sợi quang và ứng dụng

Bài tiểu luận: SỢI QUANG VÀ ỨNG DỤNG Nhóm 5: Trần Công Tú Lê Thị Thu Hiền Trần Thị Kim Chi Nguyễn Văn Hòa Dương Thị Như Mai Nguyễn Thị Thanh Tâm Lý Thị Tỵ LỜI NÓI ĐẦU Bài tiểu luận trình bày kiến thức Sợi quang bao gồm phần sau:  Lịch sử hình thành  Cấu tạo phân loại  Nguyên lý hoạt động  Ứng dụng Trong trình, trình bày khơng thể tránh sai sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn Nhóm MỤC LỤC Phần Lịch sử hinh thành .4 1.1 Sự hình thành Sợi quang 1.2 Khái niệm Sợi quang Phần Nguyên lý truyền ánh sáng sợi quang 2.1 Cấu tạo sợi quang .5 2.2 Phân loại sợi quang 2.3 Truyền dẫn ánh sáng sợi quang .6 Phần Ứng dụng .9 3.1 Cáp quang 3.1.1 Cấu tạo 3.1.2 Phân loại 3.1.3 Nguyên lý .11 3.2 Phương pháp nội soi 13 3.3 Đèn Led sợi quang 16 3.4 Cảm biến sợi quang 18 Tài liệu tham khảo 21 Kết luận Phần Lịch sử hình thành Trong kì tích khoa học đại làm cho ánh sang truyền dòng điện.Loại dây dẫn không làm dây dẫn kim loại mà loại sợi thủy tinh đặc biệt ,gọi sợi dẫn quang hay sợi quang Sự đời sợi quang Năm 1854: John Tyndall, nhà vật lý tự nhiên người Anh ,đã thực thành cơng thí nghiệm đáng ý ánh sáng truyền qua môi trường điện môi suốt.Vào năm 1870 ơng chứng minh ánh sáng dẫn theo vòi nước uốn cong dựa vào nguyên lý phản xạ tồn phần Năm 1952 nhà vật lí Narinder Singh Kapany , dựa nghiên cứu nhà vật lí người Anh John Tyndall truyền ánh sáng bên vật liệu truyền dẫn cong , kết luận thử nghiệm ông Diod quang ( LED ) phát minh truyền ánh sáng sợi quang Sợi quang vật liệu truyền dẫn trung gian tuyệt vời để sử dụng hệ thống yêu cầu dải thông cao : hệ thống Telephone , Videoconference , LAN Có hai điều thuận lợi sợi quang cable dây dẫn kim loại: + Sợi quang hồn tồn khơng chịu tác động trường điện từ , có nghĩa liệu khơng bị hỏng q trình truyền dẫn + Sợi quang khơng dẫn điện , vấn đề liên quan đến dòng điện khơng bị ảnh hưởng Như điện dòng điện thiết bị vấn đề liên quan đến ánh sáng Đúng tên , sợi quang dùng ánh sáng để truyền liệu Ở đầu cable LED (Light Emitting Diode) Laser bán dẫn làm nguồn sáng LED truyền liệu tới tốc độ 300 Mps dùng cho khoảng cách ngắn , Laser truyền với tốc độ nhiều Gbps với khoảng cách xa Ánh sáng dùng sợi quang gần với tia hồng ngoại Trên thực tế sợi quang dùng cho ánh sáng với bước sóng khác ITU (International Telecommunication Union ) phân biệt bước sóng khác sử dụng sợi quang thnàh "bands" Ví dụ: Sợi quang hoạt động O Band có bước sóng từ 1260 nm đến 1360 nm Band Descriptor Range (nm) O band Original 1260 to 1360 E band Extended 1360 to 1460 S band Short wavelength 1460 to 1530 C band Conventional 1530 to 1565 L band Long wavelength 1565 to 1625 U band Ultralong wavelength 1625 to 1675 1.2 Sợi quang gì?  