Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Światłowodowa platforma detekcyjna z silikonową końcówką o wysokiej rozdzielczości i szybkiej reakcji

6.6K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/59026

⸱

7 stycznia 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

W tym artykule

Podsumowanie

Ta praca opisuje innowacyjną platformę czujników światłowodowych z silikonową końcówką (Si-FOSP) do wysokiej rozdzielczości i szybkiego pomiaru różnych parametrów fizycznych, takich jak temperatura, przepływ i promieniowanie. Zastosowania tego Si-FOSP obejmują zarówno badania oceanograficzne, przemysł mechaniczny, jak i badania nad energią syntezy jądrowej.

Streszczenie

W tym artykule przedstawiamy innowacyjną i praktycznie obiecującą platformę światłowodową (FOSP), którą zaproponowaliśmy i zademonstrowaliśmy niedawno. Ten FOSP opiera się na krzemowym interferometrze Fabry'ego-Perota (FPI) przymocowanym do końca światłowodu, określanym w tej pracy jako Si-FOSP. Si-FOSP generuje interferogram określony przez długość ścieżki optycznej (OPL) wnęki krzemowej. Mierzona wielkość mierzona zmienia OPL, a tym samym przesuwa interferogram. Ze względu na unikalne właściwości optyczne i termiczne materiału krzemowego, ten Si-FOSP wykazuje korzystną wydajność pod względem czułości i prędkości. Co więcej, dojrzały przemysł produkcji krzemu zapewnia Si-FOSP doskonałą powtarzalność i niskie koszty w kierunku praktycznych zastosowań. W zależności od konkretnych zastosowań, zostanie wykorzystana wersja o niskiej lub wysokiej finezji, a także zostaną odpowiednio przyjęte dwie różne metody demodulacji danych. Zostaną dostarczone szczegółowe protokoły produkcji obu wersji Si-FOSP. Przedstawione zostaną trzy reprezentatywne aplikacje i odpowiadające im wyniki. Pierwszy z nich to prototyp termometru podwodnego do profilowania termoklin oceanicznych, drugi to przepływomierz do pomiaru prędkości przepływu w oceanie, a ostatni to bolometr służący do monitorowania promieniowania spalin z magnetycznie zamkniętej plazmy wysokotemperaturowej.

Wprowadzenie

Czujniki światłowodowe (FOS) były przedmiotem zainteresowania wielu badaczy ze względu na ich unikalne właściwości, takie jak niewielkie rozmiary, niski koszt, niewielka waga i odporność na zakłócenia elektromagnetyczne (EMI)1. Te FOS znalazły szerokie zastosowanie w wielu obszarach, takich jak między innymi monitorowanie środowiska, nadzór oceanów, poszukiwanie ropy naftowej i procesy przemysłowe. Jeśli chodzi o czujniki związane z temperaturą, tradycyjne FOS nie są lepsze pod względem rozdzielczości i szybkości w przypadkach, w których pożądany jest pomiar drobnych i szybkich zmian temperatury. Ograniczenia te wynikają z właściwości optycznych i termicznych stopionego materiału krzemionkowego, na którym opiera się wiele tradycyjnych FOS. Z jednej strony współczynnik termooptyczny (TOC) i współczynnik rozszerzalności cieplnej (TEC) krzemionki wynoszą odpowiednio 1,28x10-5 RIU/°C i 5,5x10-7 m/(m·°C); Wartości te prowadzą do czułości temperaturowej wynoszącej tylko około 13 pm/°C wokół długości fali 1550 nm. Z drugiej strony dyfuzyjność cieplna, która jest miarą szybkości zmiany temperatury w odpowiedzi na wymianę energii cieplnej, wynosi tylko 1,4x10-6 m2/s dla krzemionki; wartość ta nie jest lepsza w przypadku poprawy prędkości FOS na bazie krzemionki.

