TR201809273T4 - Fiber Bragg ızgara sorgulayıcı düzeneği ve buna yönelik yöntem. - Google Patents

Abstract

Aşağıdaki unsurları içeren bir fiber Bragg ızgara sorgulayıcı düzeneğidir: - değişken bir Bragg dalga boyuna (&#955#&B) ve üzerinde Bragg dalga boyunun (&#955#&B) kullanım sırasında değişebildiği ilgili bir dinamik aralığa (&#916#&&#955#&dyn,B) sahip bir fiber Bragg ızgarası (FBG, 122) dahil olmak üzere bir optik fiber (120); - optik fibere (120) çalışabilir bir şekilde bağlanan ve buradan bir yanıt elde etmek üzere fiber Bragg ızgarasını (122) aydınlatmak üzere konfigüre edilen bir ışık kaynağı (102); ve - aşağıdaki unsurları içeren bir yanıt analizörü (140): - bir giriş portu (145) ve çok sayıda çıkış portuna (149-n) sahip spektral olarak seçici bir cihaz (142), burada giriş portu optik fibere (120) çalışabilir bir şekilde bağlanır ve burada çıkış portlarının her biri ilgili bir spektral aralık (&#916#&&#955#&n) ile ilişkilendirilir, söz konusu spektral olarak seçici cihaz söz konusu çıkış portlarının (149-n) üzerine giriş portunun üzerinde alınan fiber Bragg ızgarasının bir yanıtına yönelik spektral bir enerji dağılımı sağlamak üzere konfigüre edilir.

Description

TARIFNAME FIBER BRAGG IZGARA SORGULAYICI DÜZENEGI VE BUNA YÖNELIK YÖNTEM Bulus, bir fiber Bragg izgara sorgulayici düzenegi ve bir fiber Bragg izgarasinin sorgulanmasina yönelik bir yöntem ile ilgilidir.

Hava-uzay sahasinda, güçlü ve hafif agirlikli kompozit materyallerin kullanimi artmaktadir. Bu materyallerin bilinen bir dezavantaji, ariza proseslerinin nispeten daha karmasik olmasi ve hasarin uçak kanatlari ve rüzgar türbini kanatlari gibi kompozit yapilarin içinde neredeyse görünmez bir sekilde meydana gelebilmesidir. Kazalari önlemek üzere, bu yapilarin düzenli manuel olarak denetlenmesi bu yüzden gerekli olabilir.

Bir dizili dalga kilavuzu (AWG) tabanli sorgulayici tarafindan sorgulanan bir fiber Bragg izgara (FBG) sensörü dahil olmak üzere aktif bir saglamlik izleme sistemi yoluyla mekanik olarak yüklenen yapilarin otomatik olarak gözetiininin yapilmasi önerilir, bu sistem Bragg dalga boyunda meydana gelen degisikliklerden gözlenen yapidaki çesitli hasarlarin varligini gösterebilir. Bu tür bir saglamlik izleme sisteminde, AWG'nin iki baglantili çikis portu veya çikis kanalinin bir FBG sensörüne ait baslangiçtaki Bragg dalga boyu tipik olarak ilgili merkezi dalga boylarinin arasinda konumlandirilabilir, böylece sorgulama üzerine FBG sensörü tarafindan saglanan bir yanit bu çikislar arasinda bölünür. Kullanim sirasinda, FBG,nin Bragg dalga boyu gerilmesi nedeniyle degistiginde, iki çikis portu arasindaki güç orani da ayni zamanda degisir.

Bir FBG/AWG saglamlik izleme sisteminin yukarida-açiklanan konfigürasyonunun bir dezavantaji, sistemin hassasiyetinin baslangiçtaki Bragg dalga boyu tam olarak AWG°nin iki baglantili çikis portunun merkezi dalga boylari arasinda bulundugunda en yüksek seviyede olmasidir. Ancak, bu durumu kurulumda etkilemek oldukça zordur. Buna göre, kurulumu yeni yapilmis bir 02013-P-0001 saglamlik izleme sistemi genel olarak optimal bir hassasiyetten daha azina sahip olabilir. Diger bir dezavantaj, bir F BG sensörünün tercihen buna ait Bragg dalga boyunun kullanim sirasinda degisebildigi nispeten daha büyük bir dinamik araliga sahip olabilmesidir. Sonuç olarak, bir Bragg dalga boyu en az bir çikis portunun spektral araliginin disinda kolay bir sekilde degisebilir, bu durum dogru bir dalga boyu bilginin elde edilmesini imkansiz hale getirir.

Yukarida belirtilen dezavantaji azaltmak üzere, basvuru sahibi spektral olarak örtüsen çikis portlari içeren bir fiber Bragg izgara sorgulayici düzenegi ve Hollanda patenti NL 2010940°ta açiklanan bir fiber Bragg izgarasinin sorgulanmasina yönelik karsilik gelen bir yöntem icat etmistir.

Bu tür bir fiber Bragg izgara sorgulayici düzeneginin polarizasyondan bagimsiz olarak yapilabilecegi, ancak örnegin, özellikle optik dalga kilavuzlari gibi üretim varyasyonlarindan dolayi, nispeten daha küçük polarizasyona bagli bir yanitin oldugu bulunmustur.

Mevcut bulusun bir amaci, bir fiber Bragg izgara sorgulayici düzenegi ve yukarida belirtilen dezavantajlardan biri veya daha fazlasinin üstesinden gelen veya bunlari azaltan bir fiber Bragg izgarasinin sorgulanmasma yönelik karsilik Özellikle, örnegin, Hollanda patenti 20109409ta açiklanan basvuru sahibinin düzenegi ve karsilik gelen yöntemi gibi bir fiber Bragg izgara sorgulayici düzeneginin polarizasyon bagimliligini minimuma indirmek mevcut bulusun bir amacidir. Ilaveten, örnegin, düzenege ait her bir fiber Bragg izgarasinin iki ortogonal polarizasyonunu ölçmek üzere düzenegi gelistirmek mevcut bulusun bir amacidir.

USS,319,435, bilinen dalga boyuna bagimli bir transfer fonksiyonu kullanan ve ortaya çikan sinyalden dalga boyunu belirleyen spektral olarak dar optik 02013-P-0001 sinyallerin dalga boyunun ölçülmesine yönelik bir aparat saglar. Spektral olarak dar optik sinyal, en az iki sinyale bölünür, akabinde sinyaller, sinyaller arasinda dalga boyuna bagimli bir degisim üretmek üzere optik olarak proseslenir ve buradan dalga boyu belirlenir. Doküinana göre, fiberi muhafaza eden polarizasyonda imal edilen bir Bragg izgarasinin kullanimi, polarizasyon indüklü dalga boyu dalgalaninalarindan kaçinacaktir ve tümü yüksek-çift kirinimli bir fiber optik sistemin kullanimini gerektirecektir. Her bir polarizasyon eksenine karsilik gelen geri yansiyan Bragg pikleri, akabinde izole edilebilir ve her bir optik sinyal, ayri dalga boyuna bagimli rasyometrik sistemlere bagimsiz olarak yönlendirilebilir. Bu tür bir düzenleine, ayni zamanda uygun optik fiberler ile kullanildiginda gerilme ile sicakligin ayrilmasina olanak saglar. Bu, optik fiberin termal hassasiyetinden ve optik fiber ile sunucu materyalin farkli termal genlesme özelliklerinden kaynaklanan görünür gerilme problemini ortaya koyabilir.