Sợi quang dây nhỏ dẻo truyền ánh sáng nhìn thấy tia hồng ngoại Chúng có lõi có phần bao bọc xung quanh lõi Để ánh sáng phản xạ cách hồn tồn lõi chiết suất lõi lớn chiết suất áo chút  Lõi áo làm thuỷ tinh hay chất dẻo (Silica), chất dẻo, kim loại, fluor, sợi quang kết tinh).Vỏ bọc phía ngồi áo bảo vệ sợi quang khỏi bị ẩm ăn mòn, đồng thời chống xuyên âm với sợi bên cạnh làm cho sợi quang dễ xử lý Để bọc ta dùng nguyên liệu mềm độ tổn thất lượng quang lớn Phần Nguyên lý truyền ánh sáng sợi quang 2.1 Cấu tạo sợi quang Hình : Cấu tạo sợi quang Trong đó: + Core lõi sợi quang + Cladding lớp vỏ sợi quang + Buffer coating vỏ bảo vệ (lớp phủ) Sợi quang giống dây dẫn hình trụ suốt có tác dụng truyền dẫn ánh sáng Sợi quang có ba lớp, lớp lõi sợi hình trụ làm vật liệu thủy tinh có chiết suất n1 Bao quanh lõi lớp vỏ để phản xạ ánh sáng Lớp vỏ hình ống đồng tâm với lõi có chiết suất n2< n1 Lớp vỏ thủy tinh vật liệu suốt Để bảo vệ sợi quang tránh nhiều tác động điều kiện bên ngồi, sợi quang đặt thêm lớp vỏ bảo vệ sợi quang (lớp phủ) Lớp vỏ bảo vệ ngăn chặn tác động học vào sợi, gia cường thêm cho sợi, bảo vệ sợi không bị lượn sóng, kéo dãn cọ sát bề mặt Lớp vỏ gọi lớp vỏ bọc sơ cấp 2.2 Phân loại sợi quang 2.2.1.Theo phương pháp truyền sóng Sợi quang chia thành hai loại sợi đơn mode SM (single mode) sợi đa mode MM (multi mode) + Sợi đơn mode sợi cho phép nhiều mode truyền + Sợi đa mode sợi cho phép nhiều mode truyền - Các sợi đơn mode sợi có đường kính nhỏ điều kiện đơnmode sợi quang sợi phải có đường kính nhỏ giá trị xác định (tương ứng với bước sóng cắt), bước sóng truyền vào nhỏ đường kínhthì khơng sợi đơn mode 2.2.2 Phân loại theo số chiết suất Theo biến đổi số chiết suất sợi quang phân thành hai loại: - Sợi có chiết suất nhảy bậc SI (step index): loại sợi có chiết suất biến đổi từ lõi đến vỏ theo bậc thẳng xác định - Sợi có chiết suất biến đổi GI (Grade index): Là sợi có chiết suất biến đổi giảm dần từ vỏ vào lõi 2.3 Truyền dẫn ánh sáng sợi quang Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng sợi quang chủ yếu dựa vào tượng phản xạ toàn phần tia sáng mặt phân cách hai mơi trường từ mơi trường có chiết suất lớn sang mơi trường có chiết suất nhỏ Để tìm hiểu truyền dẫn ánh sáng sợi quang ta tìm hiểu hai định luật ánh sáng định luật khúc xạ phản xạ ánh sáng Khúc xạ ánh sáng tượng tia sáng bị đổi hướng truyền qua mặt phân cách hai môi trường có chiết suất khác Phản xạ tượng tia sáng truyền bị phản xạ lại môi trường ban đầu gặp bề mặt phản xạ Ta xét ví dụ sau: Một tia sáng truyền từ mơi trường thứ có chiết suất n sang mơi trường thứ hai có chiết suất n2 , n1> n2 (hình 2) Hình 2: Định luật khúc xạ phản xạ ánh sáng Tia sáng tới mặt phân cách hai môi trường phần bị phản xạ, phần bị khúc xạ theo góc tia hình Theo định luật phản xạ ánh sáng : Góc phản xạ góc tới: θ = β Mặt khác tia khúc xạ tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng : n1.sinθ = n2.sinα Do n1> n2 nên θ < α Nếu tăng góc tới θ góc khúc xạ tăng theo tới giá trị mà góc tới θ = θ0 góc khúc xạ α = 90 Khi tia khúc xạ song song với mặt mặt phân cách hai môi trường Lúc θ0 giá trị tới hạn góc tới (gọi góc tới hạn) Lúc khơng tia khúc xạ Hiện