|
|
Modelování a optimalizace komplexních vláknových difrakčních struktur
Helán, Radek ; Lazar,, Josef (oponent) ; Tománek, Pavel (oponent) ; Urban, František (vedoucí práce)
Disertační práce je věnována simulacím, analýze a návrhu vláknových mřížek. V současné době existuje několik přímých metod pro simulaci spektrálních charakteristik vláknových mřížek a mřížkových polí na základě zadaných parametrů popisujících jejich rozměry a materiálové vlastnosti. Tato práce se však zabývá problémem opačným, syntézou vstupních parametrů z požadované odezvy mřížkové struktury. Hlavním cílem práce je vytvoření metody, pomocí které bude možné nalézt parametry popisující složitou mřížkovou strukturu na základě zadaného spektrálního průběhu odrazivosti. Základním požadavkem pro syntézu vstupních parametrů je dosažení hodnot reálných z hlediska následné výroby navržené struktury. Navržená metoda pro syntézu parametrů popisuje složitou vláknovou mřížkovou strukturu jako posloupnost několika homogenních mřížkových úseků zařazených do série. Určení vstupních parametrů probíhá iteračně za pomoci známých přímých metod se zavedením zpětné vazby. Stěžejní části metody zahrnují určení počátečních hodnot vstupních parametrů a následný algoritmus pro jejich optimalizaci k dosažení požadované odezvy. Počáteční hodnoty vstupních parametrů jsou vypočteny pomocí zjednodušeného modelu, vycházejícího z rovnic teorie vázaných vidů řešených pro periodickou strukturu ve válcovém vlnovodu. Následná optimalizace využívá přímých metod vrstvení dielektrika a přenosové matice. Pomocí těchto přímých metod jsou postupně počítány výstupní vlastnosti částí spektra odrazivosti mřížkové struktury. Na základě požadovaných a vypočítaných výstupních vlastností spektrální odezvy struktury jsou v iteracích postupně optimalizovány parametry vstupní. Optimalizace probíhá s přihlédnutím k technologickým možnostem pro následnou výrobu. Tímto způsobem je možné sestavit složitou vláknovou difrakční strukturu s téměř libovolným průběhem odrazivosti a vstupními parametry s reálnými hodnotami pro její výrobu. Metoda tak může být s výhodou použita k návrhu optických pásmových zádrží, horních a dolních propustí nebo filtrů se speciálními vlastnostmi.
|
|
| |
|
| |
|
| |
|
|
Optical fiber sensors for measurement strain and vibration
Mikel, Břetislav ; Helán, R. ; Buchta, Zdeněk ; Holík, M. ; Jelínek, Michal ; Číp, Ondřej
We present optical fiber sensors to measurement strain and vibration. The sensors are based on fiber Bragg gratings (FBG). We prepared construction of strain sensors with respect to its implementation on the outer surface of concrete structures and with compensation of potential temperature drifts. These sensors are projected with look forward to maximal elongation and strength which can be applied to the sensor. Each sensor contains two optical fibers with FBGs. One FBG is glued into the sensor in points of fixation which are in the line with mounting holes. This FBG is prestressed to half of measurement range, than the stretching and pressing can be measured simultaneously by one FBG. The second FBG is placed inside the sensor without fixation to measure temperature drifts. The sensor can be used to structure health monitoring.