US9,110,259, AWG filtrelerinin temel bir yanitinin dalga boyu araligi, AWG filtrelerinin örtüsen filtrelerinin AWG filtrelerinin temel bir araligina bitisik olmasi ile sonuçlanacak sekilde seçilen öitüsen yanitlara sahip çok sayida AWG filtresi açiklar. AWG filtrelerinin her bir temel dalga boyu araligi ve her bir Örtüsme dalga boyu araligini kapsamak üzere yeterli olan çok sayida optik kaynak saglanir. Optik kaynaklardan tek bir tanesi etkin hale getirildiginde, optik kaynaga bagli bir dizi FBG dizisinden yansitilan optik enerji, çok sayida AWG filtresine uygulanir ve optik kaynagin dalga boyu araligi ile kombinasyon halindeki AWG çiktisi, yansitilan dalga boyunu FBG sensörlerinden ayirt etmek üzere kilavuzu tabanli çogullama çözücüsü dahil olmak üzere birden çok dalga boyu ile modüle edilen fiber optik sensörlerin es zamanli olarak sorgulanmasina yönelik kompakt bir sorgulayici ile ilgilidir. Dedektörlerin bir dizisi, farkli nominal dalga boylarina karsilik gelen çogullama çözücüsünün çikis dalga kilavuzlarina baglanir. Bir ayarlama elemani, sorgulanacak ayri sensörlerin dalga boylarini bulmak üzere çikis dalga kilavuzunun nominal dalga boylarini ilgili sensörlerden giris sinyalleri ile eslestirir. 02013-P-0001 filtre, serbest bir spektral aralikli FSR ile periyodik bir çikis yaniti ve bir bant genisligine (B) sahip en azindan n sayida isik dalga boyunun analiz edilmesine yönelik optik bir spektrum analizörünü açiklar. Bir AWG, çikis portundan isik almak üzere ve isigin uzaysal olarak diger bölgelerde dalga boyuna bagli bir sekilde dagitilmasina yönelik optik olarak baglanir. AWG ile optik olarak baglananlar, dalga boyunun veya kanal bilgisinin tespit edilmesine yönelik m dedektörleridir. Dedektörlerin sayisi in, tek bir dedektör tek bir kanal ile iliskilendirildiginde n`den daha azdir ve m, iki dedektör tek bir kanal ile iliskilendirildiginde 2n°den daha azdir.

Mevcut bulus istem llin özellikleri ile karakterize edilir.

Mevcut bulusun birinci bir açisi, bir fiber Bragg izgara sorgulayici düzenegine yöneliktir. Fiber Bragg izgara sorgulayici düzenegi, bir fiber Bragg izgarasi (FBG) dahil olmak üzere bir optik fiber içerebilir. FBG, degisken Bragg dalga boyunca (%3) ve Bragg dalga boyunun (kg) üzerinde kullanimda iken degisebildigi ilgili bir dinamik araliga (Aldynß) sahip olabilir. Düzenek ayni zamanda Optik fibere çalisabilir bir sekilde baglanan ve buradan bir yanit elde etmek üzere fiber Bragg izgarasini aydinlatmak üzere konfigüre edilen bir isik kaynagi içerebilir.

Fiber Bragg izgara sorgulayici düzenegi ayni zamanda bir giris portu ve çok sayida çikis portuna sahip spektral olarak seçici bir cihaz içerebilen bir yanit analizörü içerebilir. Giris portu, optik fibere çalisabilir bir sekilde baglanabilir, öte yandan çikis portlarinin her biri ilgili bir spektral aralik ile iliskilendirilebilir ve spektral olarak seçici cihaz söz konusu çikis portlarinin üzerine giris portunda alinan FBG,nin bir yanitina yönelik bir spektral enerji dagitimi saglamak üzere konfigüre edilebilir. Bulusun bir açisina göre, spektral olarak seçici cihaz söz konusu çikis portlarinin spektral enerji dagitiminda büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliklarin üzerine gelen isigin iki ortogonal polarizasyon bilesenini ayirmak üzere konfigüre edilir, böylece her bir çikis portu her iki polarizasyon bilesenine yönelik bir spektral araliga sahiptir. “Örtüsmeyen” teriminin, spektral 02013-P-0001 olarak çözümlenmek veya ayirt etmek üzere yeteri kadar örtüsmeyen anlamina gelebilecegi belirtilir. Yanit analizörü, spektral olarak seçici cihazin bir polarizasyon eksikligini düzeltmek üzere ayri ortogonal polarizasyon bilesenleri ile ilgili olarak tespit sonuçlarini kullanmak üzere konfigüre edilen bir isleine birimi içerir.

FBG sorgulayici düzeneginde gelen isigin iki polarizasyon bileseni arasinda dalga boyu degisiminin minimuma indirilmesi yerine, mevcut olarak açiklanan düzenek gelen isikta bulunan iki polarizasyon bileseni avantajini kullanma egilimi gösterir.

Söz konusu çikis portlarinin spektral enerji dagitiminda büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliklarin üzerine gelen isigin iki ortogonal polarizasyon bileseninin ayrilmasi yoluyla (büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliklarin her bir çifti özellikle ayni çikis portu ile iliskilidir), düzenek polarizasyonu ölçmek ve spektral olarak seçici cihazin polarizasyon bagimliligini düzeltmek üzere ayri ortogonal polarizasyon bilesenleri bakimindan tespit sonuçlarini kullanmak üzere dahil edilen bir isleme birimine olanak saglar. Bu sekilde, bir fiber Bragg izgara sorgulayici düzeneginin polarizasyon bagimliligi bu yüzden etkin bir sekilde buna yönelik düsünülebilir. Bu, düzenegin hassasiyetini arttirir ve FBG7nin Bragg dalga boyunun oldukça dogru bir sekilde belirlenmesini saglar. Ilaveten, gelen isigin polarizasyonu üzerine ilave bilgilerden faydalanilabilir.

Düzenegin tercih edilen bir düzenlemesinde, spektral olarak seçici cihaz gelen isigin polarizasyon bilesenlerini söz konusu çikis portlarinin spektral enerji dagitiminda büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliklarin üzerine bir enine elektrik (TE) modu dalgasi içeren birinci bir polarizasyon bilesenine ve bir enine manyetik (TM) modu dalgasi içeren ikinci bir polarizasyon bilesenine ayirmak üzere konfigüre edilir. Tercihen, spektral olarak seçici cihaz bir dizili dalga kilavuzu izgarasi (AWG) içerir. Bir dizili dalga kilavuzu izgarasi, örnegin, bir çipin önünde veya bir çipin içinde bir polarizasyon filtresi veya bir çipin veya bir fiberin içinde bir polarizasyon isini ayiricisi gibi olasi alternatiflere göre sayisiz avantaja sahiptir: düzenegin basitlestirir ve detayli bir hizalanma gerektirmez. 02013-P-0001 Ilaveten, polarizasyon filtrelerinde, bir polarizasyon modu bunu daha az etkili hale getirerek kaybolabilir. Polarizasyon isini ayiricilari daha fazla yer kaplar ve bir AWGsden daha kannasiktir.

Daha çok tercih edilen bir düzenlemede, spektral olarak seçici cihaz söz konusu çikis portlarinin spektral enerji dagilimindaki polarizasyon dagiliini, söz konusu çikis portlarinin spektral enerji dagiliminda büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliklarin üzerine gelen isigin iki ortogonal polarizasyon bilesenlerini ayirmak üzere optimize edilecek sekilde ayarlanmak üzere düzenlenen ayarlanabilir dalga kilavuzlari içerir. Optik dalga kilavuzlari, özellikle büyük ölçüde dikdörtgen bir çekirdek bölgesi kesitine sahip sirt dalga kilavuzlari söz konusu büyük ölçüde dikdörtgen çekirdek bölgesi kesitinin genislik ve/veya yüksekliginin ölçeklendirilmesi yoluyla ayarlanabilir, böylece teknikte uzman bir kisi tarafindan bilindigi üzere iki polarize bilesen arasindaki faz hizindaki farkini degistirir. Bir genislik/yükseklik oraninin ölçeklendirilmesi yoluyla, TE-TM dalga boyu degisimi bazi önceki teknik cihazlarda yapildigi üzere bir TE ve TM bileseni arasindaki faz hizinin minimuma indirilmesi yoluyla minimuma indirilebilir (ancak iptal edilemez) veya mevcut bulusta oldugu üzere, bir TE ile TM bileseni arasinda faz hizi farkini mümkün oldugunca büyük yaparak söz konusu çikis portlarinin spektral enerji dagiliminda büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliklarin üzerine gelen isigin iki ortogonal polarizasyon bilesenini ayirmak üzere optimize edilir, bu yüzden polarizasyon üzerine ilave bilgilerden yararlanilmasina olanak saglar.

