PL236751B1 - Czujnik falowodowy - Google Patents
Czujnik falowodowy Download PDFInfo
- Publication number
- PL236751B1 PL236751B1 PL425972A PL42597218A PL236751B1 PL 236751 B1 PL236751 B1 PL 236751B1 PL 425972 A PL425972 A PL 425972A PL 42597218 A PL42597218 A PL 42597218A PL 236751 B1 PL236751 B1 PL 236751B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- waveguide
- dielectric
- optical fiber
- substance
- sensor according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N21/7703—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator using reagent-clad optical fibres or optical waveguides
- G01N21/7746—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator using reagent-clad optical fibres or optical waveguides the waveguide coupled to a cavity resonator
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N21/7703—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator using reagent-clad optical fibres or optical waveguides
-
- 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
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
- G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
- G01B11/0675—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating using interferometry
-
- 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
-
- 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
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2808—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using a mixing element which evenly distributes an input signal over a number of outputs
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N2021/7769—Measurement method of reaction-produced change in sensor
- G01N2021/7779—Measurement method of reaction-produced change in sensor interferometric
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest czujnik falowodowy, w szczególności światłowodowy pozwalający na pomiar zmiany grubości optycznej dielektryka oraz korzystnie zmiany grubości warstwy aktywnej, oparty na zasadzie działania interferometru Fabry-Perot.
Interferometr Fabry-Perot jest jednym z tzw. interferometrów wielowiązkowych i wykorzystywany jest do badań fal świetlnych, a wykorzystuje się w nim zjawisko wielokrotnego odbicia wiązki świetlnej pomiędzy dwoma równoległymi i częściowo przepuszczającymi zwierciadłami. Powstająca fala stojąca może być obserwowana na ekranie.
Interferometr tego typu, stanowi podstawę konstrukcji rezonatorów Fabry-Perot, jakie stosowane są w czujnikach optycznych stosowanych wraz z światłowodami. Przykładowo znany jest czujnik fazowy, w jakim światło ze źródła światła kierowane jest poprzez sprzęgacz do rezonatora Fabry-Perot a następnie do detektora światła przechodzącego. Odbita część wiązki świetlnej (w rezonatorze) kierowana jest poprzez sprzęgacz do detektora światła odbitego.
Znane są także czujniki na przykład temperatury, w których interferometr Fabry-Perot jest elementem wrażliwym na mierzoną zmianę. W układach takich, światło ze źródła kieruje się przez sprzęgacz do interferometru Fabry-Perot wykonanego na końcu światłowodu z materiału rozszerzającego się pod wpływem wzrostu temperatury, albo z wykorzystaniem takiego materiału. W takim urządzeniu działającym w konfiguracji odbiciowej w skutek zmiany odległości pomiędzy zwierciadłami (zmiana wymiarów wnęki), określić można zmianę temperatury pośrednio w oparciu o zmianę wymiarów wnęki.
Znane rozwiązania wykorzystujące właściwości interferometru Fabry-Perot w technice światłowodowej mają przeróżne zastosowania. Przykładem może być ujawniony w opisie EP 3054272 czujnik poziomu paliwa, w którym na światłowodzie wykonano optyczną wnękę za pomocą materiału półprzewodnikowego, np. arsenku galu. Wnęka optyczna jest przyłączona do dolnej powierzchni przepony, a wynikająca ze zmiany nacisku przepony na wnękę zmiana wymiarów wnęki umożliwia interpretację wyniku jako stan rezerwy paliwa.
Z kolei w opisie CN103697923 ujawniona jest metoda demodulacji długości wnęki w interferometrze Fabry-Perot. Metoda demodulacji opisana w dokumencie może być wykorzystana w różnego typu czujnikach.
Z kolei w opisie TW201144752 ujawniono interferometryczną metodę pomiaru przemieszczenia, który wykorzystuje zasadę działania interferometru Fabry-Perot. Zmiana położenia początku/końca wnęki w umieszczonym na włóknie światłowodowym interferometrze skutkuje zmianą w odczytywanych wartościach sygnału. Przy czym twórcy nie ujawniają, czy zaproponowany układ działa w sposób transmisyjny czy odbiciowy.
W rozwiązaniu według US 2008/049228 ujawniono macierz składającą się z wielu interferometrów Fabry-Perot, z których każdy składa się z dwóch równoległych luster, jakie w razie potrzeby są wzajemnie zbliżane lub oddalane, co skutkuje zwiększeniem lub zmniejszeniem wiązki wydostającej się przez lustro.
Znane rozwiązania znajdują z małymi wyjątkami zastosowanie głownie laboratoryjne, a zastosowania przemysłowe, jak choćby czujniki poziomu płynów dają jedynie możliwość zarejestrowania zaistnienia określonego stanu, bez określenia dokładniejszych danych na temat np. ilości paliwa w zbiorniku. Zastosowanie interferometrów falowodowych otwiera możliwości wykorzystania pomiarów interferometrycznych w badaniach, które wymagają znacznej miniaturyzacji - takie zastosowania nie było dostępne dla interferometrów objętościowych. Dlatego celowym było opracowanie czujnika falowodowego wykorzystującego konstrukcję interferometru Fabry-Perot, który umożliwi pomiar grubości optycznej i/lub absorpcji cienkich warstw. Czujnik według wynalazku może także zostać wykorzystany do pomiaru wielu wielkości takich jak stężenie gazów i innych, pomiar pH, obecność i ilość związków chemicznych, oraz także do pośrednich pomiarów innych wielkości fizycznych takich jak: temperatura, wydłużenie/rozciągnięcie, naprężenie, ciśnienie.
Czujnik falowodowy, korzystnie światłowodowy według wynalazku zawiera:
- co najmniej jedno źródło światła,
- co najmniej jeden detektor,
- co najmniej jeden sprzęgacz falowodowy, korzystnie światłowodowy lub korzystnie cyrkulator falowodowy, korzystnie światłowodowy,
- falowód, w szczególności światłowód, jednordzeniowy lub wielordzeniowy, korzystnie jednomodowy.
PL 236 751 B1
Czujnik falowodowy, korzystnie światłowodowy według wynalazku zbudowany jest tak, że do wejściowego światłowodu jednordzeniowego lub wielordzeniowego przysunięty jest odcinek dielektryka, w szczególności światłowodu, korzystnie jednomodowego. Powierzchnie czoła falowodu, w szczególności światłowodu oraz dielektryka są korzystnie równoległe. Przeciwny koniec światłowodu wejściowego przyłączony jest do sprzęgacza lub cyrkulatora, który to sprzęgacz lub cyrkulator połączone są ze źródłem i detektorem.
Korzystnie, gdy stosunek drogi optycznej pomiędzy wejściowym falowodem, w szczególności światłowodem, korzystnie jednomodowym, a przysuniętym do niego odcinkiem dielektryka oraz drogi optycznej warstwy dielektryka, jest większy niż 0 i mniejszy bądź równy 0,2. Można to opisać wzorem:
< ^<0,2 b · n2 gdzie:
- a to odległość pomiędzy falowodem, a przysuniętym do niego odcinkiem dielektryka, dalej określona jako szerokość a,
- n1 to współczynnik załamania substancji, który wypełnia przestrzeń a,
- b to grubość dielektryka,
- n2 to współczynnik załamania materiału, z którego wykonany jest dielektryk.