tượng gọi tượng phản xạ tồn phần Góc tới hạn : sin θ0 = hay θ = arcsin - Điều kiện xảy tượng phản xạ toàn phần là: + Ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang (có chiết suất lớn) sang mơi trường chiết quang (có chiết suất nhỏ hơn) : n1> n2 + Góc tới tia sáng phải lớn góc tới hạn : θ > θ0 - Hiện tượng phản xạ toàn phần ứng dụng để truyền dẫn ánh sáng trongsợi quang, nhờ phản xạ ánh sáng liên tục sợi quang mà thông tin đượctruyền từ đầu tới đầu - Ứng dụng tượng phản xạ toàn phần trên, sợi quang chế tạo gồm lõi thủy tinh có chiết suất n lớp vỏ thủy tinh có chiết suất n2, với n1>n2 Ánh sáng truyền lõi sợi quang phản xạ toàn phần nhiều lần mặt tiếp giáp lớp lõi lớp vỏ (hình 3) Do ánh sáng truyền sợi dọc theo cự ly dài sợi bị uốn cong với độ cong có giới hạn * Quá trình đưa ánh sáng vào sợi quang Ánh sáng phát từ nguồn phát quang bị khuếch tán nhiễu xạ Muốn đưa ánh sáng vào lõi sợi quang cần phải tập trung ánh sáng Tuy nhiên tất ánh sáng tập trung đưa vào sợi mà có phần góc tới nằm giới hạn định đưa vào lõi sợi quang  Ánh sáng lan truyền lõi *Tại điểm đưa ánh sáng vào sợi quang chia làm ba môi trường liền có chiết khúc xạ khác Mơi trường khơng khí ,mơi trường có chiết suất n1 mơi trường vỏ có chiết xuất n2 Ta áp dụng định luật khúc xạ biên tiếp giáp khơng khí lõi , lõi vỏ Góc mà có tia sáng lan truyền lõi lớn θolà góc mở tia tới số có góc tới góc tới hạn Sinθmax gọi độ số (NA) cho ta biết điều kiện đưa ánh sáng vào sợi quang Đây thông số tác động đến hiệu suất ghép nối nguồn sáng sợi quang Nếu biết đường kính lõi độ số (NA) sợi quang xác định lượng ánh sáng v lõi sợi Đường kính lõi sợi quang lớn NA lớn cho hiệu suất ghép nối cao Áp dụng công thức Snell để tính NA : Hình 3: Ngun lý truyền dẫn ánh sáng sợi quang n0.sin θi0 = n1.sin θr0 = n1.sin (900- θ0) = n1.cos θ0 n0.sin θi0 = n1 = = n1 = = NA Do chiết suất khơng khí n0 = nên NA = sin θi0 = NA gọi độ mở số sợi quang, θi0 góc tiếp nhận ánh sáng cực đại, tạo thành hình nón, tia sáng vào tiết diện sợiquang với góc θi > θio nằm ngồi hình nón khơng truyền sợi quang mà vỏ sợi quang Như vậy, tia sáng nằm hình nón truyền vào sợi quang phản xạ toàn phần liên tiếp lõi lớp vỏ, tia sáng theo đường dích dắc Nếu gọi ∆ độ lệch chiết suất tương đối lõi lớp vỏ thì: Trên thực tế: n1 n2 đó: NA = = = n1 Phần Ứng dụng sợi quang 3.1 Cáp quang 3.1.1 Cấu tạo Cáp quang có cấu tạo gồm dây dẫn trung tâm sợi thủy tinh plastic tinh chế nhằm cho phép truyền tối đa tín hiệu ánh sáng Sợi quang tráng lớp lót nhằm phản chiếu tốt tín hiệu Cáp quang gồm phần sau:  Core: Trung tâm phản chiếu sợi quang nơi ánh sáng  Cladding: Vật chất quang bên bao bọc lõi mà phản xạ ánh sáng trở lại vào lõi 10   Buffer coating: Lớp phủ dẻo bên bảo vệ sợi không bị hỏng ẩm ướt Jacket: Hàng trăm hay hàng ngàn sợi quang đặt bó gọi Cáp quang Những bó bảo vệ lớp phủ bên cáp gọi jacket 3.1.2 Các loại cáp quang Multimode (đa mode)  Multimode stepped index (chiết xuất