Tercihen, mevcut bulusun bir açisina göre bir düzenek ayrica söz konusu bire bir iliskide çok sayida çikis portlarina optik olarak baglanan çok sayida fotodedektör içerir, burada her bir fotodedektör ilgili çikis portunda ve çok sayida fotodedektörlere çalisabilir bir sekilde baglanan bir isleme biriminde alinan optik bir sinyale yönelik bir yogunlugun göstergesi olan bir sinyal üretmek üzere konfigüre edilir ve spektral olarak seçici cihazin polarizasyon bagimliligina yönelik dogrulama dahil olmak üzere fotodedektörlerin sinyallerinden fiber Bragg 02013-P-0001 izgarasinin bir mevcut Bragg dalga boyunu belirlemek üzere konfigüre edilir.

Büyük bir dalga boyu araliginin üzerinde Bragg dalga uzunlugunda degisikliklerin izlenmesi, izlenen bir sistemin saglamligina yönelik güvenilir bir gösterge saglar.

Düzenegin avantajli bir düzenlemesinde, isleme birimi spektral olarak seçici cihazin polarizasyon bagimliligina yönelik düzeltme dahil olmak üzere bir yogunluk-agirlikli ortalama dalga boyu olarak mevcut Bragg dalga boyunu belirlemek üzere konfigüre edilir. Tercihen, isleme biriini ayni zamanda iki polarizasyon yogunluk- agirlikli ortalama dalgaboylarinin bir oran-tabanli agirlikli ortalama dalga boyu olarak polarizasyon düzeltme dalga boyunu belirlemek üzere konfigüre edilir. Optik sinyalin iki polarizasyon bileseni arasindaki çikis portlarinda yogunluktaki olasi farklilik bu yüzden düsünülür.

Mevcut bulusun ikinci bir açisi bir fiber Bragg izgarasinin sorgulanmasina yönelik istem 10,a göre bir yönteme yöneliktir. Yöntem ayrica degisken bir Bragg dalga boyuna ve Bragg dalga boyunun üzerinde kullanimda iken degisebildigi ilgili dinamik bir araliga sahip bir fiber Bragg izgarasinin saglanmasini içerebilir.

Yöntem ayrica buradan bir yanit elde etmek üzere fiber Bragg izgarasinin aydinlatilmasini ve yanitin çok sayida çikis kanalina ayrilmasini içerir, her bir çikis kanali ilgili bir spektral araliga sahiptir. Yöntem, gelen isigin iki ortogonal polarizasyon bilesenlerinin spektral olarak seçici cihaz tarafindan söz konusu çikis portlarinin spektral enerji dagiliminda büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliklara ayrilmasini içerir, böylece çikis portlarinin her biri iki polarizasyon bilesenine ait büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliklarin ilgili bir çiftini alir (yani, iki ayri polarizasyon bileseni kendilerine tahsil edilmis çikis portlarina sahip degildir). Bir isleme birimi, spektral olarak seçici cihazin bu tür bir polarizasyon bagimliligini düzeltmek üzere ayri ortogonal polarizasyon bilesenleri bakimindan tespit sonuçlarini kullanir. Bu sekilde, düzenegin polarizasyon bagimliligi bir FBG Bragg dalga boyunun belirlenmesi bakimindan dogru bir sekilde düzeltilebilir.

Tercih edilen bir düzenlemede, bulusun ikinci bir açisina göre yöntem söz konusu 02013-P-0001 çikis portlarinin spektral enerji dagiliminda, polarizasyon dagilimi söz konusu çikis portlarinin spektral enerji dagiliminda büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliklarin üzerine gelen isigin iki ortogonal polarizasyon bilesenini ayirmak üzere optimize edilecek sekilde spektral olarak seçici cihazin dalga kilavuzlarinin ayarlanmasini içerir. Tercihen, yöntem ayrica yukarida-belirtilen avantajlara yol açarak iki polarizasyon yogunluk-agirlikli ortalama dalga boylarinin oran tabanli agirlikli ortalama bir dalga boyu olarak bir polarizasyon düzeltme faktörünün belirlenmesini içerir.

Bu metinde kullanilan terminoloji bakimindan, asagidaki belirtilir. Spektral olarak seçici cihazin n sayidaki çikis portu veya çikis kanalinin spektral araligi (AM), üzerinde 11 sayidaki çikis portu ile iliskilendirilen spektral olarak seçici cihazin iletim güç spektrumuna ait kismin pik degerine göre 20 dB ve tercihen 15 dB, yani pik degerinin altinda -20 dB sirasiyla -15 dB seviyesinin üzerinde oldugu dalga boyu araligi olmak üzere olusturulabilir. Bir spektral aralik (AM), tipik olarak ilgili çikis portunun merkezi dalga boyuna Otu) odaklanabilir. Çikis portlarinin, merkezi dalga boylarina bagli olarak siralandigi düsünülebilir. Buna göre, çikis portlari (A, B, C ve D) ilgili merkezi dalga boylarina (1548 mm, 1550 nm, 1551 nm, 1549 nm) sahip oldugunda, bunlarin ardisik sirasi A, D, B, Cadir, yani A ve D ardisik çikis portlari olarak düsünülebilir, öte yandan A ve B öyle degildir.

FBGWer ve fiber Bragg izgara yanit analizörlerinin yukarida belirtildigi üzere hava-uzay teknik sahasinda ilginç ve kullanisli uygulamalara sahip olmasina ragmen, bunlarin kullanimi bunlar ile sinirli degildir. Mevcut olarak açiklanan fiber Bragg izgara düzenegi ve yöntemi, örnegin, her tür bina ve mühendislik yapisinin mekanik durumunu izleinek üzere kullanilabilir. Hatta daha çok genellikle, sadece gerilimi degil, ayni zamanda sicaklik, nem, basinç ve benzeri gibi diger nicelikleri izleyebilen dagitimli olmayan veya dagitimli izleme sistemlerinde kullanilabilirler. Çok sayida FBG°nin belirli araliklarda saglandigi uzun bir optik fiber içerebilen dagitimli bir izleme sistemi söz konusu oldugunda, 02013-P-0001 bu nicelikler Örnegin, derin bir sondaj deliginden asagi dogru esit aralikli ölçüm noktalari gibi çesitli bölgelerde es zamanli olarak uygun bir sekilde izlenebilir.

Bulusun bu ve diger özellikleri ve avantajlari, bulusu açiklama ve sinirlamama amaci tasiyan ekteki sekiller ile birlikte alinan bulusun belirli düzenlemelerinin asagidaki ayrintili açiklamasi ile daha iyi anlasilacaktir.

Sekil 1, mevcut bulusa göre bir fiber Bragg izgara sorgulayici düzeneginin örnek niteligindeki bir düzenlemesini sematik olarak gösterir; Sekil 2, sorgulanan bir fiber Bragg izgarasinin bir güç spektrumu dahil olmak üzere Sekil 1°de gösterilene benzer bir sekilde klasik bir fiber Bragg izgara sorgulayici düzenegine ait spektral olarak seçici bir cihazin kismi bir iletim güç spektrumunu sematik olarak açiklar.

Sekil 3, sorgulanan bir fiber Bragg izgarasinin bir (yansima) güç spektrumu dahil olmak üzere Sekil l,de gösterilen mevcut bulusa göre fiber Bragg izgara sorgulayici düzeneginin spektral olarak seçici cihazinin kismi bir iletim güç spektrumunu sematik olarak açiklar.

Sekil 4, Sekil 17de gösterilen mevcut bulusa göre fiber Bragg izgara sorgulayici düzenegine ait spektral olarak seçici cihazin 5. çikis kanalinin kismi bir iletim güç spektrumunu sematik olarak açiklar, burada L iletim gücünü ve ?t dalga boyunu belirtir.