Innym korzystnym wariantem wynalazku (w którym powierzchnie wejściowego falowodu, w szczególności światłowodu oraz odcinka dielektryka nie muszą być równoległe) jest taka konstrukcja przestrzeni pomiędzy falowodem, w szczególności światłowodem, korzystnie jednomodowym, a przysuniętym do niego odcinkiem dielektryka, że stosunek współczynników odbicia od końca falowodu, w szczególności światłowodu do współczynnika odbicia od powierzchni dielektryka spełnia warunek:
^1 < 0,5 «2 ' gdzie:
- R1 to współczynnik odbicia od końcówki falowodu, w szczególności światłowodu,
- R2 to współczynnik odbicia od powierzchni dielektryka.
Korzystnie, gdy różnica między współczynnikami załamania n1 i n2 jest większa niż 30% czyli:
tol > 0,3
Korzystnie, gdy przestrzeń między końcem wejściowego falowodu, w szczególności światłowodu, korzystnie jednomodowego oraz przysuniętym do niego odcinkiem dielektryka wypełniona jest gazem lub mieszaniną gazów, w szczególności powietrzem, lub cieczami z grupy fluorowodorów lub mieszaninami tych cieczy.
Korzystnie, gdy jedna z powierzchni dielektryka, przez którą propaguje się sygnał świetlny pokryta jest warstwą aktywną. Przez pokrycie powierzchni dielektryka warstwą aktywną rozumie się działanie wybrane korzystnie spośród:
• pokrycie co najmniej jedną substancją aktywną chemicznie, do której może przyłączać się inna substancja, • pokrycie co najmniej jedną substancją aktywną chemicznie, która może się odłączać w wyniku oddziaływania środowiska, • pokrycie co najmniej jedną substancją zmieniającą swoje parametry, w szczególności grubość i/lub współczynnik załamania i/lub absorpcję w wyniku oddziaływania środowiska.
W ogólności substancja aktywna zmienia swoją grubość optyczną i/lub absorpcję reagując z otoczeniem. W szczególności substancja aktywna jest sorbentem substancji chemicznych z otoczenia i/lub substancją pęczniejącą/kurczącą się pod wypływem czynników zewnętrznych i/lub substancją wiążącą substancje chemiczne z otoczenia.
Przez pokrycie rdzenia co najmniej jedną substancją aktywną chemicznie rozumie się pokrycie tą substancją lub jej mieszaninami powierzchni dielektryka, w szczególności w obszarze, w którym znajduje się rdzeń światłowodu, jeśli dielektryk ma postać światłowodu.
PL 236 751 B1
W przypadku, gdy powierzchnia dielektryka nie jest pokryta warstwą aktywną, rozumiany jest przypadek gdy interferometr wykorzystywany jest do pomiaru czynników zewnętrznych, w szczególności temperatury, wydłużenia/rozciągnięcia, naprężenia, ciśnienia i inne, wpływających bezpośrednio na ten dołączony odcinek dielektryka.
W wyniku przyłączania/odłączania się substancji lub zmiany parametrów substancji na powierzchni dielektryka lub zmiany parametrów samego dielektryka pod wpływem czynników zewnętrznych, zmienia się droga optyczna dla światła przechodzącego przez dielektryk i ewentualnie dla znajdujących się na nim substancji. W wyniku zmiany tej drogi optycznych następuje przesunięcie prążków interferencyjnych na detektorze. Na podstawie analizy przesunięcia prążków interferencyjnych możliwe jest obliczenie wartości grubości przyłączonej/odłączonej warstwy, zmiany czynników zewnętrznych działających na przyłączoną warstwę lub dielektryk (w szczególności takich jak: temperatura, wydłużenie/rozciągnięcie, naprężenie, ciśnienie i inne).
Korzystnie, gdy źródłem światła jest źródło o szerokim spektrum, np. dioda superluminescencyjna, źródło typu supercontinuum, zestaw korzystnie co najmniej dwóch źródeł światła o szerokim spektrum, lampa halogenowa, przestrajalne źródło wąskospektralne. Korzystnie, gdy detektor jest analizatorem widma lub spektrometr optyczny.
Korzystnie, gdy wykorzystywany do konstrukcji interferometru falowód jest falowodem, w szczególności światłowodem, podtrzymującym polaryzację. Korzystnie, gdy współpracujące z falowodem elementy służące do konstrukcji układu pomiarowego są również elementami podtrzymującymi polaryzację. W jednym z korzystnych przykładów wykonania źródła, którym jest dioda superluminescencyjna o centralnej długości fali 1400 nm i spektrum o szerokości połówkowej 50 pm, przyłączone jest poprzez światłowód jednomodowy do portu pierwszego cyrkulatora, a do portu drugiego cyrkulatora przyłączony jest światłowód jednomodowy, do którego przysunięty jest odcinek wejściowego światłowodu jednomodowego, na którego czole znajduje się warstwa aktywna. Stosunek drogi optycznej pomiędzy światłowodem jednomodowym a przysuniętym do niego odcinkiem światłowodu jednomodowego z naniesioną warstwą aktywną oraz drogi optycznej warstwy światłowodu jednomodowego, wynosi 0--^--0,2, b · n2 gdzie:
- a to odległość pomiędzy falowodem, w szczególności światłowodem, jednomodowym, a przysuniętym do niego odcinkiem światłowodu jednomodowego, dalej określona jako szerokość a,
- n1 to współczynnik załamania substancji, który wypełnia przestrzeń a,
- b to grubość dielektryka,
- n2 to współczynnik załamania materiału, z którego wykonany jest dielektryk.
Do portu trzeciego cyrkulatora dołączony jest detektor, w szczególności optyczny analizator widma.
Światło poprzez cyrkulator trafia do wejściowego światłowodu jednomodowego, gdzie poprzez przestrzeń powietrzną trafia na dołączony odcinek światłowodu jednomodowego i warstwę aktywną. W ten sposób powstaje wielownękowy interferometr Fabry-Perot. Na detektorze widoczne są prążki interferencyjne w dziedzinie spektralnej (długości fali), których przesunięcie i/lub kontrast zależy od zmiany parametrów wnęki. Korzystnie, gdy przestrzeń powietrzna ma szerokość a = 2 pm, a grubość dołączonego dielektryka ma b = 20 pm.
Substancją przyłączaną do odcinka wejściowego światłowodu jest w szczególności perfluorowany polimer o współczynniku załamania równym ok. n1 = 1,33. Przy czym korzystnie, gdy substancja z jakiem wykonana jest warstwa aktywna umieszczona jest na dielektryku poprzez zanurzenie go w roztworze polimeru. W wyniku wystawienia na działanie czynników chłodniczych, będących związkami węgla z chlorem i fluorem takich, jak 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroetan odnotowuje się pęcznienie warstwy. W tej konfiguracji daje to zmianę grubości substancji o 10 pm, co odpowiada przesunięciu prążków w okolicy długości fali 1400 pm o 1 pm.
