Bu tezde okuyucuya dağıtılmış fiber optik sensör sistemlerinin ve Fiber Bragg ızgaraların (FBG) özellikleri ve karakteristiği sunulmuştur. Bölüm 1’de günümüzün sensör ihtiyaçları ve fiber optik sensörlerin bu taleplere yanıtına kısa bir giriş yapılmıştır.
Bölüm 2’de fiber optik sensörlerin kendine özgü avantajları ve sınıflandırılması anlatılmıştır. Önerilen sensör sistemlerinin en önemli yararları da çoğullama kapasiteleridir. Bölüm 3’de çoğullama topolojileri ve teknikleri incelenmiştir.
Dağıtılmış algılama günümüz kontrol sistemleri için çok büyük öneme sahiptir. Bölüm 4’de tam ve yarı dağıtılmış fiber optik sensör sistemleri tanıtılmıştır.
Optik fiberin foto duyarlılığının keşfi fiber Bragg ızgaraları üretimine yol açmıştır. Fiberin foto duyarlılığını artıran temel teknikler bölüm 5’de tanıtıldı ve karşılaştırıldı. Foto duyarlı fiber çekirdeğinde ızgara yazımı için ilk kullanılan duran dalga metodu sadece lazer frekansı civarında Bragg ızgara yazımına izin verdiğinden pratik değildi. Bölüm 6’da farklı yazım teknikleri sunuldu ve aralarında bir karşılaştırma yapıldı. En yaygın metot faz metodu ve onun varyasyonlarıdır.
Fiber ızgaraları hem sıcaklığa hem de gerilmeye duyarlıdır. Bu yüzden bu iki parametrenin ayrılması gerekir. Deneysel bir sıcaklık dağılımı uygulamasında bile, sıcaklık değişimi ile deneysel metalin sıcaklıktan doğan termal genişlemesi sonucu oluşan gerilmeyi ayırabilmek birçok fayda sağlar. Bölüm 7’de bir Bragg ızgarası ile ölçülen sıcaklık ve gerilmeyi ayırt etmek için kullanılan bazı metotlar tanıtıldı.
Fiber optik ızgara problemleri uygulamaları için hakkında çalışmak için bazı bilgisayar destekli dizaynları mevcut olmasına rağmen, bunlar da simulasyonun
ilgi alanındaki uygulamalar için kısıtlamaktadır. Bölüm 8’de fiber bragg ızgaraların teorik denklemleri ifade edilmiş ve simulasyon yaklaşımı anlatılmıştır. Yapılan simulasyondan elde edilen grafiklerde eklenmiştir..
KAYNAKLAR
[1] Hartog A., “Optical Fiber Sensor Technology: Advanced Applications - Bragg Gratings and Distributed Sensors” , 1st Edition, Grattan K. T.V. and Meggitt B. T ,
Kluwer Academic Publishers, 241-303 , (2000)
[2] Huang Z. “Quasi-Distributed Intrinsic Fabry-Perot Interferometric Fiber Sensor for Temperature and Strain Sensing”, Doktora Tezi, Virginia Politeknik Enstitüsü, Blacksburg- Virginia, 2-10, (2006)
[3] Wang Z., “Intrinsic Fabry-Perot Interferometric Fiber Sensor Based on Ultra- Short Bragg Gratings for Quasi-Distributed Strain and Temperature Measurements”, Doktora Tezi, Virginia Politeknik Enstitüsü, Blacksburg-Virginia,10-16, (2006) [4] Optical Fiber Sensors Guide: Fundamentals& Applications, http://www.micronics.com (Ziyaret tarihi:19 Mayıs 2007).
[5] Krohn D.A., “Fiber Optic Sensors: Fundamentals and Applications”, 3rd Ed.,ISA
(Instrument Society of America),25-67, (2000)
[6] Berthold J.W., “Historical review of microbend fiber-optic sensors,” Lighwave
Technology., 13, 1193-1199, (1995)
[7] Lagakos N., Cole J. H., Bucaro J. A., “Microbend fiber optic sensor”, Applied
Optics., 26, 2171-2180, (1987).
[8] Agrawal G. P., “Lightwave Technology Components and Devices”,1st ed., Wiley
& Sons, Ch. 2, 2004.