Sekil 5, Sekil 1°de gösterilen mevcut bulusa göre fiber Bragg izgara sorgulayici düzeneginin bir parçasi olan bir sirt dalga kilavuzunun basitlestirilmis bir görüntüsünü sematik olarak açiklar; Sekil 63, Sekil l7de gösterilen mevcut bulusa göre fiber Bragg izgara sorgulayici düzeneginin spektral olarak seçici bir cihazinin 4 çikisina ait bir sinyalin bir örnegini sematik olarak açiklar, burada S sinyali ve n fotodiyot sayisini belirtir; Sekil 6b, Sekil 6a,da oldugu üzere bir örnegin tek bir pikinin bir detayini sematik olarak açiklar, burada S sinyali belirtir ve n fotodiyot sayisini belirtir. 02013-P-0001 Sekil 1, mevcut bulusa göre bir fiber Bragg izgara sorgulayici düzeneginin (100) örnek niteligindeki bir düzenlemesini sematik olarak gösterir.

Asagida, düzenek (100) Sekil lain düzenlemesine referans ile uygun olarak genel ifadeler ile açiklanacaktir.

Fiber Bragg izgara sorgulayici düzenegi (100) tipik olarak bir isik kaynagi (102), bir optik dolastirici ( içeren bir optik fiber (120) ve bir yanit analizörü (140) içerebilir. daha iyisi: ilgili dinamik araligi) içeren spektral bir aralikta isigi yayabilen herhangi bir isik kaynagi olabilir. Isik kaynagi tercihen darbeli bir isik kaynagi yerine sürekli bir isik kaynagi olabilir. Bir düzenlemede, örnegin, genis bantli bir isik kaynagi olabilir, öte yandan diger bir düzenlemede, sorgulanan elektronigin kontrolü altinda tarama eylemini gerçeklestirebilen bir (sürekli) degisken dalga boyu lazeri olabilir.

Açiklanan düzenleme gibi düzenegin ( 100) bir düzenlemesinde, yanit analizörü ( yansima yanitlarini islemek üzere konfigüre edilebilir. Bu tür bir düzenlemede, optik dolastirici (104) çalisabilir bir sekilde isik kaynagi (102), optik fiberin (120) birinci bir ucu (120a) ve yanit analizörünün (140) bir kismini olusturan spektral olarak seçici cihazin (142) bir giris portunu (145) birbirine baglama islevi gösterebilir. Optik dolastiricinin (104), belirli bir porta giren isik bir sonrakinden çikacak sekilde (döngüsel ve ardisik olarak) tasarlanan üç-girisli bir cihaz olabilecegi anlasilir. Buna göre, açiklanan düzenlemede oldugu gibi, isik kaynagi (102) birinci porta optik olarak baglanabilir, optik fiberin (120) birinci ucu (120a) ikinci porta optik olarak baglanabilir ve spektral olarak seçici cihazin (142) giris portu (145) optik dolastiricinin (104) üçüncü portuna optik olarak baglanabilir, hepsi ile böylece, çalisirken, isik kaynagi (102) tarafindan yayilan isik optik fibere (120) aktarilir, 02013-P-0001 öte yandan optik fiberde en az bir FBG (122) tarafindan yansitilan isik AWG,nin (142) giris portuna yansitilir.

Diger bir düzenleinede, düzenek ( iletim yanitlarini yanit analizörüne (140) beslemek üzere konfigüre edilebilir. Bu tür bir düzenlemede, yanit analizörünün (140) giris portu (145) optik fiberin ikinci ucuna (120b) direkt olarak baglanabilir, öte yandan optik dolastirici (140) çalisabilir bir sekilde isik kaynagi (120), optik fiberin (120) birinci ucu (120a) ve sirasiyla optik dolastiricinin (140) birinci, ikinci ve üçüncü portlarina bir optik sogurucuyu birbiri ile baglamak üzere konfigüre edilebilir.

Optik fiber (120) birinci bir uç (120a) ve ikinci bir uç (120b) arasinda uzanabilir.

Bunun birinci ve ikinci uçlari (120a, 120b) arasinda, en az bir ve tipik olarak çok sayida k FBG (122) içerebilir, bunlarin her biri isik kaynagindan (102) isik ile aydinlatma islemine cevap olarak bir yanit verebilir. Bir yanit, düzenegin (100) konfigürasyonuna bagli olarak bir yansima yaniti veya bir iletim yaniti olabilir.

Açiklanan düzenlemede, FBG”ler (122) bir yansima yaniti vermek üzere kurulur.

Buna göre, her bir FBG (122) ilgili bir Bragg dalga boyunun (km) üzerinde merkezlenen ilgili bir spektral araliga (AÄBik) sahip bir yansima kuvveti spektrumu ve üzerinde Bragg dalga boyunun çalisina sirasinda degisebilecegi ilgili bir dinamik aralik (AÄdynBJç) ile iliskilendirilebilir. Bir FBG,nin (122) spektral araliginin genisligi (spektral olarak seçici cihazin bir çikis portunun spektral araligi ile benzer sekilde 20 dB (ve tercihen 15 dB) sinirina göre tanimlandigi üzere), tipik olarak 01-02 nm araliginda olabilir, öte yandan ilgili dinamik araligin bir genisligi tipik olarak 1 nm civarinda olabilir. Farkli FBG”ler (122) tercihen karsilikli örtüsmeyen dinamik araliklara sahip olabilir, böylece her bir FBG AW,nin (142) spesifik çikis portlari (149) ile essiz bir sekilde iliskilendirilebilir, böylece bu durum FBG,nin yansima güç spektrumu olduguna dair essiz bir sekilde kaydedilebilir. 02013-P-0001 Açiklanan düzenlemede oldugu gibi yanit analizörünün (140) FBG”lerin yansima yanitlarini islemek üzere kuruldugu düzenegin (100) bir düzenleinesinde, optik fiberin ( iletim yanitlarinin ikinci uçta geri yansimasini önlemek üzere optik bir sogurucu ile donatilabilir.

Yanit analizörü ( 140), prensipte herhangi bir uygun tipte olabilen spektral olarak seçici bir cihaz (142) içerebilir. Açiklanan örnek niteligindeki düzenlemede, spektral olarak seçici cihaz bir dizili dalga kilavuzu izgarasi (AWG) (142) içerir.

Diger düzenlemelerde, öte yandan, spektral olarak seçici cihaz farkli bir tipte olabilir ve örnegin, bir fotonik kristal veya dagilma sirasinda çift kirilim etkisi gösteren herhangi bir diger cihaz içerebilir. Yanit analizörü (140) ayrica tipik olarak çok sayida fotodedektör ( AWG (142) bir giris isik dagilim bileseni (144), bir çikis isik dagilim bileseni (148) ve giris isik dagilim bileseni (144) ile çikis isik dagilim bilesenini (148) optik olarak birbirine baglayan dalga boylarinin bir dizisini (146) içerebilir. Giris ve çikis isik dagilim bilesenleri (144, 148), herhangi bir uygun tasarimda olabilir ve örnegin bos alan, yildiz kuplörler, Rowland daireler, mod genisleticiler ve/Veya levha dalga kilavuzlari içerir. Giris isik dagilim bileseni (144), bir giris dalga kilavuzu (104b) araciligiyla optik dolastirici (104) (bunun üçüncü portu) ile optik iletisim halinde olan tek bir giris portu (145) saglayabilir, öte yandan çikis isik dagilim bileseni (148) çok sayida (n) çikis portu (149) saglayabilir. Her bir çikis portu ilgili bir çikis kanalina karsilik gelir. Açik bir sekilde belirtmek üzere, Sekil 1 toplamda dört çikis portuna ( sematik olarak açiklar; ancak AWG1nin (142) gerçek düzenlemelerinin farkli bir sayida (n) çikis portu (149) içerebilecegi anlasilir. Bu sayi, tercihen sorgulanacak F BG,lerin (122) sayisi ile ilgili ve özellikle her bir FBG (122) en az üç çikis portu (149) ile essiz bir sekilde iliskilendirilecek sekilde bir oranda olabilir. Dalga kilavuzlarinin dizisi bakimindan, bitisik dizi dalga kilavuzlarinin farkli bir etkili uzunluga sahip 02013-P-0001 olabilecegi belirtilmelidir, bitisik dalga boylari arasindaki etkili uzunluk diferansiyeli (AL) sabittir. Sekil 1,de gösterilen dizinin (146) açiklama amacina yönelik sadece bes dalga kilavuzu içermesine ragmen, AWG°ler tipik olarak besten fazla dalga kilavuzu içerebilir, daha azi da mümkündür. Çalisma esnasinda, optik fiberde ( tarafindan yansitilan isik giris portuna (145) bagli giris dalga kilavuzundan (104b) giris isik dagilim bilesenine (144) girebilir. Giris isik dagilim bileseni (144) akabinde dizi dalga kilavuzlarina isik sinyalinin dagilimini yapabilir, böylece her bir dizi çikis isik dagilim bilesenine (148) tasidigi dalga kilavuzu isik sinyalinin bir parçasini alir.

