Abstract
A novel fiber optic sensor is demonstrated using a FBG in PM(Polarization-Maintaining) fiber. Gratings have been written in a Bow-Tie type fiber using the phase mask. The operation of the sensor simply involves monitoring back-reflected Bragg wavelengths from the grating. Since PM fiber has two principal semi-axes with two indices of refraction, two Bragg wavelengths were observed. We have observed the position of Bragg wavelengths for PM FBG shifted simultaneously by either applying the longitudinal strain or temperature change. The wavelength sensitivity of 1.2pm/$\mu$$\varepsilon$ about a longitudinal strain and the wavelength sensitivity of 11.4pm/$^{\circ}C$ about a temperature have been experimentally achieved. The wavelength sensitivity of both longitudinal strain and temperature are approximately same with the reported values for the single mode FBG. On the other hand, the change of separation between Bragg wavelengths was observed by the applying transverse stress. We observed that the separation between two Bragg wavelengths is proportional to the applied transverse stress. The wavelength sensitivity of 14.6 pm/N about a transverse stress has been achieved. We have demonstrated PM FBG sensors can measure the transverse stress independently from the effects of temperature.
광섬유 격자는 외부의 가해진 물리량에 대해 선형적인 응답을 하며, 광섬유 격자의 파장 인코딩 특성으로 인해 S/N비가 높은 신호 처리를 할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 편광 유지 광섬유 격자를 이용한 압력 센서에 관한 실험을 수행하였다. 편광 유지 광섬유 격자는 위상 마스크를 이용하여 Bow-Tie형 광섬유에 형성시켰는데, 편광 유지 광섬유는 두 개의 고유 편광 축을 가지므로 두 개의 브래그 peak을 가진다. 종방향 스트레인과 온도 변화에 따른 두 개의 브래그 파장 변화를 측정한 결과 각각 1.2 pm/.mu..epsilon.의 종방향 스트레인에 대한 파장 민감도와 11.4 pm/.deg. C의 온도에 대한 파장 민감도가 관측되어, 단일 모드 광섬유 격자의 보고된 값과 거의 일치하였다. 반면에 편광 유지 광섬유 격자에 횡방향 스트레스를 가하면 두 브래그 파장사이의 간격이 변화함을 관측하였고, 두 브래그 파장 간격에 대하여는 14.6 pm/N의 횡방향 스트레스에 대한 파장 민감도를 얻었다. 편광 유지 광섬유 격자 센서는 온도의 변화에 무관한 횡방향 스트레스 즉, 압력센서로 이용할 수 있음을 보였다.