Platforma światłowodowa (FOSP) opisana w tym artykule przełamuje powyższe ograniczenia FOS-ów opartych na stopionej krzemionce. Nowy FOSP wykorzystuje krzem krystaliczny jako kluczowy materiał czujnikowy, który tworzy wysokiej jakości interferometr Fabry-Perot (FPI) na końcu światłowodu, określany tutaj jako FOSP z końcówką krzemową (Si-FOSP). Rysunek 1 pokazuje schematyczną i zasadę działania głowicy czujnika, która jest sercem Si-FOSP. Głowica czujnika zasadniczo składa się z krzemowego FPI, którego widmo odbicia obejmuje szereg okresowych prążków. Interferencja destrukcyjna występuje, gdy OPL spełnia 2nL=Nλ, gdzie n i L to odpowiednio współczynnik załamania światła i długość wnęki FP krzemu, a N jest liczbą całkowitą, która jest rzędem wcięcia prążka. W związku z tym pozycje prążków interferencyjnych reagują na OPL wnęki krzemowej. W zależności od konkretnych zastosowań, krzem FPI może być wykonany w dwóch typach: FPI o niskiej finezji i FPI o wysokiej finezji. FPI o niskiej finezji ma niski współczynnik odbicia na obu końcach wnęki krzemowej, podczas gdy FPI o wysokiej finezji ma wysoki współczynnik odbicia na obu końcach wnęki krzemowej. Współczynniki odbicia interfejsów krzem-powietrze i krzem-włókno wynoszą około 30% i 18%, stąd jedyny krzemowy FPI pokazany na Rysunek 1a to zasadniczo FPI o niskiej finezji. Poprzez pokrycie cienkiej warstwy o wysokim współczynniku odbicia (HR) na obu końcach, powstaje krzem FPI o wysokiej finezji (Rysunek 1b). Współczynnik odbicia powłoki HR (dielektrycznej lub złotej) może wynosić nawet 98%. W przypadku obu typów Si-FOSP zarówno n, jak i L zwiększają się wraz ze wzrostem temperatury. W ten sposób, monitorując przesunięcie prążka, można wywnioskować zmianę temperatury. Zauważ, że przy tej samej wielkości przesunięcia długości fali, FPI o wysokiej finezji zapewnia lepszą dyskryminację ze względu na znacznie węższe wcięcie prążka (Rysunek 1c). Podczas gdy Si-FOSP o wysokiej finezji ma lepszą rozdzielczość, Si-FOSP o niskiej finezji ma większy zakres dynamiki. Dlatego wybór między tymi dwiema wersjami zależy od wymagań konkretnej aplikacji. Ponadto, ze względu na dużą różnicę w pełnej szerokości przy połowie maksimum (FWHM) krzemowych FPI o niskiej i wysokiej finezji, ich metody demodulacji sygnału są różne. Na przykład teoretyczne FWHM wynoszące 1,5 nm jest zmniejszone około 50 razy do zaledwie 30 pm, gdy oba końce podeszwy krzemowej FPI są pokryte warstwą HR 98%. Dlatego w przypadku Si-FOSP o niskiej finezji do zbierania i przetwarzania danych wystarczyłby szybki spektrometr, podczas gdy laser skanujący powinien być używany do demodulacji wysoce finezyjnego Si-FOSP ze względu na znacznie węższy FWHM, który nie może być dobrze rozwiązany przez spektrometr. Obie metody demodulacji zostaną wyjaśnione w protokole.

Wybrany tutaj materiał krzemowy jest lepszy pod względem rozdzielczości do wykrywania temperatury. Dla porównania, TOC i TEC krzemu wynoszą odpowiednio 1,5x10-4 RIU/°C i 2,55x10-6 m/(m∙°C), co prowadzi do czułości temperaturowej około 84,6 pm/°C, która jest około 6,5 razy wyższa niż w przypadku wszystkich FOS-ów na bazie krzemionki2. Oprócz tej znacznie wyższej czułości, zademonstrowaliśmy metodę śledzenia średniej długości fali w celu zmniejszenia poziomu szumów, a tym samym poprawy rozdzielczości dla czujnika o niskiej finezji, co doprowadziło do rozdzielczości temperatury 6x10-4 °C 2, w porównaniu do rozdzielczości 0,2 °C dla FOS3. Rozdzielczość została jeszcze bardziej poprawiona do 1,2x10-4 °C dla wersji o wysokiej finezji4. Materiał krzemowy jest również lepszy do wykrywania pod względem prędkości. Dla porównania, dyfuzyjność cieplna krzemu wynosi 8,8x10-5 m2/s, czyli ponad 60 razy więcej niż w przypadku krzemionki2. W połączeniu z niewielkimi rozmiarami (np. średnica 80 μm, grubość 200 μm) wykazano czas reakcji 0,51 ms dla krzemowego FOS2, w porównaniu do 16 ms czujnika temperatury końcówki łącznika z mikrowłókna krzemionkowego5. Chociaż niektóre prace badawcze związane z pomiarem temperatury przy użyciu bardzo cienkiej warstwy krzemu jako materiału czujnikowego zostały zgłoszone przez inne grupy6,7,8,9, żadna z nich nie ma wydajności naszych czujników ani pod względem rozdzielczości, ani szybkości. Na przykład zgłoszono czujnik o rozdzielczości zaledwie 0,12 °C i długim czasie reakcji wynoszącym 1 s. 7 Zgłoszono lepszą rozdzielczość temperatury 0,064 °C10; Jednak prędkość jest ograniczona przez stosunkowo nieporęczną głowicę czujnika. To, co sprawia, że Si-FOSP jest wyjątkowy, tkwi w nowej metodzie produkcji i algorytmie przetwarzania danych.

