Fiber Bragg ızgara tabanlı optik sensörlerin analizi

Abstract

Günümüzde optik fiber haberleşme sistemleri, teknolojinin ana yapısını oluşturmaktadır. Optik fiber haberleşme teknolojisindeki hızlı ve belirgin gelişme, elektronik alanda kullanılan sensör sistemlerinin yaygınlaşmasına neden olmuştur.Tezin Birinci Bölümü'nde, optik fiber yapısı anlatılmış ve optik fiberin temel özellikleri hakkında bilgiler verilmiştir. İkinci Bölüm'de, optik dalga kılavuzlarının düzlemsel yapıdaki elektromagnetik özellikleri ve basamak indisli fiber için silindirik yapıdaki elektromagnetik özellikleri incelenmiştir. Üçüncü Bölüm'de, elektronik sistemlerin büyük bir kısmında kullanılan optik fiber sensörlerin kullanım yerleri, çalışma prensibi ve sensör çeşitleri anlatılmıştır. Dördüncü Bölüm'de, optik fiber sensör çeşitleri arasında yer alan fiber Bragg ızgara tabanlı sensörler analiz edilmiştir. Fiber Bragg ızgaralar, ızgara uzunluğu boyunca kırılma indisi değişimiyle oluşan ve yansıma modunda çalışan yapılardır. Izgaraların karakteristik özelliklerini oluşturan dalgaboyu, band genişliği, yansıma ve iletim spektrumu gibi özellikleri incelenmiştir. Fiber Bragg ızgaralar yansıma modunda tasarlandığı için, Bragg dalgaboyundaki yansıyan güç miktarının büyük değerlerde olması, ızgaranın performansının yüksek olmasını sağlamaktadır. Bu nedenle, yapılan analizlerde, büyük değerli yansıyan güç miktarının elde edilebilmesi için, seçilecek ızgaranın değişik özellikleri incelenmiştir. Sıcaklık ve gerilmeye bağlı olarak, yansıyan dalgaboyunda meydana gelen değişim miktarları araştırılmış ve duyarlılık analizleri yapılmıştır. Beşinci Bölüm'de elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, ızgara uzunluğu arttığında yansıyan güç miktarının da arttığı görülmekte ve kırılma indisinde meydana gelen değişim miktarı sabit tutulduğu durumda daha büyük uzunluklu fiber Bragg ızgaralar kullanılarak yüksek yansıtıcılık değerleri elde edilebilmektedir. Kırılma indisi değişiminin artan değerleri için yansıyan güç miktarı artış göstermektedir. Ayrıca, kırılma indisi değişiminin yüksek değerleri için, çok daha kısa ızgaralarla, yansıtılırlığın en yüksek değere ulaştığı noktaya erişilebileceği görülmüştür. Yapılan analizler sonucunda, gerilme kuvvetinin dalgaboyuna etkisinin, sıcaklık değişiminin dalgaboyuna etkisinden daha kuvvetli olduğu belirlenmiştir.