|
|
|
Modelování a optimalizace komplexních vláknových difrakčních struktur
Helán, Radek ; Lazar,, Josef (oponent) ; Tománek, Pavel (oponent) ; Urban, František (vedoucí práce)
Disertační práce je věnována simulacím, analýze a návrhu vláknových mřížek. V současné době existuje několik přímých metod pro simulaci spektrálních charakteristik vláknových mřížek a mřížkových polí na základě zadaných parametrů popisujících jejich rozměry a materiálové vlastnosti. Tato práce se však zabývá problémem opačným, syntézou vstupních parametrů z požadované odezvy mřížkové struktury. Hlavním cílem práce je vytvoření metody, pomocí které bude možné nalézt parametry popisující složitou mřížkovou strukturu na základě zadaného spektrálního průběhu odrazivosti. Základním požadavkem pro syntézu vstupních parametrů je dosažení hodnot reálných z hlediska následné výroby navržené struktury. Navržená metoda pro syntézu parametrů popisuje složitou vláknovou mřížkovou strukturu jako posloupnost několika homogenních mřížkových úseků zařazených do série. Určení vstupních parametrů probíhá iteračně za pomoci známých přímých metod se zavedením zpětné vazby. Stěžejní části metody zahrnují určení počátečních hodnot vstupních parametrů a následný algoritmus pro jejich optimalizaci k dosažení požadované odezvy. Počáteční hodnoty vstupních parametrů jsou vypočteny pomocí zjednodušeného modelu, vycházejícího z rovnic teorie vázaných vidů řešených pro periodickou strukturu ve válcovém vlnovodu. Následná optimalizace využívá přímých metod vrstvení dielektrika a přenosové matice. Pomocí těchto přímých metod jsou postupně počítány výstupní vlastnosti částí spektra odrazivosti mřížkové struktury. Na základě požadovaných a vypočítaných výstupních vlastností spektrální odezvy struktury jsou v iteracích postupně optimalizovány parametry vstupní. Optimalizace probíhá s přihlédnutím k technologickým možnostem pro následnou výrobu. Tímto způsobem je možné sestavit složitou vláknovou difrakční strukturu s téměř libovolným průběhem odrazivosti a vstupními parametry s reálnými hodnotami pro její výrobu. Metoda tak může být s výhodou použita k návrhu optických pásmových zádrží, horních a dolních propustí nebo filtrů se speciálními vlastnostmi.
|
|
| |
|
|
Simulace vláknových mřížek pro stabilizaci polovodičových laserů
Helán, R. ; Mikel, Břetislav
Braggovy vláknové mřížky jsou jednou z nejvíce se vyvíjejících optických prvků v telekomunikacích a senzorové technice. Práce je zaměřena na návrh vláknových mřížek se zaměření především v senzorových systémech a laserovou interferometrii pro stabilizaci polovodičových laserů na vlnové délce 760nm. Mřížka je navzorkována a popsána jako sendvičová struktura vrstev dielektrika. Potom je aplikována metoda přenosové matice pro výpočet spektrálních vlastností mřížky. Metoda umožňuje návrh libovolné mřížky pro použití v mnoha optických systémech jako jsou pásmové filtry, vláknové senzory nebo vláknové lasery a zesilovače.
|
|
|
Návrh apodizovaných-chirpovaných vláknových mřížek založený na metodách vrstveného dielektrika a přenosových matic
Helán, R. ; Urban, F. ; Mikel, Břetislav
Toto dílo se zabývá metodami výpočtů vlastností apodizovaných-chirpovaných vláknových mřížek. Vláknové mřížky jsou rychle se vyvíjející optické prvky v telekomunikačních systémech a senzorech. Práce je zaměřena na návrh vláknových mřížek s využitím v senzorech a laserové interferometrii pro stabilizaci polovodičových laserů na vlnové délce 760nm. Mřížka je popsána periodickou změnou indexu lomu, zahrnujíc apodizační a chirpový profil. Vzorkováním se stává funkce diskrétní a každý vzorek reprezentuje jednu vrstvu dielektrika. Pro každý krok je pak sestavena přenosová matice. Celková přenosová matice je vytvořena násobením přenosových matic v každém kroku. Spektrální charakteristiky odrazivosti a grupového zpoždění jsou nakonec vypočítány z celkové přenosové matice. Použitím této metody lze navrhnout libovolné mřížky, které se používají v mnohých systémech jako optické pásmové filtry, vnitřní vláknové senzory nebo vláknové mřížkové lasery a zesilovače.
|
host ::
RSS.