מאמר שיטה

פלטפורמה משופעת סיליקון סיבים אופטיים חישה עם רזולוציה גבוהה ותגובה מהירה

6.6K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/59026

⸱

7 בינואר 2019

 ,  ,  ,  , 
1Department of Electrical and Computer Engineering, Michigan State University, 2Naval Research Laboratory, Stennis Space Center, 3Oak Ridge National Laboratory, 4Department of Electrical and Computer Engineering, University of Nebraska-Lincoln

* These authors contributed equally

במאמר זה

סיכום

עבודה זו מדווחת חדשני משופעת סיליקון סיבים אופטיים חישה פלטפורמה (סי-FOSP) למדידה ברזולוציה גבוהה ותגובה מהירה של מגוון פרמטרים פיזיים, כגון טמפרטורה, זרימה, קרינה. יישומים של סי-FOSP הזה span של מחקר אוקיאנוגרפי, תעשיית מכני, מחקר האנרגיה פיוז'ן.

תקציר

במאמר זה, נסקור חדשני ומבטיח כמעט סיבים אופטיים חישה פלטפורמה (FOSP) אנו הציע, הפגין לאחרונה. FOSP הזה מסתמך על interferometer סיליקון פאברי-פרו (FPI) המצורפת לקצה סיבים, המכונה סי-FOSP בעבודה זו. סי-FOSP יוצר interferogram נקבע לפי אורך אופטי (OPL) של חלל סיליקון. Measurand הפיצולים OPL את, ובכך משמרות את interferogram. עקב אופטית ותרמית תכונותיו הייחודיות של חומר הסיליקון, זה סי-FOSP תערוכות הופעה יתרון מבחינת רגישות ומהירות. יתר על כן, תעשיית ייצור סיליקון בוגרת מעניק את סי-FOSP עם הפארמצבטית מעולה ועלות נמוכה כלפי יישומים מעשיים. בהתאם יישומים ספציפיים, או גירסה עדינות נמוכה או גבוהה-עידון ב'טבלת ולאחר שתי שיטות לבינארי נתונים שונים יאומצו בהתאם. פרוטוקולים מפורט עבור בדיית שתי הגירסאות של סי-FOSP יינתן. שלושה יישומים נציג ותוצאותיהם עפ י יוצגו. הראשון הוא אב-טיפוס במד תת מימי עבור פרופיל thermoclines את האוקיינוס, והשני הוא מד זרימה כדי למדוד את מהירות הזרימה באוקיינוס, האחרונה היא של bolometer המשמש לניטור קרינה פליטה של דיסקות מוגבל פלזמה בטמפרטורות גבוהות.

מבוא

סיבים אופטיים (FOSs) החיישנים ההתמקדות עבור חוקרים רבים בשל תכונותיו ייחודי, כגון גודלו הקטן, העלות הנמוכה, משקל קל שלה את חסינותו הפרעה אלקטרומגנטית (EMI)1. פוס אלה מצאו יישומים רחב בתחומים רבים כגון ניטור סביבתי, מעקב האוקיינוס, חיפושי נפט, תהליך תעשייתי בין היתר. כשמדובר חישת הטמפרטורה הקשורים, פוס המסורתיים אינם מעולה מבחינת רזולוציה ומהירות עבור המקרים שבו רצוי מדידה של דקה ווריאציות טמפרטורה מהר. מגבלות אלה נובעים המאפיינים אופטי ו התרמית של החומר fused סיליקה שעליו מבוססים פוס מסורתיים רבים. מצד אחד, מקדם התרמו-אופטיים (TOC) ואת מקדם הרחבה תרמי (TEC) של סיליקה הם 1.28x10-5 RIU / ° C ו- 5.5x10-7 m/(m·°C), בהתאמה; ערכים אלה להוביל רגישות לטמפרטורה של רק כ-13 pm / ° C סביב אורך הגל של 1550 ננומטר. מצד שני, diffusivity תרמית, אשר מודד המהירות של טמפרטורת שינוי בתגובה ל- exchange אנרגיה תרמית, הוא רק 1.4x10-6 מ'2/s עבור סיליקה; ערך זה הוא לא מעולה לשיפור המהירות של פוס מבוסס-סיליקה.