W innym korzystnym przykładzie wykonania źródło, którym w tym konkretnym przypadku jest źródło typu supercontinuum, przyłączone jest poprzez wejściowy światłowód jednomodowy. Do wejściowego światłowodu przyłączony jest odcinek dielektryka, w szczególności szkła krzemionkowego. Pomiędzy wejściowym światłowodem jednomodowym a dielektrykiem, w szczególności szkłem krzemionkowym znajduje się przestrzeń powietrzna. Dielektryk, w szczególności szkło krzemionkowe pokryte jest substancją zmieniającą swoją grubość optyczną pod wpływem obecności innej substancji. Stosunek drogi optycznej pomiędzy wejściowym światłowodem jednomodowym a przysuniętym do
PL 236 751 B1 niego odcinkiem dielektryka z naniesioną warstwą aktywną oraz drogi optycznej warstwy dielektryka, wynosi 0 < ^--0,2, gdzie:
b · Π2
- a to odległość pomiędzy falowodem, w szczególności światłowodem jednomodowym, a przysuniętym do niego odcinkiem dielektryka, dalej określona jako szerokość a,
- n1 to współczynnik załamania substancji, który wypełnia przestrzeń a,
- b to grubość dielektryka,
- n2 to współczynnik załamania materiału, z którego wykonany jest dielektryk.
Za warstwą aktywną pokrywającą dielektryk, w szczególności szkło krzemionkowe znajduje się światłowód wielomodowy podłączony do optycznego analizatora widma.
Światło, poprzez wejściowy światłowód jednomodowy, bezpośrednio ze źródła, kierowane jest do przestrzeni powietrznej, a następnie do dielektryka - szkła krzemionkowego i substancji aktywnej gdzie powstaje wielownękowy rezonator Fabry-Perot. W tym korzystnym przykładzie wykonania przestrzeń powietrzna ma szerokość a = 5 gm a grubość dołączonego szkła krzemionkowego ma b = 40 gm. Odległość między substancją aktywną a czołem światłowodu wielomodowego jest równa c = 1 mm.
Substancją przyłączaną do dielektryka w szczególności szkła krzemionkowego jest korzystnie tlenek itru o niewielkiej porowatości i o współczynniku załamania równym ok. 1,8. Substancję (6) otrzymać można z wykorzystaniem impulsów lasera o wysokiej mocy skierowanego na tlenek itru tak, by jego pary mogły osadzać się na szkle. Tak dobrana warstwa może służyć, jako czujnik alarmowy zalania kwasem solnym. W przypadku wystawienia na działanie kwasu solnego, grubość warstwy zmienia się o ok. 50 nm, co spowoduje przesunięcie prążków o ok. 4 nm w okolicach długości fali 1550 nm.
W innym korzystnym przykładzie wykonania zestaw szeroko spektralnych źródeł, którymi w szczególności są 3 diody superluminescencyjne o długościach fali 1310 nm, 1450 nm i 1550 nm oraz o spektrach o szerokości połówkowej 50 gm, zestaw ten podłączony jest poprzez cyrkulatory do wejścia urządzenie typu Fan-ln/Fan-out wprowadzający sygnał do wejściowego światłowodu korzystnie 3-rdzeniowego. Do czoła światłowodu wielordzeniowego przysunięty jest kawałek dielektryka, w szczególności szkła ZBLAN (ZrF4-BaF2-LaF3-AIF3-NaF), pokryty warstwą aktywną. Pomiędzy szkłem ZBLAN a światłowodem wielordzeniowym znajduje się obszar powietrzny o szerokości a. Stosunek drogi optycznej pomiędzy światłowodem wielordzeniowym a przysuniętym do niego odcinkiem dielektryka z naniesioną warstwą aktywną oraz drogi optycznej warstwy światłowodu jednomodowego, wynosi między 0 a 0,2. Do portu trzeciego cyrkulatorów dołączone są co najmniej dwa detektory, w szczególności optyczne analizatory widma.
Światło, poprzez światłowody jednomodowe kierowane jest do cyrkulatorów i następnie do urządzenia typu fan-in/fan-out do wejściowego światłowodu 3-rdzeniowego o trójkątnym ułożeniu rdzeni, stałej sieci λ = 80 gm, średnicy rdzeni równej 8,2 gm i aperturze numerycznej 0,12. Następnie światło kierowane jest do wnęki powietrznej, szkła ZBLAN i warstwy aktywnej. W ten sposób dla każdego z rdzeni powstaje wielownękowy rezonator Fabry-Perot. W tym korzystnym przykładzie wykonania przestrzeń powietrzna ma szerokość a = 1 gm, a grubość dołączonego szkła ZBLAN ma b = 50 gm.
Przyłączaną substancją jest korzystnie polistyren o współczynniku załamania równym ok. 1,5, jaki osadzony jest na powierzchni dielektryka, w szczególności szkła ZBLAN w wyniku zanurzenia w 1% roztworze w chlorku metylenu, późniejszym wyciągnięciu światłowodu i jego wysuszeniu. Warstwa taka pęcznieje w wyniku kontaktu z acetonem, w związku, z czym światłowód może być wykorzystany, jako czujnik acetonu. Zanurzenie w acetonie w temperaturze pokojowej wywołuje zmianę grubości warstwy o ok. 900 nm i powoduje przesunięcie prążków w okolicy długości fali 1550 nm o ok. 4 nm, w okolicy długości fali 1450 nm o 1 nm, w okolicy długości fali 1310 nm o ok. 3 nm.
W innym korzystnym przykładzie wykonania źródło, w szczególności lampa halogenowa emitująca światło z zakresu 400-700 gm, przyłączone jest poprzez światłowód dwójłomny (podtrzymujący polaryzację) oraz jednomodowy na długości fali pracy do portu pierwszego cyrkulatora utrzymującego polaryzację, a do portu drugiego cyrkulatora przyłączony jest światłowód dwójłomny (podtrzymujący polaryzację) oraz wejściowy jednomodowy na długości fali pracy, do którego przysunięty jest odcinek szkła ołowiowego o współczynniku załamania 1,8, na którego czole znajduje się warstwa aktywna. Pomiędzy dołączonym kawałkiem szkła ołowiowego a drugim światłowodem powstaje przerwa powietrzna. Stosunek drogi optycznej pomiędzy wejściowym światłowodem dwójłomnym a przysuniętym do niego kawałkiem szkła ołowiowego z naniesioną warstwą aktywną oraz drogi optycznej kawałka szkła ołowiowego, wynosi 0 < ^- < 0,2 gdzie:
PL 236 751 B1
- a to odległość pomiędzy falowodem - światłowodem dwójłomnym (podtrzymującym polaryzację), a przysuniętym do niego kawałkiem szkła ołowiowego, dalej określona jako szerokość a, - n1 to współczynnik załamania substancji, który wypełnia przestrzeń a,
- b to grubość dielektryka,
- n2 to współczynnik załamania materiału, z którego wykonany jest dielektryk.
Do portu trzeciego cyrkulatora podtrzymującego polaryzację dołączony jest detektor, którym w tym konkretnym przypadku jest spektroskop.