Uzun bir dizi dalga kilavuzu boyunca seyahat eden bir isik sinyali parçasinin, daha kisa bir dizi dalga kilavuzu yoluyla seyahat eden bir isik sinyal parçasinin yerine çikis sinyal dagilim bilesenine (148) girmesi daha uzun sürer. Bitisik dizi dalga kilavuzlari arasindaki uzunluk diferansiyeli (AL) isigin dalga boyunun bir kati olmadikça, uzun bir dizi dalga kilavuzu boyunca seyahat eden isik sinyal parçasi daha kisa dalga kilavuzu boyunca isik sinyal fraksiyonuna göre farkli bir fazda çikis isik sinyal dagilimina girer. Akabinde, çikis sinyal dagilimi bilesenine (148) girmesi üzerine, isik sinyali dalga boyuna bagimli bir kirinim açisinda etkili bir sekilde kirilir ve farkli çikis portlarina (149) odaklanir. Birinci bir çikis portu (149-1) bu yüzden, birinci bir spektral aralikta (Ah) dalga boylari ile isigi alabilir, ikinci bir çikis portu (149-2) ikinci bir spektral aralik (AM) ve benzerinde dalga boylari ile isigi alabilir. Görüntü düzlemi/yüzeyinin üzerinde çikis portlarinin yerlestirilmesi, bunlarin ilgili spektral araliklarinin sinirlarini belirler.

Fiber Bragg izgara sorgulayici düzeneginde (100) kullanilan spektral olarak seçici cihaz ( ile iliskilendirilen çok sayida çikis her birinin ilgili spektral araliklari (AM, Akim, Alim) karsilikli bir kismi örtüsme gösterecek sekilde konfigüre edilebilir. Kismi örtüsme, FBGînin Bragg dalga uzunlugu (M3), FBG`nin (122) ilgili dinamik araliginin (AÄdynsß) üzerinde en az üç ardisik çikis portunun spektral araliklarinin (AÄn, Akim, Akmz) içinde olacak 02013-P-0001 sekilde olabilir. Uygun bir düzenleme, örnegin, esit genisligin spektral araliklarina sahip çikis portlarinin kullanilmasi yoluyla elde edilebilir, burada ardisik spektral araliklar bu uzunlugun üçte biri oraninda birbirine göre konumlandirilir. Bu yüzden, birinci bir çikis portu (149-1) dalga boyundan (7&1) dalga boyuna (ki) uzanan spektral bir araliga (AM) sahip oldugunda, akabinde ikinci çikis portu (149-2) Äi+(l/3)(7tii - Ä1)”den uzanan spektral bir araliga (AM) sahip olabilir, öte yandan üçüncü çikis portu (149-3), Ä1+(2/3)(7t1v- M) ve benzerinden uzanan spektral bir araliga (AM) sahip olabilir. Bragg dalga boyundaki degisikliklere göre düzenegin (100) hassasiyetini arttirmak üzere, tercih edilen bir düzenleme, çok sayida çikis portuna (l49-n) ait en az dört ardisik çikis portunun ('l49-n, 149- (n+1), l49-(n+2), 149-(n+3)) her birinin ilgili spektral araliklari (Alu, AKM, AM”, AMH) karsilikli bir kismi örtüsme gösterecek sekilde konfigüre edilebilir, öte yandan FBG”nin Bragg dalga boyu (KB), FBG”nin (122) ilgili dinamik araliginin (Akdyneß) üzerinde en az dört ardisik çikis portunun spektral araliklari (Ahu, AÄHH, Alma, Menü) dahilindedir.

Bir AWG-bazli spektral olarak seçici cihazin (142) kullanimi ile ilgili olarak, AWG teknolojisinin teknikte bilinmesine ragmen, AWG71erin çogunlukla, özellikle dalga boyu-bölmeli çogullama (WDM) sistemlerinde kullanima yönelik, optik telekomünikasyon sahasinda çogullama çözücü olarak kullanildigi (ve gelistirildigi) belirtilebilir. Bu tür AWG”ler genellikle konfigüre edilmez ve mevcut olarak açiklanan sorgulayici düzenekte (100) kullanima yönelik uygun degildir. Bunun nedeni, WDM sistemlerinde kullanima yönelik AWG çogullama çözücülerinin farkli örtüsmeyen kanallarda farkli dalga boylarina sahip optik bir sinyali ayirma islevi göstermesidir, çünkü farkli kanallarin bilgi içeriginin birbiri ile ilgisi yoktur. Buna göre, AWG çogullama çözücüleri - 20 dB (ve tercihen 15 dB) sinirina göre yukarida açiklandigi üzere- bunlarin çikis portlarinin spektral araliklari örtüsmeyecek sekilde normal olarak konfigüre edilir, öte yandan bu tür bir örtüsme mevcut olarak açiklanan sorgulayici düzeneginde bir AWG°nin kullanilmasina yönelik pratik bir gerekliliktir. 02013-P-0001 Mevcut bulusa göre fiber Bragg izgara sorgulayici düzeneginde (100) kullanilan spektral olarak seçici cihaz (142), genel olarak söz konusu çikis portlarinin (149- n) spektral enerji dagiliminda büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliklarin üzerine gelen isigin iki ortogonal polarizasyon bilesenini ayirmak üzere konfigüre edilir. Mevcut bulusa göre, bir isleme birimi (154) spektral olarak seçici cihazin (142) bir polarizasyon bagimliligini düzeltmek amaciyla ayri ortogonal polarizasyon bilesenleri ile ilgili tespit sonuçlarini kullanmak üzere konfigüre edilir. Bir çikis portu (149-n), dalga boyundan (XX) dalga boyuna (Äy) uzanan spektral bir araliga (Akil) sahip oldugunda, akabinde birinci bir polarizasyon bilesimine ait bir kanal yaniti, örnegin bir TM modu, dalga boyundan (Äx) dalga boyuna ((1/2) (xy - m) uzanan spektral bir araliga (Altn /2) sahip olabilir ve ikinci bir polarizasyon bilesimine ait bir kanal yaniti, örnegin bir TE modu, dalga boyundan ((1/2)(}\.y - %9) dalga boyuna (xy) uzanan spektral bir araligina (Akn /2) sahip olabilir.

Spektral olarak seçici cihaza (142) ait çikis portlarinin (149-n) her biri, örnegin, bir fotodiyot gibi ilgili bir fotodedektör(150-n) ile ilgili bir dalga kilavuzu (151-n) araciligiyla optik iletisim halinde olabilir. Fotodedektörlerin (ISO-n) her biri, bir isik sinyalini, özellikle ilgili bir FBG 122-k ile yansitilan veya iletilen isigi, isik sinyalinin bir kuvvetinin göstergesi olan bir elektrik sinyaline dönüstürmek üzere konfigüre edilebilir. Sinyal, bir analog sinyal olabilir, bu durumda sinyal ADC 152 ile numune haline getirilebilir ve dijital forma dönüstürülebilir.

Fotodedektörlerin (ISO-n) istege bagli olarak dijital haline getirilen elektrik sinyalleri, analize yönelik isleme birimine (154) beslenebilir.

