Fenómeno speckle en fibra ópticas y sus aplicaciones en sensores

Autores/as

  • Mauro Lomer Grupo de Ingeniería Fotónica de España, Universidad de Cantabria. Santander, España.

DOI:

https://doi.org/10.21754/tecnia.v22i2.76

Palabras clave:

fenómeno speckle, fibras ópticas multimode, sensores

Resumen

Un patrón de luz altamente estructurado es observado cuando un haz de luz coherente se propaga por una fibra óptica multimodo y es proyectada sobre una pantalla. Este patrón está constituido por una gran cantidad de pequeñas manchas de luz brillantes (del inglés: speckle) sobre un fondo opaco, producidos por un fenómeno de interferencia intermodal. El patrón de speckle varía lentamente debido a factores medio-ambientales que rodean a la fibra óptica, pero la intensidad total se mantiene casi constante y puede ser registrada por una simple cámara CCD. Cualquier perturbación exterior (temperatura, vibración, presión, tensión, …) realizada sobre la fibra afecta al patrón de speckle. Un adecuado procesado de las imágenes puede permitir extraer las causas del origen de la perturbación y construir una señal de correlación y su aplicación en la medida de parámetros físicos, químicos o biológicos. Se presentan la generación del fenómeno speckle en fibras ópticas multimodo con fuente de luz coherente. Se describen los conceptos teóricos que están presentes en el fenómeno, el montaje óptico y la demostración experimental, así como algunas aplicaciones que pueden dar lugar en sensores. 

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[1] W. B. Jr. Spillman, Kline, B. R. Maurice, L. B. Fuhr, P. L. “Statistical-mode sensor for fiber optic vibration sensing uses”, Applied Optics, 28, 3 (1989) 166 - 3176.

[2] Goodman, J. W. “Speckle Phenomena in Optics”, Roberts and Company, Chapter 7, Englewood, Colorado, (2007).

[3] Kaiser, G. “Optical Fiber Communications”, McGraw-Hill, Second Edition, Chapter 2, NY (1991).

[4] Shankaranarayanan, N. K., Srinivas, K. T., Claus, R. O., “Mode–mode interference effect in axially strained few mode optical fibers”, Proc. SPIE 838 (1987) 385 – 388.

[5] A. Garcia, M., Tabib-Azar, “Fiber optic force and displacement sensor based on speckle detection with 0.1 nN and 0.1 Å resolution, Proc. SPIE, 1973 (1992) 247 – 258.

[6] Yu, F. T. S. Wen, M., Jing, S., Uang, C. M., “Submicrometer displacement sensing using inner-product multimode fiber speckle fields”, Applied Optics, 32, (1993) 4685 - 4689.

[7] Pan, K., Uang, C. M., Cheng, F., Yu, F., “Multimode fiber sensing by using mean-absolute speckle-intensity variation”, Applied Optics, 33 (10) (1994) 2095 – 2098.

[8] Zhang, Z., Ansari, F., “Fiber-optic laser speckle-intensity crack sensor for embedment in concrete”, Sensors and Actuators A - 126, (2006) 107 – 111.

[9] Rodriguez-Cobo, L., Lomer, M. “Speckle characterization in multimode fiber for sensing applications”, V International Conference on Speckle Metrology, Proceedings of SPIE Vol. 8413, paper 40, Vigo, Spain, September 2012.

[10] Soh, L. K., Tsatsoulis, C., “Texture Analysis of SAR Sea Ice Imagery Using Gray Level Co-Occurrence Matrices”, IEEE Trans. On Geoscience and Remote Sensing, 37, (1999) 780 - 795.

[11] Arizaga, R., Cap. N., Rabal, H. J., Trivi, M., “Display of local activity using dynamic speckle pattern”, Optical Engineering, 41 (2002) 287 - 294.

[12] Lomer, M., Rodriguez-Cobo, L., “Plastic Optical Fiber Sensor for measuring arterial pulse”, 21st International Conference on Plastic Optical Fibers POF, Proceeding ICPOF - 2012, pp. 198 - 220, Atlanta, Georgia, USA, September 2012.

[13] Rodriguez-Cobo, L. Lomer, M., “POF vibration sensor based on speckle pattern changes”, 22nd International Conference on Optical Fiber Sensors OFS - 22, Proceedings of SPIE Vol. 8421, paper 2 y 1 - 4, Beijing, China 2012.

[14] Coloquios de física: https://sites.google.com/site/fisicapucp/semestre-2012-2

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Publicado

2012-12-01

Cómo citar

[1]
M. Lomer, «Fenómeno speckle en fibra ópticas y sus aplicaciones en sensores», TECNIA, vol. 22, n.º 2, pp. 5–16, dic. 2012.

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