Návrh a simulace kvazi-distribuovaného senzoru mechanického napětí založeného na Braggovských mřížkách využívajícího vlnový multiplex v prostředí OptiSystem

Abstract

Cílem této diplomové práce je návrh a simulace senzoru mechanického napětí používajícího Braggovské mřížky. Diplomová práce je rozdělena na dvě části. V první části jsou popsány teoretické poznatky ohledně základního prvku použitého pro senzorovou část a to Braggovské mřížky. Je zde vysvětleno, jak lze Braggovskou mřížku zapsat do optického vlákna, jaké existují typy mřížek a také použití systému s těmito mřížkami v reálných podmínkách. Druhá část je zaměřena na praktický návrh a simulaci senzoru mechanického napětí používající Braggovské mřížky v programu Optiwave OptiSystem 13. V této části je popsáno nastavení jednotlivých prvků v návrhu pro dva systémy. Prvním je vyhodnocování pomocí Fabry Perotova optického filtru a u druhého je k vyhodnocování použito Braggovských mřížek. Také jsou zde uvedeny výsledky simulací se zadanými parametry pro oba typy vyhodnocování. Z těchto výsledků jsou následně vypočítány základní parametry pro každý systém, jako jsou citlivost, rozsah a přesnost.

This diploma thesis is focused on the design and simulation of mechanical stress sensor utilizing Bragg grating. The thesis is divided into two parts. In the first part there are theoretical knowledge about the basic element used for the sensor part thus Bragg gratings. It explains how to write the Bragg grating to optical fiber, what are the types of grids and the use of these grids in real conditions. The second part is focusd on the design and simulation of mechanical stress sensor using Bragg gratings in the program Optiwave OptiSystem 13. This section describes the settings of individual components in the design for the two systems. The first is using a Fabry-Pérot evaluation of the optical filter and the second is using the Bragg grating. There are also shown simulation results with specified parameters for both types of evaluation. From these results are calculated basic parameters for each system, such sensitivity, range and accuracy.