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Type: TESE
Title: Sensores distribuidos utilizando efeitos não-lineares em fibras opticas para aplicação em estruturas inteligentes
Author: Rossetto, Jonatas Fred.
Advisor: Ferreira, Elnatan Chagas, 1955-
Abstract: Resumo: Sensores distribuídos a fibra óptica representam uma tecnologia chave para o desenvolvimento de estruturas inteligentes, uma vez que podem ser totalmente integrados aos materiais da estrutura. Efeitos ópticos não lineares podem ser utilizados para implementar esta nova classe de sensores, sem a necessidade da construção de componentes sensores individuais. Esta tese propõe a utilização do espalhamento Brillouin estimulado e do espalhamento Raman espontâneo, para desenvolver um sensor distribuído capaz de determinar o perfil de temperatura e deformação mecânica ao longo da fibra óptica sensora. Diversos resultados experimentais são apresentados para ambos os efeitos não-lineares ocorrendo em uma fibra óptica monomodo. Uma nova técnica para estabilizar a diferença de freqüência entre dois campos ópticos é proposta. Uma técnica de processamento de sinal é proposta para melhorar a resolução espacial de um sensor distribuído Brillouin. Uma topologia de ponta única é proposta para a implementação de um sensor distribuído Brillouin. Diversos aspectos sobre a implementação de um sensor distribuído Raman são discutidos. Uma nova topologia é proposta para o desenvolvimento de um sensor distribuído híbrido utilizando três diferentes tecnologias: Raman/Brillouin/FBGs, compartilhando a mesma fibra óptica sensora. Os resultados apresentados consolidam a pesquisa e indicam que o investimento em tecnologias correlatas é promissor tanto academicamente quanto comercialmente

Abstract: Fiber optic distributed sensors are a key technology for the development of smart structures, as it can be fully integrated to the structure materials. Nonlinear optical effects can be used to implement such kind of sensors, without the need of building individual sensor components. This thesis proposes the use of the stimulated Brillouin scattering and the spontaneous Raman scattering to develop an optical fiber distributed sensor capable of measuring both the temperature and the strain profile along a sensing optical fiber. Several experimental results are presented concerning both nonlinear effects occurring in a single-mode optical fiber. A new technique to stabilize the optical frequency difference between two optical fields is proposed. A signal processing technique is proposed to improve the spatial resolution of the Brillouin distributed sensor. An one-end topology is proposed to implement a Brillouin distributed sensor. Several aspects about the implementation of a Raman distributed sensor are discussed. A new topology is proposed for the development of a hybrid optical fiber distributed sensor using three different technologies, Raman/Brillouin/FBG, sharing the same sensing optical fiber. The presented results consolidate the research and indicate that the investment in correlated technologies is promising not only for the academic research but also for commercial applications
Subject: Fibras óticas
Ótica não-linear
Materiais inteligentes
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2004
Appears in Collections:FEEC - Dissertação e Tese

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