Światło poprzez cyrkulator podtrzymujący polaryzację trafia do wejściowego światłowodu dwójłomnego oraz jednomodowego o drodze zdudnień 3 mm dla długości fali 550 nm, gdzie poprzez przestrzeń powietrzną trafia na dołączony odcinek szkła ołowiowego i warstwę aktywną. W ten sposób powstaje wielownękowy interferometr Fabry-Perot. Na detektorze widoczne są prążki interferencyjne w dziedzinie spektralnej (długości fali), których przesunięcie i/lub kontrast zależy od zmiany parametrów wnęki. W tym korzystnym przykładzie wykonania przestrzeń powietrzna ma szerokość a = 0,1 pm a grubość dołączonego szkła ołowiowego ma b = 200 pm.
Światłowód wejściowy przygotowuje się poprzez umieszczenie przez godzinę w roztworze zawierającym stężony kwas siarkowy i 30% perhydrol w stosunku objętościowym 3:1. Tak przygotowana powierzchnia jest aktywna i gdy światłowód zostanie umieszczony w roztworze zawierającym poli(chlorowodorek alliloaminy), to nastąpi przyłączenie warstwy polimeru o grubości ok. 2 nm i współczynniku załamania ok. 1,5 do światłowodu. Przyłączenie 2 nm warstwy spowoduje przesunięcie prążków o 0,05 nm dla długości fali 550 nm. Czujnik służy do detekcji poli(chlorowodorku alliloaminy).
W innym korzystnym przykładzie wykonania źródło, detektor oraz falowody są zintegrowane na jednej płytce planarnej. Źródło, którym jest wąskospektralne źródło światła przestrajalne w zakresie 1450-1600 nm, przyłączone jest poprzez wejściowy jednomodowy falowód planarny, do którego przyłączony jest odcinek dielektryka, w szczególności szkła krzemionkowego. Pomiędzy będącym pod kątem 8.3° czołem wejściowego falowodu jednomodowego a dielektrykiem, w szczególności szkłem krzemionkowym znajduje się przestrzeń powietrzna. Dielektryk, w szczególności szkło krzemionkowe pokryte jest z obu stron warstwą aktywną zmieniającą swoją grubość optyczną pod wpływem obecności innej substancji. Za warstwą substancji pokrywającej szkło krzemionkowe znajduje się jednomodowy falowód planarny o czole będącym pod kątem 8,3° podłączony do detektora mocy. Przestrzeń pomiędzy falowodem, w szczególności światłowodem, korzystnie jednomodowym, a przysuniętym do niego kawałkiem szkła krzemionkowego, spełnia warunek spełnia warunek — <0,5, gdzie R to współczynnik «2 odbicia od końcówki falowodu i R2 to współczynnik odbicia od powierzchni szkła krzemionkowego.
Światło, poprzez jednomodowy falowód planarny, bezpośrednio ze źródła kierowane jest do przestrzeni powietrznej a następnie na substancję przyrastającą pokrywającą kawałek szkła krzemionkowego. Następnie sygnał trafia na drugą warstwę substancji przyrastającej. W ten sposób powstaje wielownękowy rezonator Fabry-Perot. W tym korzystnym przykładzie wykonania przestrzeń powietrzna ma szerokość a = 2 pm a grubość dołączonego szkła krzemionkowego ma b = 125 pm. Odległość od substancji przyrastającej a czołem światłowodu jednomodowego jest równa c = 2 pm.
Przyłączaną substancją jest etyloceluloza o współczynniku załamania równym ok. 1,4. Przyłącza się ją poprzez zanurzenie szkła krzemionkowego w 0,5% roztworze w octanie butylu a następnie wyciągnięcie i wysuszenie. Kawałek szkła krzemionkowego pokryty taką warstwą reaguje na pary etanolu, który wywołuje pęcznienie warstwy. Zmiana grubości warstwy o ok. 50 nm powoduje przesunięcie prążków o ok. 14 nm dla długości fali 960 nm.
Czujnik światłowodowy według wynalazku przedstawiono na rysunku na którym fig. 1 prezentuje czujnik w jakim zastosowano cyrkulator i fragment światłowodu jednomodowego, fig. 2 przedstawia czujnik z dwoma przerwami powietrznymi, fig. 3 przedstawia czujnik wykorzystujący światłowód wielordzeniowy, fig. 4 przedstawia korzystny przekrój światłowodu trzyrdzeniowego, fig. 5 przedstawia czujnik w jakim źródłem jest łapa halogenowa oraz elementy podtrzymujące polaryzację, fig. 6 prezentuje czujnik skompresowany na płytce planarnej.
P r z y k ł a d 1
Ten korzystny przykład wykonania został przedstawiony na fig. 1. Źródło (1), którym jest dioda superluminescencyjna o centralnej długości fali 1400 nm i spektrum o szerokości połówkowej 50 nm, przyłączone jest poprzez światłowód jednomodowy do portu pierwszego (C.1) cyrkulatora (3), a do portu drugiego (C.2) przyłączony jest światłowód jednomodowy (4), do którego przysunięty jest na odległość
PL 236 751 B1 (a) odcinek światłowodu jednomodowego (5), na którego czole znajduje się warstwa aktywna (6). Pomiędzy dołączonym odcinkiem światłowodu (5) a światłowodem (4) powstaje przerwa powietrzna o szerokości (a). Do portu trzeciego (C.3) cyrkulatora (3) dołączony jest detektor (2), którym w tym konkretnym przypadku jest optyczny analizator widma.
Wejściowy światłowód jednomodowy (4) oraz światłowód jednomodowy (5) pokryty warstwą aktywną (6) umieszczone są w szklanej kapilarze przeciętej wzdłuż jej długości tak, że ma on kształt litery U.
Światło poprzez cyrkulator (3) trafia do światłowodu (4) gdzie poprzez przestrzeń powietrzną o szerokości (a) trafia na dołączony odcinek światłowodu jednomodowego (5) i warstwę aktywną (6). W ten sposób powstaje wielownękowy interferometr Fabry-Perot. Na detektorze (2) widoczne są prążki interferencyjne w dziedzinie spektralnej (długości fali), których przesunięcie i/lub kontrast zależy od zmiany parametrów wnęki. W tym korzystnym przykładzie wykonania przestrzeń powietrzna ma szerokość a = 2 μm, a grubość dołączonego dielektryka ma b = 20 μm.
Substancją (6) przyłączaną do odcinka światłowodu (5) jest perfluorowany polimer o współczynniku załamania równym ok. 1,33. Substancję (6) można umieścić na dielektryku poprzez zanurzenie go w roztworze polimeru. W wyniku wystawienia na działanie czynników chłodniczych, będących związkami węgla z chlorem i fluorem takich, jak 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroetan odnotowuje się pęcznienie warstwy. W tej konfiguracji daje to zmianę grubości substancji o 10 nm, co odpowiada przesunięciu prążków w okolicy długości fali 1400 nm o 1 nm.