[9] Kist R. , “Point sensor multiplexing principles” , Optical Fiber Sensors: Systems
and Applications,2, 511-574, (1988)
[10]. Othonos A., Kalli K., “Fiber Bragg Gratings: Fundamentals and Applications in Telecommunication and Sensing”, 1st Ed., Artech House Inc., Ch. 2,6,7, (1999) [11] Hill K.O., Fujii Y., Johnson D.C., Kawasaki B.S., “Photosensitivity in optical fiber waveguides: Application to reflection filter fabrication”, Applied Physics
Letters, 32, 647-649, (1978)
[12] Kashap R., “Fiber Bragg Gratings”, 1st Ed., Kelly P.L., Kaminow I., Agrawal G.,
Academic Press, Ch.2,3, (1999)
[13] Meltz G., Morey W. W., Glenn W. H.,“Formation of Bragg gratings in optical fibers by a transverse holographic method”, Optics Letters, 14, 823-825, 1989
[14] Hill K.O., Malo B., Vineberg K.A., Bilodeau F., Johnson D.C., Skinner I., “Efficient mode conversion in telecommunication fibre usingexternally written gratings”, Electronics Letters, 26, 1270-1272, (1990)
[15] Askins C. G., Tsai T. E, Williams G. M., Putnam M. A., Bashkansky M., Friebele E. J., “Fiber Bragg reflectors prepared by a single excimer pulse”, Optics
Letters, 17, 833-835, (1992)
[16] Archambault, J.L., Reekie, L., Russell, P.S.J., “High reflectivity and narrow bandwidth fibre gratings written by single excimer pulse”, Electronics Letters, 29, 28-29, (1993)
[17] Hill K. O., Malo B., Bilodeau F., Johnson D. C., Albert J., “Bragg gratings fabricated in monomode photosensitive optical fiber by UV exposure through a phase mask”, Applied Physics Letters, 62, 1035-1037, (1993)
[18] Anderson D.Z., Mizrahi V., Erdogan T., White A.E., “Production of in-fibre gratings using a diffractive optical element”, Electronics Letters, 29, 566-568, (1993) [19] Rao Yun-J., “In-fibre Bragg grating sensors”, Meas. Sci. Technol, 8, 355-375, (1997)
[20] Othonos A.,1997, Fiber Bragg Gratings [online], Nicosia, University of Cyprus, http://www.ucy.ac.cy/~ultrafas/RS97-v68-4309.pdf , (Ziyaret tarihi:19 Mayıs 2007).
[21]Dong L., Archambault J. L., Reekie L.,J. Russell St. P., Payne D.N, “Single pulse Bragg gratings written during fibre drawing”, Electronics Letters, 29, 1577- 1578, (1993)
[22] Brady G.P., Hope S., L. Ribeiro A.B. , Webb D.J., Reekie L., Archambault J.L., Jackson D.A., “Bragg grating temperature and strain sensors”, Applied Optics
Group, Physics Laboratory, University of Kent,Canterbury, Kent,U.K., 510-
513,(1994)
[23]. Dwyer Martin J. O., Ye C.C., James S.W., Tatam R. P, “Thermal dependence of the strain response of optical fibre Bragg gratings”, Measurement Science and
Technology, 15, 1607-1613, 2004
[24]. Xu M.G., Archambault J. L., Reekie L., Dakin J.P., “Discrimination between strain and temperature effects usingdual-wavelength fibre grating sensors” ,
Electronics Letters, 30, 1085-1087, (1994)
[25]. Rahman R.A., Ikhsan S., Supian H.M., Fizik J., Sains F., “Fibre optic Bragg grating sensors: a new technology for smartstructure monitoring in Malaysia”,
[26]Cooper David J. F., “Time Division Multiplexing of a Serial Fibre Optic Bragg Grating Sensor Array”, Doktora Tezi, Graduate Department of Electrical and
Computer Engineering University of Toronto,1999
[27] Wagreich R.B., Sirkis J.S., “Distinguishing fiber Bragg grating strain effects” ,
Proceedings of the Optical Fiber Sensors Conference (OFS-12), Williamsburg,
USA, 20-23, (1997)
[28] Kersey Alan D. , Patrick Heather J., “Hybrid Fiber Bragg Grating/Long Period Fiber Grating Sensor for Strain/Temperature Discrimination”, Department of The
Navy, ADD019578, (1999)
[29] Eggleton B.J., Krug P.A., Poladian L., Ouellette F., “Long periodic
superstructure Bragg gratings in optical fibres”, Electronics Letters, 30,1620-1622, (1994)
[30]Zhu Y. “Fabrication of Long-Period Gratings and their Applications in Optical Fibre Communications and Sensing Systems”, Doktora Tezi, Faculty of
Engineering
University of Johannesburg, Johannesburg, Republic of South Africa, (2002) [31] Bhatia V.,. Vengsarkar Ashish M., “Optical fiber long-period grating sensors”,
Optics Letters, 21, 692-694
[32]Guan B.O., Tam H.Y., Ho S. L., Chung W. H., Dong X. Y., “Simultaneous strain and temperature measurement using a singlefibre Bragg grating”, Electronics
Letters, 30, 1018-1019,(2000)
[33] Erdoğan T., “Fiber Bragg Spectra”, Lighwave Technology, 15, 1277-1294, 1997
ÖZGEÇMİŞ
1980 Yılında Trabzon’da doğdu. İlk, orta ve lise eğitimini Trabzon’da tamamladı. 1999 yılında girdiği İstanbul Teknik Üniversitesi Elektronik ve Haberleşme Mühendisligi Bölümü’nden 2004 yılında Elektronik ve Haberleşme Mühendisi olarak mezun oldu.
2006 yılından beri Türk Standartları Enstitüsü Deney Labaratuvarları Merkezi Elektroteknik Labaratuvarında Mühendis olarak görev yapmaktadır.