פלטפורמת חישה של סיבים אופטיים (FOSP) דיווחו במאמר זה מנתק את המגבלות הנ של פוס מבוסס-fused סיליקה. FOSP החדש מנצל סיליקון גבישי כמפתח חישה חומר, המהווה interferometer פברי-פרו באיכות גבוהה (FPI) בקצה של הסיבים, המכונים כאן FOSP שקצהו צורן (Si-FOSP). איור 1 מציג את העיקרון סכמטית והתפעולית של הראש חיישן, המהווה ליבת סי-FOSP. בראש חיישן מורכב בעיקרו סיליקון FPI, ספקטרום השתקפות אשר כוללת סדרת בשולי תקופתיים. התאבכות הורסת מתרחשת כאשר OPL עונה 2nL = Nλ, כאשר n ו- L הם מקדם שבירה של אורך של חלל סיליקון FP, בהתאמה ו- N הוא מספר שלם זה מסדר הציצית החריץ. לכן, עמדות בשולי התאבכות הם מגיבים OPL של חלל סיליקון. בהתאם יישומים ספציפיים, הסיליקון FPI יכול להתבצע לשני סוגים: נמוך-עידון FPI ו- FPI גבוהה-עידון. FPI נמוך-עדינות יש של השתקפות נמוכה בשני הקצוות של חלל סיליקון, ואילו FPI גבוהה-עידון של השתקפות גבוהה בשני הקצוות של חלל סיליקון. Reflectivities של הממשקים סיליקון-אייר ו סיבי סיליקון הם בערך 30% ו-18%, ובכך סיליקון הבלעדית FPI המוצגת איור 1a היא בעיקרו של דבר FPI נמוך-עידון. על ידי ציפוי שכבה גבוהה רזה-השתקפות (HR) בשני הקצוות, סיליקון גבוהה-עידון ש-FPI הוא הקים (איור 1b). השתקפות של ציפוי HR (דיאלקטרי או זהב) יכול להיות גבוה ככל 98%. עבור שני הסוגים של סי-FOSP, n ו- L להגדיל כאשר הטמפרטורה עולה. לפיכך, על ידי ניטור משמרת פרינג, וריאציית טמפרטורה ניתן להסיק. שימו לב כי עבור אותה כמות של אורך גל shift, נותן FPI גבוהה-עידון של אפליה יותר עקב החריץ פרינג בהרבה (איור 1 c). בעוד גבוהה-עידון סי-FOSP בעל רזולוציה טובה יותר, נמוך-עידון סי-FOSP יש טווח דינמי גדול יותר. לכן, הבחירה בין שתי גירסאות אלו תלוי בדרישות של יישום מסוים. יתר על כן, לאור ההבדל גדול מלא רוחב חצי מקסימום (FWHM) של סיליקון נמוך-עדינות ועידון גבוהים FPIs, את השיטות לבינארי האות שלהם הם שונים. לדוגמה, FWHM התיאורטית של 1.5 ננומטר הוא מופחת על ידי על פי 50 רק 30 pm כאשר בשני הקצוות של סיליקון הבלעדית FPI הם מצופים בשכבה HR 98%. לכן, עבור Si נמוך-עידון-FOSP, ספקטרומטר במהירות גבוהה היה מספיק עבור איסוף נתונים ועיבוד, בזמן סריקת לייזר צריך להתרגל demodulate סי גבוה-עידון-FOSP בשל FWHM בהרבה שאינם ניתנים לזיהוי על-ידי ספקטרומטר. שתי השיטות לבינארי יוסברו בפרוטוקול.

