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Analisi di un sensore di flusso privo di contatti elettrici basato su reticoli a lungo periodo in fibra ottica

Informazioni tesi

  Autore: Valerio Lopez
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2010-11
  Università: Università degli Studi di Napoli - Federico II
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria dell'informazione
  Relatore: Antonello Cutolo
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 71

Lo scopo del presente lavoro di tesi è quello di caratterizzare gli effetti di un fluido in movimento sulle proprietà ottiche di una fibra ottica con LPG, analizzando lo spettro in uscita di un segnale “bianco” filtrato dal reticolo al variare di una curvatura imposta. Ne deriverà un’analisi di fattibilità di un sensore di flusso, o di portata, che sfrutta la sensibilità alla curvatura del reticolo a lungo periodo. Si tratta di un primo studio preliminare all’argomento, i cui risultati sono ampiamente migliorabili. Verranno quindi proposte anche alcuni esempi di sviluppi possibili.

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Introduzione Nel corso degli ultimi decenni, in seguito ad una crescita esponenziale della propria diffusione e dei relativi sviluppi tecnologici, le fibre ottiche sono diventate un componente essenziale nell'industria delle telecomunicazioni. Oltre alle particolari caratteristiche che le rendono un ottimo canale comunicativo, quali compattezza, basse attenuazioni e possibilità di effettuare collegamenti a lunghe distanza senza ripetitori interposti, le fibre ottiche godono di un’ottima affermazione anche in ambito sensoristico: in particolare esistono dei componenti ottici detti reticoli di diffrazione che modificano, in relazione ad alcuni fattori esterni, le proprie caratteristiche trasmissive. I Long Period Gratings (LPG) sono dei particolari reticoli di diffrazione integrati in fibra ottica, realizzati inducendo o una perturbazione periodica dell’indice di rifrazione del core della fibra, oppure una variazione della geometria della struttura. I valori tipici del periodo sono dell’ordine delle centinaia di micron, molto più elevati di quelli caratteristici dei Fiber Bragg Gratings (FBG), che presentano periodi inferiori al µm. Quando la luce guidata nel core della fibra va ad incidere sul reticolo, viene diffratta nel cladding trasferendo così potenza dal modo di core a quelli di cladding eccitati per accoppiamento modale. Lo scopo del presente lavoro di tesi è quello di caratterizzare gli effetti di un fluido in movimento sulle proprietà ottiche di una fibra ottica con LPG, analizzando lo spettro in uscita di un segnale “bianco” filtrato dal reticolo al variare di una curvatura imposta. Ne deriverà un’analisi di fattibilità di un sensore di flusso, o di portata, che sfrutta la sensibilità alla curvatura del reticolo a lungo periodo. Si tratta di un primo studio preliminare all’argomento, i cui risultati sono ampiamente migliorabili. Verranno quindi proposte anche alcuni esempi di sviluppi possibili. 4

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Parole chiave

sensore
optoelettronica
flusso
velocità
grating
fibra ottica
reticoli di bragg
rifrazione
long period gratings
lpg
flussimetro
reticoli a lungo periodo

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