Sekil 1`de, isleme birimi (154) daha kolay tanitmak üzere kisisel bir bilgisayar olarak sematik olarak açiklanir. Ancak, isleme biriminin (154) esasen, istege bagli olarak FBGinin güç spektrumunun sekil bilgisi kullanilarak spektral olarak seçici cihaza (142) ait polarizasyon bagimliliginin düzeltilmesi dahil olmak üzere belirli bir FBG (122) ile iliskilendirilen çikis portlari (149) arasinda var olan güç oranlarini analiz etmek ve bu güç oranlarindan bu FBG”ye ait mevcut bir Bragg 02013-P-0001 dalga boyunu (kg) belirlemek üzere programlanan bir islemci veya IC,den daha fazlasini içerebilecegi anlasilir.

Sekil 2, sorgulanan bir F BG,ye ait bir (yansitma veya iletim) güç spektrumu dahil olmak üzere klasik bir AWG-tabanli FBG sorgulayici düzeneginin kismi bir iletim güç spektrumunu sematik olarak gösterir. Niteliksel özellikleri gösterme islevi gösteren diyagram, ölçeklendirmek üzere çizilmez.

Sekil 2°den çikarilabilecegi üzere, söz konusu AWG çok sayida çikis portu içerir, her biri iletim gücü spektrumunda ters-parabol benzeri bir iletim egrisine neden olur. Bunlarin birincisi, bir dalga boyunun (Än) üzerinde merkezlenir, öte yandan öte yandan bitisik olan ikincisi bir dalga boyunun (MH) üzerinde merkezlenir.

Sekilde belirtildigi üzere, birinci ve ikinci iletim egrileri ilgili, örtüsmeyen spektral araliklara (Ak“ ve AKM) sahiptir.

FBG sorgulayici düzenegi, sorgulanan FBG°nin Bragg dalga boyu (ÄB) AWG*ye ait iki ilgili çikis portunun (n ve n+1) ilgili merkezi dalga boylari (km, Xml) arasinda bulunacak sekilde konfigüre edilir, böylece FBG,nin spektral araligi (AÄB) kismi olarak bu çikis portlarinin spektral araliklari (Akn ve AKHH) ile örtüsür. Buna göre, sorgulama üzerine FBG tarafindan yansitilan isik bu çikis portlari arasinda bölünür. Kullanim sirasinda, FBGSnin Bragg dalga boyunun (kg) gerilmesinden dolayi degistiginde, FBG,nin yanit egrisi buna göre degisecektir ve iki çikis portu arasindaki güç orani degisecektir. Güç oranindaki bu degisim, FBG,ye ait Bragg dalga boyunun (ÄB) degistigi yönün ve ayni zamanda muhtemelen degisimin büyüklügünün belirlenmesine yardimci olabilir.

Belirtildigi üzere, öte yandan, Sekil 2`deki yanit analizörü kurulumu iki önemli dezavantaja sahiptir. Bir dezavantaj, yanit analizörünün hassasiyetinin, baslangiçtaki Bragg dalga boyu (%3) tam olarak AWGsye ait iki ilgili çikis portunun (n, n+l) inerkezi dalga boylari (Än, LM) arasinda bulundugunda genel olarak en yüksek seviyede olmasidir. Maalesef, FBG dalga boyu AWG yaniti ile 02013-P-0001 eslestirilecek bir sekilde bir FBG°yi izlenecek bir yapiya baglamak nispeten daha zordur. Buna göre, kurulumu yeni yapilmis F BG”ye sahip bir sorgulayici düzenek genel olarak optimuin hassasiyetten daha azina sahip olabilir. Bir karsi önlem olarak, bir kisi burasi ile iliskilendirilen bir sicaklik kontrol elemani araciligiyla AWG,ye ait çikis portlarinin merkezi dalga boylarini ayarlayabilir, ancak bu yanit analizörünün yapisini ve çalismasini karmasiklastirir. Diger bir dezavantaj, bir FBG`nin tercihen buna ait Bragg dalga boyunun kullanim sirasinda degisebildigi nispeten daha büyük bir dinamik araliga sahip olabilmesidir. Akabinde, mevcut bir Bragg dalga boyu buna ait iki ilgili çikis portunun spektral araligin disinda Diger bir tipteki sorgulayici düzenegi bu dezavantajlarin üstesinden gelir.

Yukarida açiklandigi üzere, FBG sorgulayici düzeneginde (100) örtüsmeyen spektral araliklara sahip bir FBG (122) iki çikis portu ile iliskilendirilmeyebilir, ancak çok sayida çikis portu (149) ile iliskilendirilebilir, burada en az üç ardisik çikis portunun her birinin spektral araliklari kismen kesisir, böylece FBG°nin Bragg dalga boyu FBG7ye ait ilgili dinamik araligin üzerinde en az üç ardisik çikis portunun spektral araliklarinin içindedir. Yani, böylece FBG°nin tüm dinamik araliginin üzerinde, bunun yanitinin gücü en az üç ardisik çikis portunun arasinda bölünür.

Sorgulayici düzeneginin (100) bu konfigürasyonu, düzenege ait spektral olarak seçici cihazin kismi bir iletim gücü spektrumunu ve sorgulanan bir FBG°nin bir yansima gücü spektrumunu açiklayan Sekil 3°ün diyagrami ile seinatik olarak açiklanabilir.

Sekil 3°ten çikarilabilecegi üzere, söz konusu sorgulayici düzenegine (100) ait AWG (142) çok sayida çikis portu (149) içerir, her biri iletim gücü spektrumunda ters-parabol benzeri bir iletim egrisine neden olur. Sekil 37te, farkli çikis portlarina ait iletim egrileri sekil bakimindan esdegerdir, ancak bu durumun genellikle istenen bir özellik olmasina ragmen, bu mutlaka diger düzenlemelerde 02013-P-0001 de meydana gelen bir durum degildir. Bes rastgele ardisik iletim egrisi, bunlarin ilgili çikis portlarinin (149: n, n+1, n+2, n+3, n+4) sayisi ile etiketlenmistir. Bu bes porttan birincisi, bir dalga boyunun (Än) üzerinde merkezlenir, ikincisi bir dalga boyunun (km) üzerinde merkezlenir ve bu sekilde devam eder. Asagida gösterildigi üzere, Sekil 3°teki gerçek diyagram, üç ardisik çikis portunun (n, ..., n+4) her birinin ilgili spektral araliklari (AM, ..., Alfa), kismi bir örtüsme gösterir: birinci çikis portunun spektral araligi (AM), portlarin (n+l ve n+2 ve benzeri) spektral araliklari (Alim ve AÄi-HZ) ile kismen örtüsür.

Sorgulanan FBG”nin yansima egrisi, 'FBG' olarak etiketlenir. Çikis portlarinin konusu çok sayida çikis portuna ait en az üç ardisik çikis portunun spektral araliklarina dahildir. Açiklanan durumda, örnegin, FBG'nin Bragg dalga boyu (AB) numaralandirilmis (n+l, n+2 ve n+3) çikis portlarinin (149) spektral araliklarina (AMr 1, Akü; ve AKM) dahildir. Bu durumun, örnegin, FBGSnin ilgili belirtilen dinamik araliginda (Akdynsß) FBG”nin Bragg dalga boyu (ÄB) çalisma sirasinda degistiginde temel olarak degismedigi Sekil 3Sten açik bir sekilde anlasilacaktir: dinamik araligin (Akdyngß) içinde herhangi bir verilen Bragg dalga boyunda (kg), FBG7nin Bragg dalga boyu en az üç ardisik çikis portunun spektral araliklarina dahil olacaktir. Akabinde, sorgulama üzerine FBG tarafindan yansitilan isik her zaman bu çikis portlarinin arasinda bölünür.

