ساخت حسگر کرنش فابری پرو با استفاده از اثر ورنیه

در این پژوهش یک حسگر فیبرنوری به کمک دو تداخل‌‌سنج فابری­‌پرو موازی ساخته شده است که به کمک آن‌ها می‌‌توان کرنش را با حساسیت به مراتب بیشتر از یک تک‌حسگر فیبر نوری اندازه‌گیری نمود. دو تداخل‌سنج فابری‌­پرو از ترکیب فیبرهای توخالی بین دو فیبر تک‌ مد ساخته شده‌‌اند. یکی از این تداخل‌سنج‌ها به عنوان تداخل‌‌سنج مرجع و دیگری به عنوان تداخل‌‌سنج حسگری در نظر گرفته می‌شود. همچنین جداسازی و موازی کردن دو تداخل‌‌سنج به کمک یک کوپلر 50 در 50 صورت گرفته است. به کمک اثر ورنیه حساسیت 12.23 در بازه دینامیکی 0 تا 4000 میکرو استرین حاصل گردیده است.این میزان حساسیت تقریبا 13برابر بزرگتر نسبت به حالت تک حسگر فابری پرو می‌‌باشد. با توجه به اینکه همراه با اندازه‌گیری کرنش نیاز به حسگری دما و یا کاهش اثرات آن بر طیف حسگر می‌باشد، بدین منظور از اثر ورنیه غیرعادی استفاده شده‌‌است. به موجب اثر ورنیه تغییرات دمایی در بازه 40 تا 75 درجه سانتی گراد حدود 8 نانومتر تغییرات طول موجی اتفاق می‌افتد در حالی که به کمک اثر ورنیه غیرعادی این تغییرات از 8 نانومتر به حدود 40 پیکومتر تقلیل پیدا می‌کند.

Fabrication of optical fiber Fabry-Perot strain sensor based on the Vernier effect

In this study, a pair of Fabry-Perot (FP) interferometers were used to construct an optical fiber sensor more sensitive than a single optical FP fiber sensor. In order to construct these interferometers, hollow-core fibers were combined and put between a pair of single-mode fibers. In the case of these interferometers, one was used as a reference while the other one was utilized as a sensing interferometer. Sensors integration was accomplished by a 50/50 coupler. We obtained 12.23 (pm ⁄μɛ) sensitivity within the dynamic ranges 0-4000 μɛ, which are approximately 13 times greater than a single optical fiber FP sensor. Since there is a need for temperature compensation in the field of strain measurement, the complex optical Vernier effect has been used in the temperature range of 40-75°C, resulting in wavelength variations of 40pm.