Oprócz powyższych zalet dla wykrywania temperatury, Si-FOSP może być również rozbudowany o różne czujniki związane z temperaturą, mające na celu pomiar różnych parametrów, takich jak ciśnienie gazu11, przepływ powietrza lub wody12,13,14 , oraz radiation4,15. W artykule przedstawiono szczegółowy opis protokołów wytwarzania czujników i demodulacji sygnału wraz z trzema reprezentatywnymi zastosowaniami i ich wynikami.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

1. Produkcja czujników o niskiej finezji

  1. Wyprodukuj filary silikonowe. Uformuj kawałek dwustronnie polerowanej (DSP) płytki krzemowej o grubości 200 μm w samodzielne filary krzemowe (Rysunek 2a), korzystając ze standardowych ułatwień w produkcji systemu mikroelektromechanicznego (MEMS).
    UWAGA: Wzorzysta płytka jest połączona z inną, większą płytką krzemową za pomocą cienkiej warstwy fotorezystu. Siła wiązania fotorezystu jest wystarczająco duża, aby utrzymać filary w pozycji pionowej, ale także wystarczająco słaba, aby oderwać się od podłoża w celu wykonania późniejszych kroków.
  2. Przygotuj włókno wprowadzające. Zdejmij plastikową powłokę z dystalnego końca światłowodu jednomodowego. Oczyść odizolowaną część za pomocą chusteczki do soczewek nasączonej alkoholem. Rozetnij oczyszczone włókno za pomocą tasaka do światłowodu.
  3. Nałóż cienką warstwę kleju utwardzanego promieniami UV na powierzchnię czołową rozszczepionego włókna wprowadzającego (Rysunek 2b). Nałóż niewielką kroplę kleju utwardzanego promieniami UV na kawałek szkiełka podstawowego. Rozcieńczyć warstwę kleju, obracając lub ręcznie kołysząc szkiełkiem. Przenieś warstwę kleju na koniec włókna, dociskając powierzchnię końcową włókna wprowadzającego do szkiełka szklanego.
  4. Przymocuj silikonowy słupek do końca światłowodu. Dopasuj włókno wprowadzające do jednego z filarów krzemowych, w międzyczasie monitoruj widmo odbicia krzemowego FPI w czasie rzeczywistym za pomocą spektrometru. Użyj lampy UV, aby utwardzić klej, gdy zaobserwowane zostanie zadowalające widmo (Rysunek 2c).
    UWAGA: Ogólnie rzecz biorąc, proces utwardzania trwa około 10 do 15 minut.
  5. Odłącz czujnik od podłoża. Po całkowitym utwardzeniu kleju UV podnieś włókno wprowadzające wraz z silikonowym słupkiem odłączonym od podłoża ( Rysunek 2d).
    UWAGA: Na górnej powierzchni słupka krzemowego pozostała część szczątkowego fotorezystu (Rysunek 2e). W większości przypadków pozostałość fotorezystu nie wpływa na działanie czujnika. W razie potrzeby warstwę fotorezystu można usunąć za pomocą alkoholu.
  6. Sprawdź wyprodukowaną głowicę czujnika. Użyj mikroskopu, aby zbadać geometrię wykonanej głowicy czujnika. Typowy obraz czujnika, który został pomyślnie wyprodukowany, znajduje się na Rysunek 2f.