Sekil 4, Sekil lsde gösterilen mevcut bulusa göre fiber Bragg izgara sorgulayici düzeneginin spektral olarak seçici cihazina ait 5. çikis kanalinin her birinin kismi bir iletim gücü spektrumunu sematik olarak açiklar. Düz çizgi, TE moduna yönelik kanal yanitini temsil eder, öte yandan kesik çizgi TM moduna yönelik kanal yanitini temsil eder. Ayni renk, ayni çikis portuna yönelik kullanilir. Sekil 4°ten çikarilabilecegi üzere, FBG sorgulayici düzeneginin spektral olarak seçici cihazi, söz konusu çikis portlarinin (l49-n) spektral enerji dagiliminda Sekil 4'te açiklandigi üzere büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliklarin üzerine gelen isigin iki ortogonal polarizasyon bilesenini, özellikle TE modu dalgasi ve TM 02013-P-0001 modu dalgasini, ayirmak üzere konfigüre edilir. Özellikle, Sekil 49ten, gelen isigin ortogonal polarizasyon bilesenlerinin her bir çifti ile ilgili olarak iki büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araligin ilgili bir (tek) çikis portu ile iliskilendirildigi anlasilir. Diger bir deyisle, her bir çikis portu her bir polarizasyon bilesenine yönelik iki büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliga sahip olabilir. Örnegin, Sekil 4`te açiklandigi üzere optimum olarak ayarlanan bir düzenekte, bir TE modu ve bir TM moduna yönelik kanal yanitlari örtüsmezler ancak bitisiktirler ve bunlarin spektral araliklari her biri için yaklasik 2.0 nm,dir.

Sekil 5, Sekil l”de gösterilen mevcut bulusa göre fiber Bragg izgara sorgulayici düzeneginin bir parçasi olan bir sirt dalga kilavuzunun basitlestirilmis bir görüntüsünü sematik olarak açiklar. Bu örnekte sirt dalga kilavuzunun kesiti, yükseklik (H) ve genislik (W) ile dikdörtgen bir sekle sahiptir. Dalga kilavuzu, refraktif Indeksin (111) bir sübstratinin üzerinde refraktif bir indekse (n2) sahiptir.

Dalga kilavuzu, örnegin, kaplama materyaline ait refraktif indeksin (n3) bir ortami veya ortam havasi ile çevrelenir. Isiga kilavuzluk edebilmek üzere, n2 ,nin hem nl hem de n3'ten daha yüksektir. Faz hizi, sabit bir faz noktasinin yayildigi hiz, digerleri arasinda, dalga kilavuzunun (n2) refraktif indeksinden daha düsük, ancak çevreleyen ortamin (nl veya n3) refraktif indeksinden daha yüksek olan etkili refraktif indekse (neff) baglidir. Dikey veya yatay yönde isigin ayni refraktif indeks ile sinirlanmamasi nedeniyle, etkili refraktif indeks, ve bu yüzden yayilma vektörü, dalga kilavuzu geometrisinin ve refraktif indekslerin (nl, n2, n3) bir fonksiyonudur, böylece TE ve TM modu dalgalarinin yayilma vektörü dalga kilavuzunun genisligi ve/veya yüksekliginin ayarlanmasi yoluyla ayarlanabilir.

Bunun temel konsepti, Arjen R. Vellekoop, "A Small-Size Polarization Splitter Based On A Planar Optical Phased Array", Journal of Lightwave Technology, Vol. 8, No. 1, January l990Sda iyi bir sekilde açiklanir. Sekil 6a, 4 FBG sensörleri (122-k) söz konusu oldugunda Sekil lide gösterilen mevcut bulusa göre fiber Bragg izgara sorgulayici düzeneginin spektral olarak seçici cihazinin, örnegin fotodiyotlarin bir dizisi gibi, fotodedektörlerinden (150-n) islenmemis sinyalin bir örnegini sematik olarak gösterir. Sinyal dört çift piki içerir, burada her bir çift 02013-P-0001 pike ait bir pik bir TE modu ve diger bir TM modu ile iliskilendirilir. Sekil 6b, Sekil 6a”da oldugu üzere bir örnegin tek bir pikinin bir detayini sematik olarak açiklar. Bir polarizasyon ayirma AWGisine yönelik modifiye edilen azalmis bir Çift Agirlikli Ortalama algoritmasinin kullanilmasi yoluyla, bir çift pike ait her bir pikin merkezi dalga boyu (DWATEve DWATM) belirlenebilir (asagidaki örnege bakiniz). Sinyaldeki bir çift pike ait, polarizasyondan bagimsiz, merkezi dalga boyu (COG) akabinde asagidaki gibi bir çift pikteki (DWATEve DWATM) her iki pike ait merkezi dalga boylarinin agirlikli bir ortalamasi araciligiyla belirlenebilir: burada bir agirlik vektörü (W) bir çift pike ait her iki pikin büyüklügü ile belirlenir: W - UI) ' 0.5 - POMAMP - ii."ll.t$ ÜS.! - iii'Üii› (' AMP ' AMP-im II.«'\.\'IP~u l .-\.'\IP°i~.'›. tki'i Bir çift pike ait bir pikin %803den fazla güç içermesi halinde, agirlik faktörleri sadece piki dikkate alacaktir. Ilaveten, bir çift pik olusturan iki pik arasindaki büyüklük farkliligi polarizasyona yönelik bir ölçümdür.

Bir polarizasyon ayirma AWG,sine yönelik modifiye edilen azalmis bir Çift Agirlikli Ortalama algoritmasi dahil olmak üzere bir algoritmanin bir örnegi, en azindan asagidaki adimlari (250 - 256) içerir: - (250) tüm fotodedektörlerin (150-n) verilerinin okunmasi; - (251) Sinyal büyüklügünün (Y ekseni üzerinde) ve piksellerin (X ekseni üzerinde) numaralandirilmasi; 02013-P-0001 - (252) verilerin kalibre edilmesi, örnegin karanlik akimin çikarilmasi; - (253) bir sinyalin minimum bir büyüklügüne yönelik bir esik degerinin ayarlanmasi; - (254) bir TE ve TM piki olan her bir çift pikli sinyale yönelik belirlenmesi; - (255) asagida açiklanan bir algoritma araciligiyla her bir tek pike (TE veya TM) yönelik DWA,nin hesaplanmasi; - (256) asagidaki esitlik araciligiyla her bir tek pike (TE veya TM) yönelik AMP`nin belirlenmesi Alip _- (D`Nriâ ` Pniin) ' Aniti?" + (Pm-"h ' I.)\VA) ` Amin (4› PmakS DWAinin bir tam sayi piksel sayisina yuvarlanmis halidir, Pmin = Pmaks - l (böylece Pmm < DWA 5 Pmaks), Amaks pikselde (Pmaks) sinyal büyüklügüdür, Amin pikselde (Pmin) Sinyal büyüklügüdür, Pratikte, bu algoritma hemen dogrusal sonuçlara yol açmamistir. Teknikte uzman kisi, baslangiçta yapilan ilave bir kalibrasyonun bu amaç ile yapilabilecegini anlayacaktir.

Her bir tek pike (TE veya TM) yönelik DWA, burada-yukarida gerekli oldugu üzere, asagidaki esitlik araciligiyla belirlenebilir: 02013-P-0001 P2 bir pikin maksimum degerinin piksel sayisidir, Pi pikin maksimum degerinden önce bir pikselin piksel sayisidir ve P3 pikin maksimum degerinden sonra bir pikselin piksel sayisidir, Ai pikselin (Pi) üzerinde sinyal büyüklügüdür, A2 pikselin (P2) üzerinde sinyal büyüklügüdür (maksimum) ve A3 Sekil 6b'de gösterildigi üzere pikselin (P3) üzerinde sinyal büyüklügüdür; ve burada, Al > A3 olmasi halinde, ve burada, A3 > A1 olmasi halinde, W A2 _"_ (En II Mevcut bulusun açiklayici düzenlemelerinin ekteki sekillere referans ile kismi olarak yukarida açiklanmis olmasina ragmen, bulusun bu düzenlemeler ile sinirli olmadigi, ancak eklenen istemler ile tanimlandigi anlasilir.

