Author: HECTOR ARELLANO SOTELO

SENSORES BASADOS EN LÁSERES DE FIBRA ÓPTICA

HECTOR ARELLANO SOTELO (2010)

"En el presente trabajo se reporta la investigación realizada durante mi estancia doctoral en el Centro de Investigaciones en Óptica, A.C., la cuál consistió en el diseño experimental y modelado matemático de dos esquemas de sensores láser basados en fibra óptica, como una alternativa de mejora con respecto a los ya existentes. Se logró la construcción y el modelado matemático de dos sensores láser de fibra dopada con erbio para: (1) la medición del índice de refracción y la concentración de solutos en soluciones acuosas usando una frecuencia propia del laser y (2) el monitoreo de pérdidas en la cavidad láser funcionando en un régimen dinámico.

El sensor láser de fibra dopada con erbio implementado para la medición del índice de refracción y la concentración de solutos, y del cual se obtuvo su respectivo modelo matemático, opera detectando la oscilación láser de la frecuencia de relajación como una medida del coeficiente de reflexión en la frontera entre la solución acuosa y el sensor, el cual a su vez es sensible a los cambios de índice de refracción. El funcionamiento del sensor se demostró midiendo los cambios de índice de refacción y de concentración de soluto en una solución de agua con azúcar. Se logró conseguir una precisión en la medición del índice de refracción de aproximadamente 4x10-4, esto permite detectar concentraciones de solutos en la solución de hasta 0.25%.

En el caso del segundo sensor láser de fibra óptica dopada con erbio, se reporta el uso de su dinámica no lineal bajo modulación de bombeo en el régimen pulsado denominado periodo-1, mejorando notablemente la sensibilidad del sensor con respecto a esquemas convencionales de medición que hacen uso de LED como fuente de luz sin modulación externa. El modelado matemático para este sensor permite analizar a detalle su funcionamiento y dejarlo en antecedente para futuras mejoras. El esquema de sensor propuesto encuentra su aplicación en aquellos casos en los que las pérdidas internas de la cavidad sean ≥ 10 dB."

Doctoral thesis

FIBRA ÓPTICA, REJILLAS DE BRAGG, ERBIO CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA LÁSERES

APLICACIÓN DE LAS REJILLAS DE BRAGG EN FIBRA ÓPTICA PARA MEDICIÓN DE VIBRACIONES EN EVENTOS DE BAJA FRECUENCIA

HECTOR ARELLANO SOTELO (2006)

"El presente trabajo tiene como objetivo el de analizar experimentalmente el comportamiento de las rejillas de Bragg cuando son sometidas a vibraciones de baja frecuencia para su futura aplicación como elementos sensores en el monitoreo del estado de puentes y estructuras civiles. Comprende un estudio adicional de la respuesta de la rejilla a cambios de temperatura y esfuerzo.

El proyecto de tesis fue meramente experimental y se reportan aquí los resultados obtenidos en cada una de las pruebas realizadas. La tesis está dividida en 5 capítulos. En el capítulo 1 se describen los fundamentos teóricos de una rejilla de Bragg, las técnicas de grabado y algunas de las aplicaciones de las mismas. El capítulo 2 ilustra el comportamiento de una rejilla de Bragg cuando se somete a cambios de temperatura y tensión obteniéndose para cada uno de estos parámetros su correspondiente sensibilidad. En el capítulo 3 se describe el procedimiento seguido para probar la respuesta de la rejilla de Bragg ante cambios estáticos y dinámicos de curvatura, además de comparar los resultados obtenidos con aquellos generados por un sensor específicamente diseñado para la medición de esfuerzos. En el capítulo 4 se propone un esquema de un sensor láser para mejorar la sensibilidad del dispositivo a cambios en la amplitud de las vibraciones. Finalmente se presentan las conclusiones y las propuestas de trabajo a futuro derivadas de este trabajo de investigación".

Master thesis

REJILLAS DE BRAGG, LÁSERES, MEDICIÓN DE VIBRACIONES, MATHCAD CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA FIBRAS ÓPTICAS