Caracterización de una fibra de mantenimiento de la polarización de orificios laterales tipo K para la detección...

Área de la Ciencia:

• La optoelectrónica y la fotónica.
• Tecnología de detección por fibra óptica Tecnología de detección por fibra óptica
• Ciencia de los materiales para sensores.

Sus antecedentes:

• La detección distribuida requiere métodos robustos para la medición de múltiples parámetros.
• Los sensores de fibra existentes luchan con la discriminación simultánea de presión y temperatura.
• Las fibras que mantienen la polarización son clave para las mediciones ópticas sensibles.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una fibra de agujero lateral (SHF) de tipo K que mantenga la polarización para la detección simultánea distribuida de presión y temperatura.
• Para optimizar el diseño de SHF para una alta sensibilidad a la presión diferencial y una polarización estable.
• Demostrar un desacoplamiento preciso de los efectos de presión y temperatura utilizando la reflectometría óptica de dominio de frecuencia (OFDR).

Principales métodos:

• Utilizó una nueva fibra de agujero lateral tipo K con orientación específica del núcleo elíptico.
• Empleó la reflectometría óptica de dominio de frecuencia (OFDR) aprovechando la retrodispersión de Rayleigh.
• Desarrolló un modelo polinómico de dos canales para el análisis de desplazamiento espectral y desacoplamiento de parámetros.

Principales resultados:

• Se logró una sensibilidad de presión diferencial récord (-1.9 GHz/MPa y 0.7 GHz/MPa) entre los modos de polarización ortogonales.
• Se ha demostrado una separación de polarización estable en todo el rango de presión, evitando la compensación.
• Se realizaron con éxito mediciones distribuidas simultáneas de presión y temperatura con una precisión de ~0.1°C y ~0.1 MPa.

Conclusiones:

• El sensor SHF desarrollado permite las primeras mediciones de presión y temperatura simultáneas distribuidas basadas en Rayleigh.
• El sensor exhibe alta sensibilidad a la presión, estabilidad térmica y selectividad de polarización para un funcionamiento confiable.
• Esta tecnología avanza en la detección de fibra óptica multiparámetro para aplicaciones en el almacenamiento de energía, petróleo / gas y monitoreo de la salud estructural.