Claims (6)

ISTEMLER
1. Asagidaki unsurlari içeren bir fiber Bragg izgara sorgulayici düzenegidir: - degisken bir Bragg dalga boyuna (7.13) ve üzerinde Bragg dalga boyunun (ÄB) kullanim sirasinda degisebildigi ilgili bir dinamik araliga (Akdynß) sahip bir fiber Bragg izgarasi (FBG, 122) dahil olmak üzere bir optik fiber (120); - optik fibere (120) çalisabilir bir sekilde baglanan ve buradan bir yanit elde etmek üzere fiber Bragg izgarasini (122) aydinlatmak üzere konfigüre edilen bir isik kaynagi (102); ve - asagidaki unsurlari içeren bir yanit analizörü (140): - bir giris portu (145) ve çok sayida çikis portuna (l49-n) sahip spektral olarak seçici bir cihaz (142), burada giris portu optik fibere (120) çalisabilir bir sekilde baglanir ve burada çikis portlarinin her biri ilgili bir spektral aralik (Alu) ile iliskilendirilir, söz konusu spektral olarak seçici cihaz söz konusu çikis portlarinin (149-n) üzerine giris portunun üzerinde alinan fiber Bragg izgarasinin bir yanitina yönelik spektral bir enerji dagilimi saglainak üzere konfigüre edilir; burada spektral olarak seçici cihaz (142) söz konusu çikis portlarina (149- n) ait spektral enerji dagiliminda büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliklarin üzerine gelen isigin iki ortogonal polarizasyon bilesenini ayirmak üzere konfigüre edilir, böylece her bir çikis portu iki polarizasyon bileseninin her birine yönelik bir spektral araliga sahiptir, burada yanit analizörü, spektral olarak seçici cihazin ( 142) bir polarizasyon bagimliligini düzeltmek üzere ayri ortogonal polarizasyon bilesenleri ile ilgili olarak tespit sonuçlarini kullanmak üzere konfigüre edilen bir isleme birimi (154) içerir.
2. Istem 17e göre düzenektir, burada Spektral olarak seçici Cihaz (142) gelen isigin polarizasyon bilesenlerini söz konusu çikis portlarinin (149-n) spektral enerji dagitiminda büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliklarin üzerine bir enine elektrik (TE) modu dalgasi içeren birinci bir polarizasyon bilesenine ve bir enine manyetik (TM) modu dalgasi içeren ikinci bir polarizasyon bilesenine ayirmak üzere konfigüre edilir.
3. . Istein 1 veya 2”ye göre düzenektir, burada spektral olarak seçici cihaz (142) bir dizili dalga kilavuzu izgarasi (AWG) içerir.
4. . Istem 3'e göre düzenektir, burada spektral olarak seçici cihaz (142) söz konusu çikis portlarinin (149-n) spektral enerji dagilimindaki polarizasyon dagilimi, söz konusu çikis portlarinin (149-n) spektral enerji dagiliminda büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliklarin üzerine gelen isigin iki ortogonal polarizasyon bilesenini ayirmak üzere optimize edilecek sekilde ayarlanmak üzere düzenlenen ayarlanabilir dalga kilavuzlari içerir. . Önceki istemlerden herhangi birine göre düzenektir, ayrica asagidaki unsurlari içerir: - bire bir iliskide söz konusu çok sayida çikis portuna (149-n) optik olarak baglanan çok sayida fotodedektör (150), burada her bir fotodedektör ilgili çikis portunda alinan optik bir sinyale yönelik bir yogunlugun göstergesi olan bir sinyal üretmek üzere konfigüre edilir; - çok sayida fotodedektöre (l49-n) çalisabilir olarak baglanan ve spektral olarak seçici cihazin (142) polarizasyon bagimliligina yönelik düzeltme dahil olmak üzere fotodedektörlerin sinyallerinden
5. Ilber Bragg izgarasina (122) ait bir mevcut Bragg dalga boyunu belirlemek üzere konfigüre edilen bir isleme birimi (154).
6. 6. Istem 5,e göre düzenektir, burada isleme birimi (154) spektral olarak seçici cihazin (142) polarizasyon bagimliligina yönelik düzeltme dahil olmak üzere bir yogunluk-agirlikli ortalama dalga boyu olarak mevcut Bragg dalga boyunu belirlemek üzere konfigüre edilir. Istem 5 veya 6,ya göre düzenektir, burada isleme birimi (154) iki polarizasyon yogunluk-agirlikli ortalama dalga boyuna ait oran-tabanli agirlikli ortalama bir dalga boyu olarak polarizasyon düzeltme dalga boyunu belirlemek üzere konfigüre edilir. Önceki istemlerden herhangi birine göre düzenektir, burada söz konusu bir çikis portu (l49-n), dalga boyundan (XX) dalga boyuna (XY) uzanan spektral bir araliga (Alu) sahiptir, burada birinci bir polarizasyon bilesimine ait bir kanal yaniti, dalga boyundan (Äx) dalga boyuna ((1/2)(›\.y' Äx)) uzanan spektral bir araliga (Altn /2) sahiptir ve ikinci bir polan'zasyon bilesimine ait bir kanal yaniti dalga boyundan (1/2)(›\.y' kx) dalga boyuna (Äy) uzanan spektral bir araligina (Akn /2) sahiptir. Önceki istemlerden herhangi birine göre düzenektir, burada en az üç ardisik çikis portunun her birinin spektral araliklari kismi olarak örtüsür, böylece FBG`nin Bragg dalga boyu FBGlnin ilgili dinamik araliginin üzerinde en az üç ardisik çikis portunun spektral araliklarina dahildir. Asagidaki adimlari içeren bir fiber Bragg izgarasinin (FBG) sorgulanmasina yönelik bir yöntemdir: - degisken bir Bragg dalga boyuna Org) ve üzerinde Bragg dalga boyunun (ÄB) kullanim sirasinda degisebildigi ilgili bir dinamik araliga (Akdymg) sahip bir fiber Bragg izgarasinin (122) saglanmasi; - buradan bir yanit elde etmek üzere fiber Bragg izgarasinin (122) aydinlatilmasi; ve - yanitin çok sayida çikis kanalina (l49-n) ayrilmasi, her bir çikis kanali ilgili bir spektral araliga (Alu) sahiptir, burada spektral olarak seçici bir cihaz (142) söz konusu çikis portlarina (149- n) ait spektral enerji dagiliminda büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliklarin üzerine gelen isigin iki ortogonal polarizasyon bilesenini ayirir, böylece her bir çikis portu (149-n) iki polarizasyon bileseninin büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliklarinin ilgili bir çiftini alir, burada bir isleme birimi (154) spektral olarak seçici cihazin (142) bir polarizasyon bagimliligini düzeltmek üzere ayri ortogonal polarizasyon bilesenleri ile ilgili tespit sonuçlarini kullanir. Istem 10,a göre yöntemdir, spektral olarak seçici cihazin (142) dalga kilavuzlarinin ayarlanmasini içerirg böylece söz konusu çikis portlarinin (149-n) spektral enerji dagilimindaki polarizasyon dagilimi, söz konusu çikis portlarinin (149-n) spektral enerji dagiliminda büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliklarin üzerine gelen isigin iki ortogonal polarizasyon bilesenini Istem 10 veya 11”e göre bir yöntemdir, ayrica iki polarizasyon yogunluk- agirlikli ortalama dalga boylarinin bir oran-tabanli agirlikli ortalama bir dalga boyu olarak bir polarizasyon düzeltme faktörünün belirlenmesini içerir. Istemler 10-12”den herhangi birine göre yöntemdir, burada en az üç ardisik çikis portunun her birinin spektral araliklari kismi olarak örtüsür, böylece FBG,nin Bragg dalga boyu FBG°nin ilgili dinamik araliginin üzerinde en az üç ardisik çikis portunun spektral araliklarina dahildir. Istemler lO-l3°ten herhangi birine göre bir yöntemdir, burada gelen isigin iki ortogonal polarizasyon bileseni ile ilgili büyük ölçüde örtüsmeyen spektral araliklarin her bir çifti tek bir çikis portu ile iliskilendirilir.