חומר הסיליקון שנבחרו כאן עדיפה על הטמפרטורה חישה מבחינת רזולוציה. לשם השוואה, תוכן העניינים ואת TEC של סיליקון הם 1.5x10-4 RIU / ° C 2.55x10-6 m/(m∙°C), בהתאמה, שמוביל רגישות לטמפרטורה של בסביבות 84.6 pm / ° C אשר הוא בערך פי 6.5 גבוה מזה של כל מבוסס-סיליקה פוס2.  בנוסף זה רגישות גבוהה יותר, הראו גל ממוצע של שיטת כדי להפחית את רמת הרעש וכך לשפר את הרזולוציה עבור חיישן נמוך-עדינות, מעקב שמוביל רזולוציה בטמפרטורה של 6 x 10-4 ° C 2, ב השוואה עד הרזולוציה של 0.2 ° C פוס הכל מבוסס על סיליקה3. הרזולוציה חל שיפור נוסף להיות 1.2x10-4 ° C עבור גבוה-עידון גירסה4.  החומר סיליקון עדיפה גם עבור חישה מבחינת מהירות. לשם השוואה, diffusivity תרמית של סיליקון הוא 8.8x10-5 מ'2/s, שהוא יותר מ-60 פעמים גבוה מזה של סיליקה2.  בשילוב עם שטח רצפה קטן (למשל, קוטר 80 מיקרומטר, 200 עובי מיקרומטר), זמן התגובה של 0.51 ms עבור סיליקון שפוס היה הפגינו2, לעומת 16 ms של חיישן5טמפרטורה עצה מצמד מיקרו-סיליקה-סיבים.  למרות כמה מחקר עבודה הקשורים מדידת טמפרטורה באמצעות סרט סיליקון דק מאוד כמו החומר חישה דווחה על-ידי אחרים קבוצות6,7,8,9, אף אחד מהם בעל הביצועים של החיישנים שלנו מבחינת רזולוציה או מהירות. לדוגמה, החיישן עם רזולוציה של רק 0.12 ° C, זמן תגובה ארוך 1 s דווח. 7 שרזולוציה טמפרטורה טוב יותר של 0.064 ° C כבר דיווחו10;  עם זאת, המהירות מוגבל על ידי ראש חיישן מגושם יחסית. מה שהופך את השקרים ייחודי של סי-FOSP שיטה חדשה פבריקציה נוספת, אלגוריתם עיבוד נתונים.

מלבד היתרונות הנ עבור הטמפרטורה חישה, Si-FOSP יכולים גם להתפתח במגוון רחב של חיישנים הקשורות טמפרטורה מכוון מדידת פרמטרים שונים, כגון לחץ גז11, אוויר או מים זורמים12,13 ,14 וקרינה4,15.  מאמר זה מציג תיאור מפורט של החיישן פרוטוקולים לבינארי ייצור ושידור יחד עם שלושה יישומים נציג ותוצאותיהם.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

1. ייצור נמוכה-עידון חיישנים

  1. לפברק התווך סיליקון. דפוס חתיכה של 200-מיקרומטר-עבה כפול-צד-מלוטש (DSP) סיליקון וופל לתוך עמודי סיליקון עצמאי (איור 2 א), באמצעות מערכת מיקרו-אלקטרו-מכניים רגילים (MEMS) ייצור מקלה.
    הערה: כשהפחד בדוגמת מודבקת על פרוסת סיליקון אחר סיליקון גדולים באמצעות שכבה דקה של photoresist. מליטה בכוח photoresist היא חזקה מספיק כדי להחזיק את העמודים זקוף, אבל גם חלש מספיק כדי לנתק מן המצע עבור שלבי מאוחר יותר.
  2. הכנת סיבים המוביל. מוריד את ציפוי פלסטיק של סוף דיסטלי של סיבים אופטיים במצב יחיד. לנקות את המקטע הפשיטו בעזרת טישו עדשה טבול באלכוהול. קליב סיבים נקי בעזרת קליבר של סיבים אופטיים.
  3. למרוח שכבה דקה של דבק UV-לריפוי על פני הקצה של סיבי המוביל cleaved (איור 2b). לשים טיפה קטנה של דבק UV-לריפוי על פיסת זכוכית. דק את שכבת דבק על ידי ציפוי ספין או באופן ידני מתנדנד השקופית זכוכית. להעביר את שכבת דבק עד הסוף סיבים על ידי לחיצה על פני הקצה של סיבי המוביל נגד השקופית זכוכית.
  4. צרף עמוד סיליקון עד הסוף סיבים. יישר את סיב מוביל עם אחד מעמודי התווך סיליקון, בינתיים לנטר את הספקטרום השתקפות בזמן אמת של סיליקון FPI באמצעות ספקטרומטר. השתמש מנורת UV כדי לרפא את הדבק כאשר קשת משביע רצון נצפית (איור 2 c).
    הערה: באופן כללי, תהליך הייבוש לוקח בסביבות 10-15 דקות.
  5. ניתוק החיישן של המצע. לאחר UV דבק נרפאה לחלוטין, תרים את סיב מוביל יחד עם התווך סיליקון מנותקת המצע (איור דו-ממדי).
    הערה: חלק photoresist שיורית הוא נשאר על המשטח העליון של העמוד סיליקון (2e איור). ברוב המקרים, photoresist שיורית אינה משפיעה על תפקידו של החיישן. במידת הצורך, ניתן להסיר את שכבת photoresist באמצעות אלכוהול.
  6. לבחון את הראש חיישן מפוברק. השתמש במיקרוסקופ כדי לבדוק את הגיאומטריה של הראש חיישן מפוברק. תמונה אופיינית של חיישן בהצלחה מפוברק נתפסת ב 2f איור.