bước): Lõi lớn (100 micron), tia tạo xung ánh sáng theo nhiều đường khác lõi: thẳng, zig-zag… điểm đến nhận chùm tia riêng lẻ, xung dễ bị méo dạng  Multimode graded index (chiết xuất liên tục): Lõi có số khúc xạ giảm dần từ cladding Các tia gần trục truyền chậm tia gần cladding Các tia theo đường cong thay zig-zag Các chùm tia điểm hội tụ, xung bị méo dạng 11 Single mode (đơn mode) Lõi nhỏ (8 micron hay nhỏ hơn), hệ số thay đổi khúc xạ thay đổi từ lõi cladding multimode Các tia truyền theo phương song song trục Xung nhận hội tụ tốt, méo dạng 3.1.3 Hệ thống chuyển tiếp cáp quang Để hiểu sợi quang sử dụng hệ thống thơng tin liên lạc, nhìn vào ví dụ từ phim Chiến tranh Thế giới II phim tài liệu, nơi hai tàu hải quân hạm đội cần phải giao tiếp với phải giữ hệ thống phát im lặng biển bão Một tàu lên bên cạnh Thuyền trưởng tàu gửi thông điệp tới thủy thủ boong Thủy thủ dịch tin nhắn thành mã Morse (dấu chấm dấu gạch ngang) sử dụng đèn tín hiệu (đèn pha với loại làm mờ nó) để gửi tin nhắn tới tàu khác Một thủy thủ boong tàu khác nhìn thấy tin nhắn mã Morse, giải mã sang tiếng Anh gửi tin nhắn lên đến thuyền trưởng 12 Bây giờ, tưởng tượng làm điều tàu hai bên đại dương cách hàng ngàn dặm, bạn có hệ thống truyền thơng sợi quang vị trí hai tàu Hệ thống chuyển tiếp cáp quang bao gồm điều sau đây: · Bộ phận truyền - Tạo mã hóa tín hiệu ánh sáng · Sợi quang – Dẫn tín hiệu ánh sáng · Bộ phận tái tạo ánh sáng - Có thể cần thiết để tăng tín hiệu ánh sáng (đối với khoảng cách xa) · Bộ thu ánh sáng - nhận giải mã tín hiệu ánh sáng Bộ phận truyền Bộ phận truyền giống thủy thủ boong tàu gửi Nó nhận hướng thiết bị quang học bật tắt ánh sáng theo chuỗi xác, tạo tín hiệu ánh sáng Bộ phận truyền phận gần với sợi quang học chí có ống kính tập trung ánh sáng vào sợi Cable quang Các Laser có nhiều lượng đèn LED, thay đổi tùy theo nhiệt độ chi phí tốn Các bước sóng phổ biến tín hiệu ánh sáng 850 nm, 1.300 nm, 1.550 nm (tia hồng ngoại, sóng ánh sáng mà mắt người khơng nhìn thấy ) Bộ phận tái tạo ánh sáng (Optical Regenerator) Như đề cập trên, số trường hợp bị tín hiệu ánh sáng truyền qua sợi quang, đặc biệt khoảng cách dài (hơn nửa dặm, km) với cáp ngầm biển Do đó, nhiều phận tái tạốnh sáng tín hiệu ghép dọc theo cáp để tăng tín hiệu ánh sáng bị xuống cấp Một phận tái tạo quang học bao gồm sợi quang học với lớp phủ đặc biệt ( doping ) kích lên Laser Khi tín hiệu suy hao vào lớp phủ lượng từ Laser cho phép kích phân tử tín hiệu trở nên mạnh để phát tín hiệu ánh sáng mạnh hơn, với đặc điểm tương tự tín hiệu ánh đầu vào Về bản, Bộ tái tạo ánh sáng khuếch đại laser cho tín hiệu đến Bộ thu ánh sáng Bộ phận quang nhận giống thủy thủ boong tàu nhận tín hiệu Nó lấy tín hiệu ánh sáng kỹ thuật số truyền đến, giải mã chúng gửi tín hiệu điện tử cho máy tính, truyền hình, điện thoại người sử dụng (thuyền trưởng thuyền nhận) Người nhận sử dụng photocell photodiode để tách ánh sáng 3.2 Phương pháp nội soi 13 Nội soi