P r z y k ł a d 2
Ten korzystny przykład wykonania został przedstawiony na fig. 2. Źródło (1), którym jest źródło typu supercontinuum, przyłączone jest poprzez wejściowy światłowód jednomodowy (4), a do wejściowego światłowodu jednomodowego (4) przyłączony jest odcinek szkła krzemionkowego (5). Pomiędzy wejściowym światłowodem jednomodowym (4) a szkłem krzemionkowym (5) znajduje się przestrzeń powietrzna o szerokości (a). Szkło krzemionkowe (5) pokryte jest substancją (6) zmieniającą swoją grubość optyczną pod wpływem obecności innej substancji. Za warstwą substancji (6) pokrywającej szkło krzemionkowe (5) znajduje się światłowód wielomodowy (7) podłączony do detektora, w tym przypadku optycznego analizatora widma (2).
Wejściowy światłowód jednomodowy (4) znajduje się w szklanej kapilarze, do której końca dołączone jest szkło krzemionkowe (5) pokryte warstwą aktywną (6).
Światło, poprzez wejściowy światłowód jednomodowy (4), bezpośrednio ze źródła (1), kierowane jest do przestrzeni powietrznej o szerokości (a) a następnie do szkła krzemionkowego (5) i substancji aktywnej (6) gdzie powstaje wielownękowy rezonator Fabry-Perot. W tym korzystnym przykładzie wykonania przestrzeń powietrzna ma szerokość a = 5 μm a grubość dołączonego szkła krzemionkowego (5) ma b = 40 μm. Odległość miedzy substancją aktywną (6) a czołem światłowodu wielomodowego jest równa c = 1 mm.
Substancją (6) przyłączaną do szkła krzemionkowego (5) jest tlenek itru o niewielkiej porowatości o współczynniku załamania równym ok. 1,8. Substancję (6) otrzymać można z wykorzystaniem impulsów lasera o wysokiej mocy skierowanego na tlenek itru tak, by jego pary mogły osadzać się na szkle. Tak dobrana warstwa może służyć, jako czujnik alarmowy zalania kwasem solnym. W przypadku wystawienia na działanie kwasu solnego, grubość warstwy zmienia się o ok. 50 nm, co spowoduje przesunięcie prążków o ok. 4 nm w okolicach długości fali 1550 nm.
P r z y k ł a d 3
Ten korzystny przykład wykonania został przedstawiony na fig. 3 i fig. 4. Zestaw szeroko spektralnych źródeł (1), którymi w tym konkretnym przypadku są 3 diody superluminescencyjne o długościach fali 1310 nm, 1450 nm i 1550 nm oraz o spektrach o szerokości połówkowej 50 nm, podłączony jest poprzez cyrkulatory (3) do wejścia urządzenie typu Fan-ln/Fan-out (8) wprowadzający sygnał do wejściowego światłowodu 3-rdzeniowego (4). Do czoła światłowodu wejściowy 3-rdzeniowego (4) przysunięty jest kawałek szkła ZBLAN (ZrF4-BaF2-LaF3-AIF3-NaF) (5), pokryty warstwą aktywną (6). Pomiędzy szkłem ZBLAN (5) a wejściowym światłowodem wielordzeniowym (4) znajduje się obszar powietrzny o szerokości (a). Do portu trzeciego (C.3) cyrkulatorów (3) dołączone są detektor, którymi w tym konkretnym przypadku są optyczne analizatory widma.
Wejściowy, światłowód wielordzeniowy (4) umieszczony jest w V-rowku. Do V-rowka dołączony jest kawałek szkła ZBLAN (5) pokryty warstwą aktywną (6).
Światło, poprzez światłowody jednomodowe kierowane jest do cyrkulatorów (3) i następnie do urządzenia typu fan-in/fan-out (8) do wejściowego światłowodu 3-rdzeniowego (4) o trójkątnym ułożeniu
PL 236 751 B1 rdzeni (9.1, 9.2, 9.3), stałej sieci λ = 80 μm, średnicy rdzeni (9.1, 9.2, 9.3) równej 8,2 nm i aperturze numerycznej 0,12. Następnie światło kierowane jest do wnęki powietrznej, szkła ZBLAN (5) i warstwy aktywnej (6). W ten sposób dla każdego z rdzeni (9.1,9.2, 9.3) powstaje wielownękowy rezonator FabryPerot. W tym korzystnym przykładzie wykonania przestrzeń powietrzna ma szerokość a = 1 nm, a grubość dołączonego szkła ZBLAN ma b = 50 nm.
Przyłączaną substancją (6) jest polistyren o współczynniku załamania równy ok. 1,5. Substancja osadza się na powierzchni szkła ZBLAN (5) w wyniku zanurzenia w 1% roztworze w chlorku metylenu i późniejszym wyciągnięciu światłowodu i jego wysuszeniu. Warstwa taka pęcznieje w wyniku kontaktu z acetonem, w związku, z czym światłowód może być wykorzystany, jako czujnik acetonu. Zanurzenie w acetonie w temperaturze pokojowej wywołuje zmianę grubości warstwy o ok. 900 nm i powoduje przesunięcie prążków w okolicy długości fali 1550 nm o ok. 4 nm, w okolicy długości fali 1450 nm o 1 nm, w okolicy długości fali 1310 nm o ok 3 nm.
P r z y k ł a d 4
Ten korzystny przykład wykonania został przedstawiony na fig. 5. Źródło (1), którym w tym przypadku jest lampa halogenowa emitująca światło z zakresu 400-700 nm, przyłączone jest poprzez światłowód dwójłomny (podtrzymujący polaryzację) oraz jednomodowy na długości fali pracy (4) do portu pierwszego (C.1) cyrkulatora utrzymującego polaryzację (3), a do portu drugiego (C.2) przyłączony jest światłowód dwójłomny (podtrzymujący polaryzację) oraz wejściowy jednomodowy na długości fali pracy (4), do którego przysunięty jest odcinek szkła ołowiowego (5) o współczynniku załamania 1,8, na którego czole znajduje się warstwa aktywna (6). Pomiędzy dołączonym kawałkiem szkła ołowiowego (5) a światłowodem wejściowym (4) powstaje przerwa powietrzna. Do portu trzeciego (C.3) cyrkulatora podtrzymującego polaryzację (3) dołączony jest detektor (2), którym w tym konkretnym przypadku jest spektroskop.
Wejściowy światłowód utrzymujący polaryzację (4) oraz odcinek szkła ołowiowego (5) pokryty warstwą aktywną (6) umieszczone są w szklanej kapilarze przeciętej wzdłuż jej długości tak, że ma on kształt litery U.
Światło poprzez cyrkulator podtrzymujący polaryzację (3) trafia do światłowodu dwójłomnego oraz wejściowego jednomodowego (4) o drodze zdudnień 3 mm dla długości fali 550 nm, gdzie poprzez przestrzeń powietrzną trafia na dołączony odcinek szkła ołowiowego (5) i warstwę aktywną (6). W ten sposób powstaje wielownękowy interferometr Fabry-Perot. Na detektorze (2) widoczne są prążki interferencyjne w dziedzinie spektralnej (długości fali), których przesunięcie i/lub kontrast zależy od zmiany parametrów wnęki. W tym korzystnym przykładzie wykonania przestrzeń powietrzna ma szerokość a = 0,1 nm a grubość dołączonego szkła ołowiowego ma b = 200 nm.