2. Produkcja czujników o wysokiej finezji

  1. Pokryj obie strony płytki krzemowej lustrami o wysokim współczynniku odbicia. Pokryj jedną stronę dwustronnie polerowanej płytki krzemowej o grubości 75 μm warstwą złota o grubości 150 nm za pomocą maszyny do napylania, a drugą stronę pokryj lustrem dielektrycznym o wysokim współczynniku odbicia (HR).
    UWAGA: Powłoka dielektryczna HR została wykonana przez firmę zewnętrzną; Współczynnik odbicia tej powłoki został przetestowany przez firmę na poziomie nie mniejszym niż 98%. Jednak szczegółowe materiały i struktura powłoki nie są znane ze względu na zastrzeżoną ochronę przez firmę, więcej informacji można znaleźć w Tabeli materiałów.
  2. Przygotuj skolimowane włókno wprowadzające. Spleć krótki odcinek światłowodu wielomodowego o stopniowanym indeksie (GI-MMF) ze światłowodem jednomodowym, a następnie, pod mikroskopem optycznym, rozciąć GI-MMF o jedną czwartą okresu trajektorii światła w MMF po lewej stronie, aby utworzyć kolimator światłowodowy (Rysunek 3a).
    UWAGA: GI-MMF służy do rozszerzania średnicy pola modalnego, tak aby można było uzyskać widmo o lepszej widoczności4,16. Długość GI-MMF, która w tej pracy wynosi około 250 μm, stanowi dokładnie jedną czwartą okresu trajektorii promienia.
  3. Przymocuj rozdrobniony dwustronnie powlekany silikon do włókna wprowadzającego. Zmontuj czujnik o wysokiej finezji, wykonując podobne kroki mocowania silikonowego słupka do końca światłowodu w celu wytwarzania czujników o niskiej finezji (kroki 1.3 – 1.5).
    UWAGA: Strona z powłoką dielektryczną zostanie przymocowana do kolimatora, aby wpuścić wpadające światło (Rysunek 3b, 3 c). W tym przypadku poprzedni filar krzemowy został zastąpiony fragmentem krzemu, który nie był wzorzysty. W przyszłości wzorzysta płytka krzemowa zostanie pokryta lustrami o wysokim współczynniku odbicia, dzięki czemu czujniki będą bardziej jednolite i łatwiejsze do wykonania. Różnica w krokach wytwarzania 1,3-1,5 polega na tym, że najpierw należy uzyskać nacięcie widma odbicia o odpowiedniej widoczności, zanim klej zostanie przeniesiony na powierzchnię czołową kolimatora.
  4. Wypoleruj fragment krzemu o nieregularnym kształcie do okrągłego kształtu za pomocą maszyny do polerowania włókien.
  5. Sprawdź wyprodukowaną głowicę czujnika. Użyj mikroskopu, aby zbadać głowicę czujnika, aby upewnić się, że uzyskano pożądany okrągły kształt (Rysunek 3d).

3. Demodulacja sygnału dla Si-FOSP o niskiej finezji

UWAGA: System używany do demodulacji nisko zaawansowanego Si-FOSP jest pokazany w Rysunek 4a. Poniższe szczegółowe kroki pomagają w skonfigurowaniu systemu i przeprowadzeniu przetwarzania danych.

  1. Podłącz źródło szerokopasmowe pasma C do portu 1 cyrkulatora optycznego.
  2. Port spawu 2 cyrkulatora optycznego ze światłowodem doprowadzającym czujnika o niskiej finezji.
  3. Podłącz port 3 cyrkulatora optycznego do szybkiego spektrometru, który komunikuje się z komputerem w celu przechowywania danych.
  4. Sprawdź widmo czujnika, aby upewnić się, że system działa poprawnie. Zobacz typowe widmo pokazane w Rysunek 4b.

4. Demodulacja sygnału dla wysoce finezyjnego Si-FOSP

UWAGA: System używany do demodulacji wysoce finezyjnego Si-FOSP jest pokazany w Rysunek 5a. Poniższe szczegółowe kroki pomagają skonfigurować system i wykonać przetwarzanie końcowe danych.

  1. Przemiatanie przestrajalnego lasera DFB za pomocą aktualnego sterownika.
    UWAGA: Napięcie przemiatania od szczytu do szczytu, które różni się dla różnych laserów i kontrolerów, powinno być wystarczająco duże, aby pokryć wycięcie widma.
  2. Podłącz wyjście przestrajalnego lasera do portu 1 cyrkulatora optycznego.
  3. Podłącz port 2 cyrkulatora optycznego do czujnika o wysokiej precyzji.
  4. Podłącz port 3 cyrkulatora optycznego do fotodetektora.
  5. Użyj urządzenia do akwizycji danych, aby odczytać dane wyjściowe fotodetektora, które są przechowywane przez komputer.
  6. Sprawdź widmo czujnika, aby upewnić się, że system działa poprawnie. Zobacz typowy klatkę widma pokazaną w Rysunek 5b. Znajdź położenie doliny za pomocą dopasowania krzywej wielomianowej.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Si-FOSP jako podwodny termometr do profilowania termoklin oceanicznych
Niedawne badania oceanograficzne wykazały, że rozmycie obrazowania podwodnego wynika nie tylko z mętności zanieczyszczonych wód, ale także z mikrostruktur temperaturowych w czystym oceanie17,18. Ten drugi efekt stał się przedmiotem zainteresowania wielu oceanografów, których celem jest znalezienie skutecznego sposobu korygowania rozmytych o...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Wybór rozmiaru (długości i średnicy) krzemowego FPI jest dokonywany na podstawie kompromisu między wymaganiami dotyczącymi rozdzielczości i prędkości. Ogólnie rzecz biorąc, mniejszy rozmiar zapewnia większą prędkość, ale także zmniejsza rozdzielczość2. Krótka długość jest korzystna dla uzyskania większej prędkości, ale nie jest lepsza dla uzyskania wysokiej rozdzielczości ze względu na rozszerzone FWHM wycięć odbicia. Zastosowanie powłok HR w celu zmniejszenia FWHM może pomóc w poprawie rozdzielcz...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Amerykański patent (nr 9995628 B1) został wydany w celu ochrony powiązanych technologii.