2. ייצור של חיישנים גבוהה-עידון

  1. מעיל צידי רקיק סיליקון עם מראות גבוהה-השתקפות. מעיל צד אחד של רקיק סיליקון כפול-צד-מלוטש 75-מיקרומטר-עבה עם 150 nm זהב שכבה עבה בעזרת מכונה ציפוי המלהגים, המעיל בצד השני עם מראה מבודד (HR) גבוהה-השתקפות.
    הערה: ציפוי בית מבודד בוצע על ידי חברת חיצונית; השתקפות של ציפוי זה נבחנה כי לא פחות מ- 98% על ידי החברה. אולם, מפורט חומרים, מבנה של הציפוי אינם ידועים בשל הגנה קניינית על ידי החברה, ראה את הטבלה של חומרים למידע נוסף.
  2. הכנת סיבים המוביל מקבילות. אחוי קטע קצר של סיבים רב במצב מדורגים-index (GI-MMF) עם סיבים במצב יחיד ולאחר מכן, תחת מיקרוסקופ אופטי, קליב GI-MMF עם רבע תקופת המסלול אור בתוך MMF שמאלה כדי ליצור קולימטור סיבים (איור 3 א ).
    הערה: GI-MMF משמש כדי להרחיב את הקוטר שדה מודאלי כך קשת עם ראות טובה ניתן להשיג4,16. אורכו של GI-MMF, המהווה כ-250 מיקרומטר בעבודה זו, הוא בדיוק רבע של התקופה של המסלול ריי.
  3. לצרף מפוצלים דו-צדדי מצופה סיליקון סיבים המוביל. להרכיב בחיישן גבוהה-עידון בעזרת השלבים דומים של הצמדת עמוד סיליקון עד הסוף סיבים עבור בדיית נמוך-עידון חיישנים (שלבים 1.3-1.5).
    הערה: הצד עם הציפוי מבודד תצורף את קולימטור כדי להכניס אור הקרובים (איור 3b, ג 3). במקרה זה, העמוד הקודם סיליקון מוחלף פרגמנט סיליקון, אשר לא היה בדוגמת. בעתיד, כשהפחד סיליקון בדוגמת להיות מצופה המראות גבוהה-השתקפות, כך החיישנים הם אחידים וקלים יותר עבור ייצור. ייצור מדרגות 1.3-1.5 ההבדל כי בדרגה ספקטרה שיקוף ראות נכונה צריכה להתקבל קודם לפני הדבק הועבר הקצה החתוך של קולימטור.
  4. פולנית השבר סיליקון בצורת ומתפשטים לצורה מעגלית באמצעות סיבים ליטוש מכונה.
  5. לבחון את הראש חיישן מפוברק. להשתמש במיקרוסקופ כדי לבחון את הראש חיישן כדי לוודא צורה מעגלית רצוי מושגת (דמות תלת-ממד).

3. האות לבינארי עבור נמוך-עידון סי-FOSP

הערה: המערכת המשמש demodulating נמוך-עידון של סי-FOSP מוצג באיור 4a. השלבים המפורטים להלן לעזור להגדיר את המערכת ולבצע עיבוד נתונים.

  1. חיבור מקור בפס רחב C-band יציאת 1 של סירקולטור אופטי.
  2. אחוי נמל 2 סירקולטור אופטי עם סיבים המוביל של החיישן נמוך-עידון.
  3. להתחבר נמל 3 סירקולטור אופטי ספקטרומטר במהירות גבוהה, אשר מתקשר עם מחשב לאחסון נתונים.
  4. בדוק את הספקטרום של החיישן כדי לוודא שהמערכת פועלת כראוי. ראה את ספקטרום אופייני שמוצג באיור 4b.