phương pháp kiểm tra có hiệu việc chẩn đốn ung thư đại tràng bác sỹ quan sát biến đổi niêm mạc ruột cách trực quan, đồng thời trực tiếp lấy mẫu bệnh phẩm để xét nghiệm tổ chức tế bào làm chứng xác định bệnh lý 14 Nguyên lý: Cảm biến gắn vào sợi quang học phát ánh sáng hai đầu Vì có kích thước nhỏ - sợi tóc người - truyền tín hiệu nhanh, sợi quang học thường dùng y học, phẫu thuật nội soi Khi khơng có tác động lực tác động thấpcảm biến phát tín hiệu “thấp” Ngược lại có lực tác động lớn phát tín hiệu “cao” Dựa nguyên lý này, nhà nghiên cứu sử dụng cảm biến để phát sớm khối u cách rung cảm biến mô cá biệt Một khối u thường cứng tế bào khu vực khỏe mạnh nên tác động lên cảm biến nhiều lực hơn, tạo khác biệt rõ ràng tín hiệu “cao” tín hiệu “thấp” Điều cho phép đánh giá xác giai đoạn khối u cách tốt để điều trị chúng Những trường hợp sau nên thực nội soi  Người có bệnh tiêu chảy (phân lỏng) mạn tính, đại tiện chất nhầy, đại tiện máu không rõ nguyên nhân  Xuất huyết, đại tiện máu không rõ nguyên nhân  Người bị đau bụng cục bụng có nghi ngờ biến chứng bệnh  Cần quan sát, theo dõi người xác đinh bị ung thư đại tràng  Theo dõi tình trạng bệnh sau phẫu thuật, vết mổ liền hay chưa, có bị tái phát hay khơng?… Các trường hợp sau không phép sử dụng Tuy nội soi phương pháp thường dung khám bệnh, độ an toàn cao, số trường hợp bệnh nhân sau không phép sử dụng nội soi:  Người có bệnh tim, phổi chức tim phổi khơng bình thường  Người cao huyết áp, người thiếu máu não, có bệnh động mạch vành  Người có bệnh viêm màng bụng, viêm đường tiêu hóa trúng độc cấp tính (kiết lỵ), viêm loét kết tràng trúng độc  Xuất huyêt cấp tính phía đường tiêu hóa, tụ huyết nhiều đường ruọt gây trở ngại cho việc quan sát  Người qua phẫu thuật đường ruột thời kỳ gần người sử dụng phóng xạ vùng ổ bụng vùng khoang chậu thời gian gần  Người phẫu thuật bị viêm phẫu thuật chứng viêm làm dính niêm mạc ruột có chỗ bị cứng khơng nên nội soi 15  Trong ruột có chỗ bị co thắt khơng nên cố luồn ống nội soi qua đoạn co thắt để quan sát Người bị hẹp hậu môn xung quanh hậu mơn bị viêm cấp tính khơng nên nội soi cách miễn cưỡng  Người có bệnh thần kinh không đồng ý nội soi 3.3 ĐÈN LED SỢI QUANG (LED FIBER OPTIC LIGHTING) Với tính chất truyền ánh sáng theo nguyên lý phản xạ ánh sáng toàn phần, sợi quang nhà khoa học nghiên cứu chế tạo đèn sợi quang dùng để trang trí, tạo hiệu ứng bầu trời cho trần nhà, nội thất… Đèn LED sợi quang: loại đèn kết hợp dùng nguồn sáng đèn LED sợi quang Nguyên lý hoạt động đèn LED sợi quang:là nguồn sáng đèn LED truyền vào đầu sợi quang tồn ánh sáng phản xạ hoàn toàn đến đầu sợi quang tạo điểm sáng điểm cuối sợi quang Màu sắc ánh sáng sợi quang nguồn sáng LED quy định Các tính đèn LED sợi quang Vật liệu: sợi quang, nguồn sáng LED Linh động màu sắc, điều khiển từ xa remote Dễ dàng lắp đặt bảo trì Khơng có tia tử ngoại, thủy ngân, chì Tiết kiệm điện, tuổi thọ cao An tồn điện Thơng số kỹ thuật: Thơng số