Światłowód przygotowuje się poprzez umieszczenie przez godzinę w roztworze zawierającym stężony kwas siarkowy i 30% perhydrol w stosunku objętościowym 3:1. Tak przygotowana powierzchnia (6) jest aktywna i gdy światłowód zostanie umieszczony w roztworze zawierającym poli(chlorowodorek alliloaminy), to nastąpi przyłączenie warstwy polimeru o grubości ok. 2 nm i współczynniku załamania ok. 1,5 do światłowodu. Przyłączenie 2 nm warstwy spowoduje przesunięcie prążków o 0,05 nm dla długości fali 550 nm. Czujnik służy do detekcji poli(chlorowodorku alliloaminy).
P r z y k ł a d 5
Ten korzystny przykład wykonania został przedstawiony na fig. 6. Czujnik falowodowy, w szczególności światłowodowy zrealizowany jest w technologii planarnej. Źródło, detektor oraz falowody są zintegrowane na jednej płytce planarnej. Źródło (1), którym w tym konkretnym przypadku jest wąskospektralne źródło światła przestrajalne w zakresie 1450-1600 nm, przyłączone jest poprzez wejściowy jednomodowy falowód planarny (4), do którego przyłączony jest odcinek szkła krzemionkowego (5). Pomiędzy będącym pod kątem 8,3° czołem falowodu (4), a szkłem krzemionkowym (5) znajduje się przestrzeń powietrzna. Szkło krzemionkowe (5) pokryte jest z obu stron substancją (6) zmieniającą swoją grubość optyczną pod wpływem obecności innej substancji. Za warstwą substancji (6) pokrywającej szkło krzemionkowe (5) znajduje się wejściowy jednomodowy falowód planarny (4) o czole będącym pod kątem 8,3° podłączony do detektora mocy (2).
Światło, poprzez wejściowy jednomodowy falowód planarny (4), bezpośrednio ze źródła (1) kierowane jest do przestrzeni powietrznej a następnie na substancję aktywną (6) pokrywającą kawałek szkła krzemionkowego (5). Następnie sygnał trafia na drugą warstwę substancji aktywnej (6). W ten sposób powstaje wielownękowy rezonator Fabry-Perot. W tym korzystnym przykładzie wykonania przestrzeń powietrzna ma szerokość a = 2 nm a grubość dołączonego szkła krzemionkowego (6) ma
PL 236 751 B1 b = 125 pm. Odległość między substancją aktywną (6) a czołem światłowodu jednomodowego jest równa c = 2 pm.
Przyłączaną substancją (6) jest etyloceluloza o współczynniku załamania równym ok. 1.4. Przyłącza się ją poprzez zanurzenie szkła krzemionkowego (5) w 0,5% roztworze w octanie butylu a następnie wyciągnięcie i wysuszenie. Kawałek szkła krzemionkowego (5) pokryty taką warstwą (6) reaguje na pary etanolu, który wywołuje pęcznienie warstwy. Zmiana grubości warstwy o ok. 50 nm powoduje przesunięcie prążków o ok. 14 nm dla długości fali 960 nm.
Claims (12)
- Zastrzeżenia patentowe1. Czujnik falowodowy, według wynalazku zawierający co najmniej jedno źródło światła (1), co najmniej jeden detektor (2), co najmniej jeden sprzęgacz falowodowy, lub cyrkulator falowodowy (3), oraz falowód (4), jednordzeniowy lub wielordzeniowy, znamienny tym, że do wejściowego falowodu (4) jednordzeniowego lub wielordzeniowego przysunięty jest odcinek dielektryka (5), przeciwny koniec światłowodu wejściowego (4) przyłączony jest do sprzęgacza lub cyrkulatora (3), który to sprzęgacz lub cyrkulator (3) połączone są ze źródłem (1) i detektorem (2) a przestrzeń między końcem wejściowego falowodu (4), a przysuniętym do niego odcinkiem dielektryka (5) wypełniona jest gazem lub mieszaniną gazów, w szczególności powietrzem, lub cieczami z grupy fluorowodorów lub mieszaninami tych cieczy a co najmniej jedna z powierzchni dielektryka (5), przez którą propaguje się sygnał świetlny pokryta jest warstwą aktywną (6).
- 2. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że falowód (4) jest światłowodem.
- 3. Czujnik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że cyrkulator (3) lub sprzęgacz (3) są elementami światłowodowymi.
- 4. Czujnik według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że pokrycie warstwą aktywną (6) powierzchni dielektryka (4) ma postać wybraną spośród:• pokrycia co najmniej jedną substancją aktywną chemicznie (6), do której może przyłączać się inna substancja, • pokrycie co najmniej jedną substancją aktywną chemicznie (6), która może się odłączać w wyniku oddziaływania środowiska, • pokrycie co najmniej jedną substancją aktywną chemicznie (6) zmieniającą swoje parametry, w szczególności grubość i/lub współczynnik załamania i/lub absorpcję w wyniku oddziaływania środowiska.
- 5. Czujnik według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4, znamienny tym, że substancja aktywna chemicznie (6) jest sorbentem substancji chemicznych z otoczenia i/lub substancją pęczniejącą/kurczącą się pod wypływem czynników zewnętrznych i/lub substancją wiążącą substancje chemiczne z otoczenia.
- 6. Czujnik według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5, znamienny tym, że przez pokrycie powierzchni dielektryka co najmniej jedną substancją aktywną chemicznie (6) ma postać naniesienia tej substancji lub jej mieszanin na powierzchnię dielektryka, w szczególności w obszarze, w którym znajduje się rdzeń światłowodu, jeśli dielektryk ma postać światłowodu z rdzeniem.
- 7. Czujnik według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6, znamienny tym, że falowód (4) jest falowodem podtrzymującym polaryzację, współpracujące z falowodem (4) elementy służące do konstrukcji układu pomiarowego są również elementami podtrzymującymi polaryzację.
- 8. Czujnik według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6 albo 7, znamienny tym, że falowód jest falowodem jednomodowym na wykorzystywanej długości fali.
- 9. Czujnik według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6 albo 7 albo 8, znamienny tym, że powierzchnie czoła falowodu (4), oraz dielektryka są równoległe.
- 10. Czujnik według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6 albo 7 albo 8 albo 9, znamienny tym, że stosunek drogi optycznej pomiędzy wejściowym falowodem (4), a przysuniętym do niego odcinkiem dielektryka (5) oraz drogi optycznej warstwy dielektryka (5) jest większy niż 0 i mniejszy bądź równy 0,2:PL 236 751 B10< ^<0,2 b · n2 gdzie:- a to odległość pomiędzy falowodem, a przysuniętym do niego odcinkiem dielektryka,- n1 to współczynnik załamania substancji, który wypełnia przestrzeń a,- b to grubość dielektryka,- n2 to współczynnik załamania materiału, z którego wykonany jest dielektryk.
