view in publisher's site

Dynamic bending and rotation sensing based on high coherence interferometry in multicore fiber

Highlights•Novel sensor based on high coherence interferometry in multicore fiber.•High sensitivity of 629 fringe/m−1 (curvature) and 6.2 fringe/° (rotation).•Smallest curvature detection of 0.0032 m−1 (or radius of 312 m).•High repeatability and linearity, insensitive to slow varying perturbation.AbstractBending and rotation sensing based on high coherence interferometry in seven-core fiber (SCF) is proposed here for the first time. In the suggested scheme, distinct optical paths are formed from the selected cores, thus creating a very compact in-fiber Michelson interferometer. The interferometer consists of an in-line taper structure fabricated on the SCF for a light splitting/coupling element, and a Faraday rotating mirror used as a reflective element. Different strains are exerted on the reference and sensing cores because of the dissimilar distance from the neutral axis. The phase difference between these two interferometer arms resulting from the variations in strain is resolved using a fringe counting technique. The proposed sensor is revealed to be extremely sensitive for curvature and rotation measurement, with sensitivities of 629 fringe/m−1 and 6.2 fringe/°, respectively. The sensor is capable of detecting the smallest curvature of 0.0032 m−1 or radius of 312 m. The sensor also responds linearly to rotation, with a sensitivity of 6.2 fringe/°. This response is highly repeatable; linear; insensitive to slow-varying parameters, such as temperature; and promising for the detection of direction. The proposed sensor is particularly attractive for robotics, wearable medical devices, and structural health-monitoring applications.

تشخیص خمش و چرخش پویا براساس تداخل سنجی همدوسی بالا در فیبر چند هسته‌ای

نکات برجسته * سنسور جدید براساس تداخل انسجام بالا در فیبر چند هسته‌ای. * حساسیت بالای ۶۲۹ حاشیه / m - ۱ (انحنا)و ۶.۲ حاشیه / ° (چرخش). * کوچک‌ترین تشخیص انحنای ۰.۰۰۳۲ m - ۱ (یا شعاع ۳۱۲ m). قابلیت تکرار بالا و خطی بودن، عدم حساسیت به اختلالات متغیر آهسته. حس خمش و چرخش مبتنی بر تداخل سنجی همدوسی بالا در فیبر هفت هسته‌ای (SCF)برای اولین بار در اینجا پیشنهاد شده‌است. در طرح پیشنهادی، مسیرهای نوری مجزا از هسته‌های منتخب شکل می‌گیرند، بنابراین یک تداخلسنج میکلسون با فیبر بسیار فشرده ایجاد می‌کنند. تداخلسنج شامل یک ساختار شمع دار درون خطی ساخته‌شده بر روی SCF برای یک عنصر جدا کننده / جفت کننده نور، و یک آینه چرخان فارادی است که به عنوان یک عنصر بازتابنده استفاده می‌شود. کرنش‌های مختلف به دلیل فاصله غیر مشابه از محور خنثی بر روی مرجع و هسته‌های حسی اعمال می‌شوند. تفاوت فاز بین این دو بازوی تداخلسنج که ناشی از تغییرات در کرنش است، با استفاده از یک تکنیک شمارش حاشیه‌ای حل می‌شود. نشان‌داده شده‌است که سنسور پیشنهادی برای اندازه‌گیری انحنا و چرخش، به ترتیب با حساسیت‌های ۶۲۹ حاشیه / m - ۱ و ۶.۲ حاشیه / درجه، بسیار حساس است. سنسور قادر به تشخیص کوچک‌ترین انحنای ۰.۰۰۳۲ m - ۱ یا شعاع ۳۱۲ m است. همچنین سنسور به صورت خطی به چرخش با حساسیت ۶.۲ حاشیه / درجه پاسخ می‌دهد. این پاسخ بسیار تکرار پذیر است؛ خطی؛ غیر حساس به پارامترهای متغیر کند، مانند دما؛ و برای تشخیص جهت امیدوار کننده است. حسگر پیشنهادی به ویژه برای روباتیک، دستگاه‌های پزشکی پوشیدنی، و برنامه‌های ساختاری پایش سلامت جذاب است.
ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.