FRP305-1 FRP305-2 FRP310 Công suất (W) 5W 5W 10W Nguồn sáng CREE LLE-003-5W CREE LLE-003-5W CREE LLE-003-10W Quang thông (lm) 107lm 107lm 210lm Hiệu suất phát sáng (lm/W) 80lm/W 80lm/W 80lm/W 16 Hệ số hoàn màu (CRI) 70 70 70 Nhiệt độ làm việc (0C) Điện làm việc (V) 0-600C DC 12V 0-600C DC 12V 0-600C DC 12V Tuổi thọ (giờ) 50.000 50.000 50.000 Màu sắc 06 màu/trắng lấp lánh/tùy chỉnh 06 màu/trắng lấp lánh/tùy chỉnh 06 màu/trắng lấp lánh/tùy chỉnh 17 Đường kính sợi quang (mm) 0,75mm + 1,00mm 0,75mm 0,75mm + 1,00mm Chiều dài sợi quang (m) 2m 2m 2m Số lượng sợi quang 100*0,75mm 50*0,75mm + 50*1,00mm 200*0,75mm + 20*1,00mm 50*0,75mm + 50*1,00mm 200*0,75mm + 20*1,00mm Diện tích trần lắp đặt (m2) 16m2 16m2 16m2 Góc chiếu sáng (0) 150 150 150 Điều khiển remote từ xa Có Có Có Chất liệu nguồn sáng Hộp kim nhôm Hộp kim nhôm Hộp kim nhơm Kích thước nguồn (mm) L153*W87*H66mm L153*W87*H66mm L148*W90*H90 Bảo hành (năm) năm năm năm Ứng dụng: Sử dụng trang trí quầy tiếp tân, phòng hội nghị, trung tâm thương mại, câu lạc bộ, khách sạn, nhà hàng, câu lạc đêm, quán bar, hành lang, bể cá, hồ bơi, phòng cho bé, trang trí mơ hình dự án xây dựng, trang trí trần nhà trang trí ngồi trời… 3.4 Tích hợp cảm biến sợi quang công nghệ đo lường Hệ thống đo lường sợi quang thời vượt qua ứng dụng truyền thống phục vụ cho hoạt động quân đội hay phủ, trở thành hệ thống mang lại giá trị thương mại lớn, ứng dụng ngành công nghiệp xe hơi, hàng không, tàu thủy… Các thông số mà hệ thống đo lường bao gồm: nhiệt độ, áp suất hay sức căng Gần đây, việc ứng thống đo lường tích hợp cảm biến sợi quang nghiên cứu ứng dụng tua-bin cho thấy kết khả quan Theo tờ Tạp chí Phố Wall, cơng nghiệp lượng bùng nổ mở tiềm lớn cho ngành sản xuất tua-bin chạy gas tương lai gần Tờ Dự báo quốc tế dự đoán thập kỉ tới có khoảng 64,000 tua-bin chạy gas sản xuất toàn cầu, mang lại doanh thu khoảng 300 tỉ USD Là thị trường tiềm năng, công nghệ cảm biến biến thời lại đáp ứng yêu cầu ngành Trong đó, cảm biến sợi quang, với đặc tính “miễn dịch” với loại nhiễu điện từ, làm việc nhiệt độ cao, chế tạo với ngun liệu khí trơ, đồng thời có kích thước nhỏ bé gần lựa chọn hồn hảo cho ngành cơng nghiệp tua-bin Khả quản lý phạm vi rộng yêu cầu với nhiều ứng dụng công nghệ cảm biến sợi quang đa lộ làm điều Các cảm biến đa lộ có số lượng lớn cảm biến kênh Hệ thống cảm biến sợi quang đa lộ với tốc độ cực nhanh ứng dụng đánh giá mức độ hư hại áo chống đạn sau chúng sử dụng Hệ thống cảm biến đa lộ ứng dụng ngành công nghiệp hàng khơng, với hình thức nhỏ gọn đưa thông số, áp suất nhiệt độ, lựa chọn hàng đầu để thay cảm biến đồ sộ thời Một cảm biến trung tâm hệ thống cảm biến sợi quang phát triển cảm biến giao thoa kế Fabry-Perot Chúng ta bàn luận nguyên tắc hoạt động công nghệ ứng dụng cảm biến Nguyên tắc hoạt động: Cảm biến giao thoa kế Fabry-Perot (EFPI) sử dụng công nghệ đo khoảng cách dựa lỗ hổng tạo bề mặt đánh bóng sợi quang với bề mặt phản chiếu, hình Ánh