- 11. Czujnik według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6 albo 7 albo 8, znamienny tym, że czoła falowodu (4) oraz odcinka dielektryka nie są nierównoległe, a stosunek współczynników odbicia od końca falowodu (4), w szczególności światłowodu do współczynnika odbicia od powierzchni dielektryka (6) spełnia warunek:t < 05 gdzie:- R1 to współczynnik odbicia od końcówki falowodu, w szczególności światłowodu,- R2 to współczynnik odbicia od powierzchni dielektryka.
- 12. Czujnik według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6 albo 7 albo 8 albo 9 albo 10, znamienny tym, że różnica między współczynnikami załamania n1 i n2 jest większa lub równa niż 30% czyli: ^2—1· > 0,3.
Priority Applications (14)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL425972A PL236751B1 (pl) | 2018-06-18 | 2018-06-18 | Czujnik falowodowy |
| ES19752255T ES2882687T3 (es) | 2018-06-18 | 2019-06-17 | Sensor interferométrico de fibra óptica, sonda de fibra óptica y método de detección de sustancia química |
| CN201980041394.6A CN112384789A (zh) | 2018-06-18 | 2019-06-17 | 干涉测量光纤传感器、光纤探头以及检测化学物质的方法 |
| DK19752255.0T DK3797283T3 (da) | 2018-06-18 | 2019-06-17 | Interferometrisk fiberoptisk sensor, fiberoptisk sonde og fremgangsmåde til påvisning af kemisk stof |
| KR1020207038067A KR20210045365A (ko) | 2018-06-18 | 2019-06-17 | 간섭계 광섬유 센서, 광섬유 프로브, 및 화학 물질의 검출 방법 |
| EP19752255.0A EP3797283B1 (en) | 2018-06-18 | 2019-06-17 | Interferometric fiber optic sensor, fiber optic probe and method of detection of chemical substance |
| AU2019291454A AU2019291454A1 (en) | 2018-06-18 | 2019-06-17 | Interferometric fiber optic sensor, fiber optic probe and method of detection of chemical substance |
| EP20210349.5A EP3835765B1 (en) | 2018-06-18 | 2019-06-17 | Interferometric fiber optic sensor, fiber optic probe and method of detection of a chemical substance |
| PL20210349T PL3835765T3 (pl) | 2018-06-18 | 2019-06-17 | Interferometryczny czujnik światłowodowy, sonda światłowodowa oraz sposób wykrywania substancji chemicznej |
| PL19752255T PL3797283T3 (pl) | 2018-06-18 | 2019-06-17 | Interferometryczny czujnik światłowodowy, sonda światłowodowa oraz sposób wykrywania substancji |
| PCT/IB2019/055062 WO2019244013A1 (en) | 2018-06-18 | 2019-06-17 | Interferometric fiber optic sensor, fiber optic probe and method of detection of chemical substance |
| JP2020570483A JP2021529939A (ja) | 2018-06-18 | 2019-06-17 | 干渉計光ファイバセンサ、光ファイバプローブ及び化学物質の検出方法 |
| US17/123,487 US11493450B2 (en) | 2018-06-18 | 2020-12-16 | Interferometric fiber optic sensor, fiber optic probe and method of detection of chemical substance |
| IL279543A IL279543A (en) | 2018-06-18 | 2020-12-17 | An interferometric fiber optic sensor, a fiber optic gauge and a method for identifying a chemical substance. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL425972A PL236751B1 (pl) | 2018-06-18 | 2018-06-18 | Czujnik falowodowy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL425972A1 PL425972A1 (pl) | 2020-01-02 |
| PL236751B1 true PL236751B1 (pl) | 2021-02-08 |
Family
ID=68983261
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL425972A PL236751B1 (pl) | 2018-06-18 | 2018-06-18 | Czujnik falowodowy |
| PL19752255T PL3797283T3 (pl) | 2018-06-18 | 2019-06-17 | Interferometryczny czujnik światłowodowy, sonda światłowodowa oraz sposób wykrywania substancji |
| PL20210349T PL3835765T3 (pl) | 2018-06-18 | 2019-06-17 | Interferometryczny czujnik światłowodowy, sonda światłowodowa oraz sposób wykrywania substancji chemicznej |
Family Applications After (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL19752255T PL3797283T3 (pl) | 2018-06-18 | 2019-06-17 | Interferometryczny czujnik światłowodowy, sonda światłowodowa oraz sposób wykrywania substancji |
| PL20210349T PL3835765T3 (pl) | 2018-06-18 | 2019-06-17 | Interferometryczny czujnik światłowodowy, sonda światłowodowa oraz sposób wykrywania substancji chemicznej |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11493450B2 (pl) |
| EP (2) | EP3797283B1 (pl) |
| JP (1) | JP2021529939A (pl) |
| KR (1) | KR20210045365A (pl) |
| CN (1) | CN112384789A (pl) |
| AU (1) | AU2019291454A1 (pl) |
| DK (1) | DK3797283T3 (pl) |
| ES (1) | ES2882687T3 (pl) |
| IL (1) | IL279543A (pl) |
| PL (3) | PL236751B1 (pl) |
| WO (1) | WO2019244013A1 (pl) |
Family Cites Families (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0047094B1 (en) * | 1980-08-21 | 1986-11-20 | Oriel Scientific Limited | Analytical optical instruments |
| US4945230A (en) * | 1984-07-06 | 1990-07-31 | Metricor, Inc. | Optical measuring device using a spectral modulation sensor having an optically resonant structure |
| US5426713A (en) * | 1993-11-10 | 1995-06-20 | Nirsystems Incorporated | Fiber optic probe with truncated cone window block for infrared spectral analysis instrument |
| DE9414467U1 (de) * | 1994-07-15 | 1994-11-10 | Bruker Analytische Messtechnik | Raman-Spektrometer mit einer Meßsonde |
| US5585634A (en) * | 1994-09-29 | 1996-12-17 | Foster-Miller, Inc. | Attenuated total reflectance sensing |
| US5625459A (en) * | 1995-03-03 | 1997-04-29 | Galileo Electro-Optics Corporation | Diffuse reflectance probe |
| US5640470A (en) * | 1995-03-27 | 1997-06-17 | Abbott Laboratories | Fiber-optic detectors with terpolymeric analyte-permeable matrix coating |
| US5963321A (en) * | 1997-07-31 | 1999-10-05 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Self-calibrating optical fiber pressure, strain and temperature sensors |
| US6563992B1 (en) * | 1998-07-02 | 2003-05-13 | Axiom Analytical, Inc. | Small diameter diffuse reflectance probe |
| KR100324117B1 (ko) * | 1999-12-11 | 2002-02-20 | 정명세 | 전반사형 외부 패브리-페로 광섬유 센서와 이를 이용한변형률 측정방법 |
| JP2002232050A (ja) * | 2001-02-01 | 2002-08-16 | Hitachi Ltd | 光モジュール |
| US7440110B2 (en) * | 2001-10-19 | 2008-10-21 | Invivosense Asa | Optical sensing of measurands |
| JP2003208689A (ja) * | 2002-01-10 | 2003-07-25 | Kddi Corp | 遠隔光計測システム |
| US7394547B2 (en) | 2003-11-06 | 2008-07-01 | Fortebio, Inc. | Fiber-optic assay apparatus based on phase-shift interferometry |