Podziękowania

Ta praca była wspierana przez Laboratorium Badawcze Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych (nr N0017315P0376, N0017315P3755); U.S. Office of Naval Research (nr N000141410139, N000141410456); U.S. Department of Energy (nr DE-SC0018273, DE-AC02-09CH11466, DE-AC05-00OR22725).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
200 Proof Pure EthanolKoptecV1001
5-kanałowy Duplex CWDMSklep światłowodowy5MDD-ABS-FSCWDM
Motylkowe mocowania diod laserowychTholabsLM14S2
CastAway CTDYellow Springs Instrument
CTDSeabirdSBE 19plus
Miernik prąduNortekUrządzenie do
National InstrumentsNIUSB4366
Oscyloskop cyfrowyRIGOLDS1204B200 MHz 2 GSa/s
Laser diodowyThorlabsLM9LPDługość fali: 632 nm
Naprawiono zestaw terminatora BNCThorlabsFTK01
Generator przebiegów funkcyjnych RIGOLDG4162160 MHz 500 GSa/s
Tasak o wysokiej precyzjiFujikuraCT-32
Powłoka dielektryczna o wysokim współczynniku odbiciaPowłoka odparowana INC (ECI)Materiały i struktura powłoki są nieznane
Spektrometr I-MON 512Ibsen PhtonicsP/N: 1257110
Detektor polaryzacji InGaAsTholabsDET01CFCwyjście FC/PC:0-10V; Ilość: 2
Dioda laserowaQphotonicQFLD-405-20SDługość fali: 405 nm
Kontroler prądu diody laserowejTholabsLDC 210CZakres 1 A i 100 mA 
Regulator temperatury diody laserowejTholabsTEC 200CIlość: 2
Rękawice do badań lateksowychHCS
Micro SlidesCorning Incorporated
Wąska szerokość linii DFB LaserEblanaEP1550-NLW-B06-100FMDługość fali: 1550 nm
Spawarka światłowodowaSumitomo electric industries, LTD3822-2
Mikroskop i monitor optycznyIkegami Tsushinki CompanyPM-127
Optyczny analizator widmaYokogawaAQ6370Czakres długości fal: 600-1700 nm
Polska maszynaULTRA TEC41076
IrysyIlość: 2
Pump LaserGooch i Housego0400-0974-SMDługość fali: 980 nm
Si Ampliified PhotodetectorThorlabsPDA36ADługość fali: 350-1100 nm
Wafelkrzemowy University Grubość wafla10 i mikro; m, 200 i mikro; m, 75 i mikro; m, 40 i mikro;
m Światłowód jednomodowy CorningSMF-28
z bezpiecznikiem jednomodowym  Łącznik światłowodowyThorlabs Długość fali: 1550 nm
SM 125 interogratorMicron Optics
Zatapialna pompa akwariowaSonglongSL-403
Superluminscent LEDDenselight SemiconductorsDL-BP1-1501AZakres długości fal: 1510-1590 nm
Pompa strzykawkowaCole Parmer74905-02
Podróż Etap tłumaczeniaThorlabsLT1
Klej utwardzany promieniami UVTechnologia epoksydowaPB109077
UVGL-15 Kompaktowy UV LmapUVPP / N: 95-0017-09254/365 nm
TholabsM-VA/00016951 P/N: VOA50-APC
akwizycji danych wektorowych do montażu na słupku : Zmienne tłumiki optyczne

Bibliografia

  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).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Krzemowy interferometr Fabry Perotad ugo drogi optycznejczujnik o niskiej dobrociczujnik o wysokiej dobrocitermometr podwodnyprzep ywomierzbolometrwytwarzanie MEMScyrkulator optyczny
Światłowodowa platforma detekcyjna z silikonową końcówką o wysokiej rozdzielczości i szybkiej reakcji
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki Korzystania

Zasady

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.