en la rejilla de difracción óptica.

14. El método de conformidad con la reivindicación 12, en donde la fibra óptica de la primera rejilla de difracción óptica refleja un primer espectro, y la fibra óptica es una fibra óptica birrefringente que incluye una segunda rejilla de difracción óptica que refleja un segundo espectro diferente del primer espectro, la presión aplicada a la fibra óptica birrefringente en la segunda rejilla de difracción óptica ocasiona la tensión transversal a la segunda rejilla de difracción óptica, en donde la producción de una primera salida representativa de los dos máximos de intensidad espectral incluye: produccir una primera salida representativa de la presión aplicada a la fibra óptica birrefringente en la primera rejila de difracción óptica y la temperatura de la misma, y producir una segunda salida representativa de la presión aplicada a la fibra óptica birrefringente en la segunda rejilla de difracción óptica y la temperatura de la misma a fin de que la presión y la temperatura se pueden derivar de la primera y segunda salidas .

15. El método de conformidad con la reivindicación 14, en donde la primera y segunda rejillas de difracción óptica se co-colocan.

16. El método de conformidad con la reivindicación 14, en donde la primera y segunda rejillas de difracción ópticas están colocadas a fin de exponerse a esencilamente la misma presión y temperatura.

17. El método de conformidad con la reivindicación 11, en donde la fibra óptica es una fibra óptica no birrefringente, los gradientes de esfuerzo aplicados alrededor de la fibra óptica birrefringente en la rejilla _ de difracción óptica ocasionó la tensión transversal hacia la rejilla de difracción óptica cuyo espectro se dispersa por lo menos hacia uno de los dos máximos de intensidad espectral, en donde la producción de la primera salida representativa de los dos máximos de intensidad espectral incluye: producir una primera salida representativa del gradiente de esfuerzo aplicado alrededor de la fibra óptica birrefringente en la rejilla de difracción óptica.

18. Un sistema para detectar la aplicación de presión que incluye: una fuente de luz para producir un primer haz luminoso; - una fibra óptica birrefringente conectada para recibir el primer haz luminoso, la fibra óptica birrefringente tiene: una primera rejilla de difracción óptica formada en la misma para exponerse a la tensión transversal ocasionada' por la presión aplicada a la fibra óptica birrefringente, la primera rejilla de difracción óptica es para reflejar una primera porción del primer haz luminoso para un segundo haz luminoso que tiene dos máximos de intensidad espectral, la separación espectral de los máximos de la intensidad espectral varían en la presión aplicada a la fibra óptica birrefringente en la primera rejilla de difracción óptica; y un detector para medir los dos máximos de intensidad espectral del segundo haz luminoso para producir una primera salida representativa de la presión aplicada a' la fibra óptica birrefringente.

19. El sistema de conformidad con la reivindicación 18, en donde el detector mide la separación de dos máximos de intensidad espectral del segundo haz luminoso y produce una primera salida representativa de la presión aplicada con la primera rejilla de difracción óptica desde la misma.

20. El sistema de conformidad con la reivindicación 18 en donde la fibra óptica birrefringente además incluye: una segunda rejilla de difracción óptica formada en la misma para exponerse a una tensión transversal ocasionada por la presión aplicada en la primera fibra óptica birrefringente y la temperatura de la misma, la segunda rejilla de difracción óptica es para reflejar un segunda porción del primer haz luminoso a frecuencias diferentes de la primera porción con un tercer haz luminoso que tiene dos máximos de intensidad espectral, la separación espectral de los dos máximos de intensidad espectral del tercer haz luminoso varían con la presión aplicada a la fibra óptica birrefringente en la segunda rejilla de difracción óptica y la temperatura de la misma, en donde el detector también mide la separación de los máximos de intensidad espectral de tercer haz luminoso y produce una segunda salida representativa de la presión aplicada a la segunda rejilla de difracción óptica y la temperatura de la misma.

21. Un sistema para detectar el esfuerzo transversal en una fibra óptica que incluye: una fuente para producir un primer haz luminoso; - una fibra óptica conectada para recibir el primer haz luminoso desde la fuente de luz, teniendo la fibra óptica: una primera rejilla de difracción óptica formada en la misma para exponerse a una tensión transversal para transmitir una porción del primer haz luminoso como un segundo haz luminoso que tiene dos mínimos de intensidad espectral cuya separación espectral varía con la tensión transversal aplicada en la fibra óptica en la primera rejilla de difracción óptica; y un detector para medir los dos mínimos espectrales de intensidad espectral y para producir una primera salida representativa de la separación espectral de la misma.

22. El sistema de conformidad con la reivindicación 21, en donde la fibra óptica es una fibra óptica birrefringente que tiene una respuesta física simétrica a la presión aplicada a la misma mediante lo cual la primera salida representativa de la tensión transversal es representativa de la presión aplicada a la fibra óptica birrefringente en la primera rejilla de difracción óptica.

23. El sistema de conformidad con la reivindicación 21, en donde la primera rejilla de difracción óptica tiene: una primera separación de la rejilla de difracción de manera que la primera rejilla de difracción óptica transmite una porción del primer haz luminoso alrededor de una primera frecuencia, la fibra óptica además incluye: una segunda rejilla de difracción óptica co-colocada con la primera rejilla de difracción óptica para exponerse a la tensión transversal para transmitir una segunda porción del primer haz luminoso como el tercer haz luminoso que tiene dos mínimos de intensidad espectral, y la separación espectral varía con la tensión transversal aplicada a la fibra óptica en la segunda rejilla de difracción óptica, la segunda rejilla de difracción óptica tiene: _ una segunda separación de la rejilla de difracción diferente de la primera separación de la rejilla de manera que la segunda rejilla de difracción óptica transmite la segunda porción del segundo haz luminoso alrededor de una segunda frecuencia diferente de la primera frecuencia.

24. El sistema de conformidad con la reivindicación 21, en donde la primera rejilla de difracción óptica tiene: una separación de la primera rejilla - de difracción de manera que la primera rejilla de difracción - - óptica transmite una primera porción del primer haz luminoso alrededor de una primera frecuencia como el tercer haz luminoso, la fibra óptica además incluye: una segunda rejilla de difracción óptica separada de la primera rejilla de difracción óptica para exponerse a la tensión transversal a fin de transmitir una segunda porción del primer haz luminoso como un cuarto haz luminoso que tiene do_s mínimos de intensidad espectral, cuya separación espectral varía con la tensión transversal aplicada a la segunda rejilla de difracción óptica, la segunda rejilla de difracción óptica tiene: una separación de la segunda rejilla de difracción diferente de la separación de la primera rejilla de difracción de manera que la segunda rejilla de fracción óptica refleja la segunda porción del segundo haz luminoso alrededor de una segunda frecuencia diferente de la primera frecuencia.

25. El sistema de conformidad con la reivindicación 24 en donde el detector mide los dos máximos de intensidad espectral en el tercero y cuarto haces luminosos para producir la primera salida representativa de los dos máximos de intensidad espectral en el tercer haz luminoso, y una segunda salida representativa de los dos máximos de intensidad espectral en el cuarto haz luminoso.