| US7286237B2 (en) * | 2004-02-24 | 2007-10-23 | Florida Institute Of Technology | Fiber optic sensor |
| US7359060B2 (en) * | 2005-11-07 | 2008-04-15 | Thermo Electron Scientific Instruments Llc | Multi-mode sampling probes |
| CN100557416C (zh) * | 2006-12-26 | 2009-11-04 | 重庆工学院 | 微型复用干涉生物分子作用传感方法与探针 |
| US20080291456A1 (en) * | 2007-05-24 | 2008-11-27 | Ghislain Lucien P | Sensor apparatus and method using optical interferometry |
| US8675203B2 (en) * | 2011-05-06 | 2014-03-18 | Harris Corporation | Interferometric biological sensing apparatus including adjustable reference arm and associated methods |
| WO2013139783A1 (en) * | 2012-03-22 | 2013-09-26 | University Of Limerick | A sensor for combined temperature, pressure, and refractive index detection |
| KR101350264B1 (ko) * | 2012-04-24 | 2014-01-16 | 한국과학기술연구원 | 광섬유 산소 감지 장치 |
| US10161768B2 (en) * | 2014-07-30 | 2018-12-25 | Luna Innovations Incorporated | Methods and apparatus for interferometric interrogation of an optical sensor |
| US10053269B2 (en) | 2015-02-09 | 2018-08-21 | The Boeing Company | Multi-functional fiber optic fuel sensor system having a photonic membrane |
| CN105181112B (zh) * | 2015-10-22 | 2018-02-13 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于光纤布拉格光栅的膜片式低精细度法布里‑珀罗光纤声压传感器 |
| WO2017135933A1 (en) * | 2016-02-02 | 2017-08-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Fluid analysis system based on integrated computing element technology and fiber bragg grating radiometry |
| PL236750B1 (pl) * | 2016-12-06 | 2021-02-08 | Inphotech Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia | Interferometr falowodowy |
| CN106645029A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-05-10 | 大连理工大学 | 一种熔接式的开腔光纤efpi折射率传感器 |
| CN107064066B (zh) * | 2017-04-21 | 2023-06-06 | 中国计量大学 | 一种基于光纤微腔双f-p游标放大氢气传感器的自标定方法及装置 |
-
2018
- 2018-06-18 PL PL425972A patent/PL236751B1/pl unknown
-
2019
- 2019-06-17 AU AU2019291454A patent/AU2019291454A1/en active Pending
- 2019-06-17 WO PCT/IB2019/055062 patent/WO2019244013A1/en unknown
- 2019-06-17 PL PL19752255T patent/PL3797283T3/pl unknown
- 2019-06-17 KR KR1020207038067A patent/KR20210045365A/ko not_active Application Discontinuation
- 2019-06-17 JP JP2020570483A patent/JP2021529939A/ja active Pending
- 2019-06-17 CN CN201980041394.6A patent/CN112384789A/zh active Pending
- 2019-06-17 ES ES19752255T patent/ES2882687T3/es active Active
- 2019-06-17 PL PL20210349T patent/PL3835765T3/pl unknown
- 2019-06-17 EP EP19752255.0A patent/EP3797283B1/en active Active
- 2019-06-17 EP EP20210349.5A patent/EP3835765B1/en active Active
- 2019-06-17 DK DK19752255.0T patent/DK3797283T3/da active
-
2020
- 2020-12-16 US US17/123,487 patent/US11493450B2/en active Active
- 2020-12-17 IL IL279543A patent/IL279543A/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US11493450B2 (en) | 2022-11-08 |
| DK3797283T3 (da) | 2021-08-23 |
| CN112384789A (zh) | 2021-02-19 |
| EP3797283A1 (en) | 2021-03-31 |
| WO2019244013A1 (en) | 2019-12-26 |
| EP3835765B1 (en) | 2022-03-16 |
| IL279543A (en) | 2021-01-31 |
| PL3835765T3 (pl) | 2022-06-13 |
| PL3797283T3 (pl) | 2021-12-06 |
| ES2882687T3 (es) | 2021-12-02 |
| JP2021529939A (ja) | 2021-11-04 |
| EP3797283B1 (en) | 2021-06-23 |
| EP3835765A1 (en) | 2021-06-16 |
| PL425972A1 (pl) | 2020-01-02 |
| US20210102901A1 (en) | 2021-04-08 |
| KR20210045365A (ko) | 2021-04-26 |
| AU2019291454A1 (en) | 2020-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3551963B1 (en) | Waveguide interferometer | |
| Wang et al. | Simultaneous measurement of temperature and relative humidity based on FBG and FP interferometer | |
| Wang et al. | High sensitivity humidity fiber-optic sensor based on all-agar Fabry–Perot interferometer | |
| Schroeder et al. | Optical fiber Bragg grating hydrogen sensor based on evanescent-field interaction with palladium thin-film transducer | |
| CN109709070B (zh) | 利用复合光纤光栅传感器的折射率和温度双参量测量方法 | |
| Dey et al. | Realization of long period fiber grating in reflection mode operating near turn around point | |
| Wang et al. | High-resolution optical fiber salinity sensor with self-referenced parallel Fabry–Pérot fiber microcavity | |
| Neves et al. | Humidity-insensitive optical fibers for distributed sensing applications | |
| PL236751B1 (pl) | Czujnik falowodowy | |
| Maciak et al. | Pd/V $ _ {2} $ O $ _ {5} $ fiber optic hydrogen gas sensor | |
| Liu et al. | HCPCF-based in-line fiber Fabry-Perot refractometer and high sensitivity signal processing method | |
| Tabaru et al. | Phase-Shifted Bragg-Grating Consisting of Silicon Oxynitride Doped Silicon and Silica Alternating Layers Lab-on-Fiber for Biosensors with Ultrahigh Sensitivity and Ultralow Detection Limit | |
| Imas González et al. | Optical fiber thermo-refractometer | |
| Noor et al. | 15 Optical Fiber Humidity Sensors | |
| Lianqing et al. | All-fiber temperature and refractive index sensor based on cascaded tilted Bragg grating and Bragg grating | |
| Wang et al. | Hybrid structured fiber-optic Fabry–Pérot interferometer for simultaneous bicarbonate and temperature measurements | |
| PL233804B1 (pl) | Swiatlowodowy przetwornik pomiarowy | |
| Coelho et al. | Optical fibre hydrogen sensors based on palladium coatings | |
| Lu et al. | Multiplexed Fiber Bragg Gratings as a Substance Sensor | |
| Ecke et al. | Fiber Bragg grating optochemical sensor basing on evanescent-field interaction with surface plasmon waves | |
| Socorro Leránoz et al. | A comparative study between SMS interferometers and lossy mode resonace optical fiber devices for sensing applications | |
| Javahiraly et al. | Study of a fiber optic sensor for hydrogen leak detection | |
| Mendes et al. | New optical detection techniques for chemical sensors | |
| Swart et al. | Athermal refractometer based on a Michelson interferometer | |
| Hui et al. | Investigations on adsorption-dependent optical thickness changes of molecular sieve zeolite thin films for chemical sensor development |