4. אות לבינארי עבור גבוה-עידון סי-FOSP

הערה: המערכת המשמש demodulating גבוהה-עידון של סי-FOSP מוצג באיור 5a. השלבים המפורטים להלן לעזור להגדיר את המערכת לעשות עיבוד שלאחר נתונים.

  1. לטאטא לייזר DFB tunable באמצעות בקר הנוכחי.
    הערה: המתח באופן גורף שיא אל שיא, אשר משתנה עבור לייזרים שונים ובקרי, צריך להיות גדול מספיק כדי לכסות את החריץ הספקטרום.
  2. לחבר את הפלט של הלייזר tunable פורט 1 של סירקולטור אופטי.
  3. אחוי נמל 2 סירקולטור אופטי כדי בחיישן גבוהה-עידון.
  4. להתחבר נמל 3 סירקולטור אופטי photodetector.
  5. להשתמש בהתקן רכישת נתונים כדי לקרוא את הפלט של photodetector, אשר מאוחסנים על ידי מחשב.
  6. בדוק את הספקטרום של החיישן כדי לוודא שהמערכת פועלת כראוי. ראה מסגרת טיפוסי של ספקטרום שמוצג באיור 5b. לאתר את המיקום עמק באמצעות התאמה עקומה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

סי-FOSP כמו מדחום מתחת למים עבור פרופיל thermoclines האוקיינוס
מחקר אוקיאנוגרפי האחרונה הוכיחה כי טשטוש הדמיה תת נובעת לא רק מן עכירות במים מזוהמים, אלא גם מן מזערים טמפרטורת הים נקי17,18. ההשפעה השנייה הייתה המוקד של רבים oceanographers, במטרה למצוא דרך יעילה לתיקון תמונות מטושטשות19, כדאי להבין, לשפר תקשורת אופטית במים, כמו גם לפתח אמצעים לכימות מערבולת ב האוקיינוס20<...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

הבחירה של הגודל (אורך וקוטר) של סיליקון FPI נעשית על עסקת החליפין בין דרישות על הרזולוציה ומהירות. באופן כללי, גודל קטן יותר מספק מהירות גבוהה יותר, אך גם מפחית את הרזולוציה2. אורך קצר יש יתרון להשגת מהירות גבוהה יותר, אבל זה לא מעולה עבור קבלת רזולוציה גבוהה בשל FWHM המורחב של החריצים השתקפות. באמצעות ציפוי ביממה כדי להפחית את FWHM יכול לעזור לשפר את הרזולוציה, אבל תגביל את טווח דינמי עקב לבינארי האות באמצעות סריקת לייזר. קוטר קטן יותר מגביר את המהירות, אבל הקוטר צריך להיות גדול יותר הקוטר שדה מו...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

הפטנטים ארה ב (מס 9995628 B1) הונפק להגן על הטכנולוגיות הקשורות.

