Fig.1 En interrogator består af to kerneelementer:en optisk fibersensor og et spektrometer. En af de mest brugte optiske sensorer er fiber Bragg-gitteret (FBG), som reflekterer en bølgelængde af lys, der ændrer sig som reaktion på variationer i temperatur og/eller spænding. Et spektroskopisk instrument i interrogatoren registrerer disse ændringer. Kredit:SPIE
Internet of Things (IoT) er en teknologiklassifikation, der inkluderer husholdningsapparater og andre genstande indlejret med elektronik, software, sensorer, og aktuatorer, der forbinder og udveksler data. En vigtig IoT-teknologi er sensing af optiske fibre.
En interrogator til optisk fiberregistrering analyserer ændringer i temperatur og/eller belastning fra data sendt fra sensorer. I denne enhed, et spektrometer, en nøglekomponent til signalanalyse, bruges til at måle lysspektret. (Figur 1)
Tidligere, Optisk fiberføling blev kun udført af enheder udstyret med et dyrt spektrometer med en subnanometerskala høj opløsning på grund af en teoretisk grænse for sensorens opløsning.
Forskere ved Osaka University introducerede en ny superspektral opløsningsmetode til flerkanalsspektrometre til konventionelle interrogatorer til optisk fiberregistrering. Som resultat, de udførte optisk fibertemperaturføling på subnanometerskalaen med mindre dyre spektrometre. (Figur 2)
Deres forskningsresultater blev præsenteret på den internationale konference "Photonics West 2018" afholdt af The International Society for Optical Engineering (SPIE) den 31. januar, 2018.
"Brug af denne teknologi vil give mulighed for høj hastighed, real-time optisk fiber temperaturføling på ydeevneniveauer, der er typiske i konventionelle enheder til en lav pris. Dette vil fremme anvendelsen af denne teknologi på en lang række områder, herunder temperaturføling og belastningsføling, som har tiltrukket sig opmærksomhed som IoT-teknologier, " sagde hovedforfatter Tsuyoshi Konishi.
Markedet for optisk fiberføling forventes at nå op på over $300 millioner i de næste par år. (Figur 3) Denne gruppes resultater vil være i stand til at reducere omkostningerne, en stor udfordring i at udvide optisk fibersensorteknologi.
Fig.2 Fiber Bragg Grating (FBG) teknologibaserede temperatursensorer bemærkelsesværdigt forbedret følsomhed, viser ændringer i temperaturen i et termostatisk kammer inden for et område på 0 ~ 50°C i intervaller på 10°C. Brug af en FBG temperatursensor forbedrede den spektrale opløsning af kommercielt tilgængelige spektrometre i intervaller på 10°C. Kredit:SPIE
Fig.3 Fiber Optic Sensor/Sensing (DFOS) Markedsanalyse distribueret af Grand View Research. Kredit:Grand View Research