Diseño de un esquema de sensor de temperatura basado en Specklegramas de fibra óptica

Cada vez el avance tecnológico exige la implementación de sistemas que sean más estables y que puedan responder eficazmente a la medición de variables físicas, siendo a la vez inmunes a perturbaciones externas o también llamado ruido, tal es el caso que desde la óptica se hacen avances en construcción de sensores por medio de la fibra óptica para medir dichas variables. Dentro de los sensores de fibra óptica más popularizados por sus ventajas competitivas aparecen los sensores de fibra óptica por medio de redes de Bragg (FBG por sus siglas en inglés); estos sensores ópticos han obtenido reputación tecnológica debido a las altas ventajas que ofrecen a comparación de los sensores tradicionales como es la inmunidad del ruido electromagnético, tamaño reducido y multiplexación, entre otras. No obstante, el alto costo e implementación de este tipo sensor limita su espectro de aplicabilidad; en virtud de ello, se busca otra alternativa sensórica que mantenga como base los principios ópticos a un menor costo económico. En este trabajo se analizaron varios esquemas experimentales de prototipo de laboratorio fundamentado en specklegramas de fibra óptica, orientados a la medición de temperatura. Un specklegrama de fibra óptica es el moteado resultante a la salida de esta luego de haberle insertado radiación láser a una fibra multimodo, lo que genera la aparición de múltiples modos de propagación que interfieren en esta creando una estructura de moteado (speckle en inglés). Apoyados en la estructura local de los specklegramas generados en las fibras ópticas multimodales, se estudian lo que se conocen como sensores basados en specklegramas de fibra óptica (FSS por sus siglas en inglés). En este trabajo, se estudiaron sensores FSS compuestos por tres fibras principales que son: mono-modo (emisión entrada), multimodo (transducción), monomodo (filtrado) empalmadas8por fusión respectivamente. El arreglo de fibra óptica es conectado a una fuente láser con salida a fibra óptica y un fotodetector a la salida de esta, lo que permitió la consolidación de un sistema completamente a fibra. A partir de resultados previos, se determinó la combinación de fibras ópticas y la longitud de onda que mejor respondió a las perturbaciones térmicas, además se estudió el efecto del calentamiento sobre diferentes longitudes encontrando una relación directa entre longitud y sensibilidad del sistema. Se desarrolla un proceso de caracterización metrológica del esquema de sensado que incluye la sensibilidad, rango dinámico y umbral de operación del sistema. Posteriormente los resultados obtenidos con FSS son contrastados con los obtenidos mediante la técnica de óptica basada en redes de Bragg.

• Autores: Gutiérrez Gutiérrez, Luís Carlos; Castaño Escobar, Luís Fernando
• Fecha de publicación: 2018
• Institución: Politécnico Colombiano Jaime Izasa Cadavid
• Repositorio: ICARUS
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.elpoli.edu.co:123456789/8658
• Acceso en línea: https://repositorio.elpoli.edu.co/handle/123456789/8658
• Palabra clave: Dispositivos optoelectrónicos. Especklegramas de fibra óptica. Redes de Brag.
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/