תודות

עבודה זו נתמכה על ידי מעבדת המחקר של הצי בארה ב (Nos. N0017315P0376, N0017315P3755); ארה ב Office המחקר הימי (Nos. N000141410139, N000141410456); מחלקת האנרגיה של ארצות הברית (Nos. DE-SC0018273, דה-AC02-09CH11466, דה-AC05-00OR22725).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
200 הוכחה טהור אתנולKoptecV1001
5 ערוצים דופלקס CWDMחנות סיבים5MDD-ABS-FSCWDM
פרפר לייזר דיודה תושבותTholabsLM14S2
CastAway CTDצהוב קפיצים מכשיר
CTDSeabirdSBE 19plus
זרם מדNortek
מכשירים לאומייםNIUSB4366
אוסילוסקופ דיגיטליRIGOLDS1204B200 מגה-הרץ 2 GSa/s
דיודה לייזרThorlabsLM9LPאורך גל: 632 ננומטר
ערכת סיום BNC קבועהThorlabsFTK01
פונקציה מחולל צורות גל RIGOLDG4162160 MHz 500 GSa/s
קליבר דיוק גבוהFujikuraCT-32
ציפוי דיאלקטרי השתקפות גבוההציפוי אידוי INC (ECI)החומרים ומבנה הציפוי אינם ידועים
I-MON 512 ספקטרומטרIbsen PhtonicsP/N: 1257110
InGaAs גלאי מוטהTholabsפלטFC/PC DET01CFC:0-10V; כמות: 2
דיודות לייזרQphotonicQFLD-405-20Sאורך גל: 405 ננומטר
בקר זרם דיודת לייזרTholabsLDC 210C1 A וטווח 100 mA 
בקר טמפרטורת דיודות לייזרTholabsTEC 200Cכמות: 2
כפפות בדיקת לטקסHCS
מיקרו שקופיותקורנינג משולב
רוחב קו צר DFB לייזראבלנהEP1550-NLW-B06-100FMאורך גל: 1550 ננומטר
סיבים אופטיים היתוך שחבורסומיטומו תעשיות חשמל, בע"מ3822-2
מיקרוסקופ אופטי וצגIkegami Tsushinki CompanyPM-127
מנתח ספקטרום אופטיטווחאורכי גל AQ6370C: 600-1700 ננומטר
מכונה פולניתULTRA TEC41076
אירוסים הניתנים להרכבה לאחר הרכבהכמות: 2
משאבות לייזרGooch ו- Housego0400-0974-SMאורך גל: 980 ננומטר
Si גלאי פוטו מוגברThorlabsPDA36Aאורך גל: 350-1100 ננומטר
פרוסת סיליקוןרקיק: 10 ומיקרו; מ', 200 ומיקרו; m, 75 ומיקרו; m, 40 ומיקרו; m
סיבים במצב יחיד CorningSMF-28
נתיך אופן-יחיד  מצמד סיביםThorlabsאורך גל: 1550 ננומטר
SM 125 אינטרוגרטורמיקרון אופטיקה
משאבת אקווריום טבולהSonglongSL-403
Superluminscent LEDDenselight מוליכים למחצהDL-BP1-1501Aטווח אורכי גל: 1510-1590 ננומטר
משאבת מזרקקול פארמר74905-02
נסיעות שלב תרגוםThorlabsLT1
דבק UV לריפויטכנולוגיית אפוקסיPB109077
UVGL-15 קומפקטי UV LmapUVPP/N:95-0017-09254/365 ננומטר
מנחתים אופטיים משתניםTholabsM-VA / 00016951 P / N: VOA50-APC
מכשיר לרכישת נתונים וקטוריים עובי אוניברסיטאי