sang qua sợi quang phần phản xạ lại mơi trường sợi (R1) Luồng ánh sáng lại tiếp tục qua sợi quang, xuyên qua khoảng cách sợi, bề mặt phản chiếu đươc phản xạ lại sợi quang (R2) Hình EFPI đo sức căng sợi quang Hai sóng ánh sáng giao thoa cộng hưởng hay triệt tiêu phụ thuộc vào độ biến thiên chiều dài đường phản chiếu Nói cách khác chiều dài đường làm biến đổi phản ứng hai sóng ánh sáng lỗ hổng Fabry-perot Tín hiệu ánh sáng cuối quay trở lại sợi quang, qua sợi quang đến với phận dò nơi chúng phân tích để xác định khoảng cách quãng đường Có vài phương pháp khác để phân tích tín hiệu trở lại Hình diễn tả ngun tắc hoạt động EFPI đo sức căng sợi quang EFPI đo độ căng chế tạo gồm sợi quang ống mao dẫn silic Hai sợi quang gọi sợi đầu vào/đầu sợi phản chiếu Khoảng cách hai điểm đỡ sợi đầu vào/đầu sợi phản chiếu xác định độ dài giao thoa kế Cả nhiệt độ sức căng đo việc thêm lớp SiC lên bề mặt sợi phản chiếu Bề mặt tạo khoảng cách thứ phân tích để xác định nhiệt độ Cảm biến có cảm biến nhiệt tích hợp sẵn bên Đa kêng phân chia theo “khoảng cách” Hình Cảm biến nhiệt sức căng đa kênh điều biến Công nghệ đa kênh theo độ dài đường quang học hay đa kênh phân chia theo “khoảng cách” (GDM), phương pháp mà cảm biến sợi quang (như EFPI) cài đặt sẵn giá trị định khoảng cách hay độ dài đường quang học sau giới hạn hoạt động phạm vi khoảng cách mà thơi Các tín hiệu tách thành tín hiệu riêng biệt, khơng ảnh hưởng lẫn thơng qua hệ thống đo lường AMS Đa kênh phân chia theo đường quang thích hợp để phân chia cảm biến nhỏ với nguồn thiết bị dò có sẵn Cơng nghệ thích hợp cho nhiều loại cảm biến khác khơng đòi hỏi nguồn, thiết bị dò hay cơng nghệ điện tử xử lý tín hiệu khác ngồi cơng nghệ AMS Tín hiệu chuyển đổi cho thấy “khoảng cách” tĩnh cảm biến nhiệt độ căng, hình Khi độ dài quang đạt đến mức 70 um có nhiễu phản chiếu R1 R2 Sự khác khoảng cách quang học R1 R2 gọi “độ dày” khoảng cách, dựa vào đó, với phương pháp phân tích hợp lý, nhiệt độ xác định Khoảng cách 210um đạt có kết hợp khoảng cách silicon khoảng cách khơng khí cảm biến Thiết bị giao thoa kế kép Hình biểu đồ thiết bị sử dụng nghiên cứu Trong trình hoạt động, độ dài đường nhánh giao thoa kế thay đổi độ lệch hiệu điện tới xi lanh PZT quấn sợi xung quanh Giao thoa kế laser “nhạy” nhiều việc bắt tín hiệu Thiết bị sơ đồ sử dụng đi-ốt laser với bước sóng λ = 1.55051 µm Tài liệu tham khảo ... thành Sợi quang 1.2 Khái niệm Sợi quang Phần Nguyên lý truyền ánh sáng sợi quang 2.1 Cấu tạo sợi quang .5 2.2 Phân loại sợi quang 2.3 Truyền dẫn ánh sáng sợi quang. .. động EFPI đo sức căng sợi quang EFPI đo độ căng chế tạo gồm sợi quang ống mao dẫn silic Hai sợi quang gọi sợi đầu vào/đầu sợi phản chiếu Khoảng cách hai điểm đỡ sợi đầu vào/đầu sợi phản chiếu xác... mềm độ tổn thất lượng quang lớn Phần Nguyên lý truyền ánh sáng sợi quang 2.1 Cấu tạo sợi quang Hình : Cấu tạo sợi quang Trong đó: + Core lõi sợi quang + Cladding lớp vỏ sợi quang + Buffer coating