מקורות

  1. Lee, B. Review of the present status of optical fiber sensors. Optical Fiber Technology. 9, 57-79 (2003).
  2. Liu, G., Han, M., Hou, W. High-resolution and fast-response fiber-optic temperature sensor using silicon Fabry-Perot cavity. Optics Express. 23, 7237-7247 (2015).
  3. Hatta, A. M., Rajan, G., Semenova, Y., Farrell, G. SMS fibre structure for temperature measurement using a simple intensity-based interrogation system. Electronics Letters. 45, 1069(2009).
  4. Sheng, Q., Liu, G., Reinke, M. L., Han, M. A fiber-optic bolometer based on a high-finesse silicon Fabry-Perot interferometer. Review of Scientific Instruments. , 065002(2018).
  5. Ding, M., Wang, P., Brambilla, G. Fast-response high-temperature microfiber coupler tip thermometer. IEEE Photonics Technology Letters. 24, 1209-1211 (2012).
  6. Berthold, J. W., Reed, S. E., Sarkis, R. G. Reflective fiber optic temperature sensor using silicon thin film. Optical Engineering. 30, 524-528 (1991).
  7. Kajanto, I., Friberg, A. T. A silicon-based fibre-optic temperature sensor. Journal of Physics E: Scientific Instruments. 21, 652-656 (1988).
  8. Schultheis, L., Amstutz, H., Kaufmann, M. Fiber-optic temperature sensing with ultrathin silicon etalons. Optics Letters. 13, 782-784 (1988).
  9. Zhang, S., et al. Temperature characteristics of silicon core optical fiber Fabry-Perot interferometer. Optics Letters. 40, 1362-1365 (2015).
  10. Cocorullo, G., Corte, F. G. D., Iodice, M., Rendina, I., Sarro, P. M. A temperature all-silicon micro-sensor based on the thermo-optic effect. IEEE Transactions on Electron Devices. 44, 766-774 (1997).
  11. Liu, G., Han, M. Fiber-optic gas pressure sensing with a laser-heated silicon-based Fabry-Perot interferometer. Optics Letters. 40, 2461-2464 (2015).
  12. Liu, G., Hou, W., Qiao, W., Han, M. Fast-response fiber-optic anemometer with temperature self-compensation. Optics Express. 23, 13562-13570 (2015).
  13. Liu, G., Sheng, Q., Hou, W., Han, M. Optical fiber vector flow sensor based on a silicon Fabry-Perot interferometer array. Optics Letters. 41, 4629-4632 (2016).
  14. Liu, G., Sheng, Q., Geraldo, R. L. P., Hou, W., Han, M. A fiber-optic water flow sensor based on laser-heated silicon Fabry-Perot cavity. Proceedings of SPIE. 9852, 98521B(2016).
  15. Reinke, M. L., Han, M., Liu, G., Gv Eden, G., Evenblij, R., Haverdings, M. Development of plasma bolometers using fiber-optic temperature sensors. Review of Scientific Instruments. 87, 11E708(2016).
  16. Zhang, Y., et al. Fringe visibility enhanced extrinsic Fabry-Perot interferometer using a graded index fiber collimator. IEEE Photonics Journal. 2, 469-481 (2010).
  17. Hou, W. Ocean sensing and monitoring. , SPIE Press. (2013).
  18. Hou, W., Woods, S., Jarosz, E., Goode, W., Weidemann, A. Optical turbulence on underwater image degration in natural environments. Applied Optics. 51, 2678-2686 (2012).
  19. Hou, W., Jarosz, E., Woods, S., Goode, W., Weidemann, A. Impacts of underwater turbulence on acoustical and optical signals and their linkage. Optics Express. 21, 4367-4375 (2013).
  20. Nootz, G., Jarosz, E., Dalgleish, F. R., Hou, W. Quantification of optical turbulence in the ocean and its effects on beam propagation. Applied Optics. 55, 8813-8820 (2016).
  21. Nootz, G., Matt, S., Kanaev, A., Judd, K., Hou, W. Experimental and numerical study of underwater beam propagation in a Rayleigh-Bénard turbulence tank. Applied Optics. 56, 6065-6072 (2017).
  22. Matt, S., et al. A controlled laboratory environment to study EO signal degradation due to underwater turbulence. Proceedings of SPIE. 9459, 94590H(2015).
  23. Han, M., Liu, G., Hou, W. Fiber-optic temperature and flow sensor system and methods. U.S. Patent. , 9995628 B1 (2018).
  24. Kallenbach, A., et al. Impurity seeding for tokamak power exhaust: from present devices via ITER to DEMO. Plasma Physics and Controlled Fusion. 55, 124041(2013).
  25. Alcator C-Mod. , Available from: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Alcator_C-Mod_Tokamak_Interior.jpg (2018).
  26. Meister, H., Willmeroth, M., Zhang, D., Gottwald, A., Krumrey, M., Scholze, F. Broad-band efficiency calibration of ITER bolometer prototypes using Pt absorbers on SiN membranes. Review of Scientific Instruments. 84, 123501(2013).
  27. Peterson, B. J., et al. Development of imaging bolometers for magnetic fusion reactors. Review of Scientific Instruments. 79, 10E301(2008).
  28. Liu, G., Sheng, Q., Dam, D., Hua, J., Hou, W., Han, M. Self-gauged fiber-optic micro-heater with an operation temperature above 1000 °C. Optics Letters. 42, 1412-1415 (2017).
  29. Liu, G., Hou, W., Han, M. Unambiguous peak recognition for a silicon Fabry-Perot interferometric temperature sensor. Journal of Lightwave Technology. 36, 1970-1978 (2018).
  30. Liu, G., Sheng, Q., Hou, W., Han, M., High-resolution, High-resolution, large dynamic range fiber-optic thermometer with cascaded Fabry-Perot cavities. Optics Letters. 41, 5134-5137 (2016).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

MEMS

מאמרים קשורים