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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 陳兆勛 | |
| dc.contributor.author | Chih-Hsiung Chien | en |
| dc.contributor.author | 簡志雄 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2021-06-08T05:20:38Z | - |
| dc.date.copyright | 2005-08-01 | |
| dc.date.issued | 2005 | |
| dc.date.submitted | 2005-07-27 | |
| dc.identifier.citation | 參 考 文 獻
〔1〕 楊素華、陳憶婷、簡昕慧、張詩意、楊筑閔，”光纖通訊技術發展現況”，科學發展月刊，第29卷，第12期，2001，pp879-883 〔2〕 廣磁資訊股 〔3〕 份有限公司，”通訊寶典-光纖通訊”，台北市:廣磁資訊，1994 〔4〕 黃忠偉，”光電漫談”，台北市:台灣書局，1997 〔5〕 吳曜東，”光纖原理與應用”全華科技圖書股份有限公司， 2001 〔6〕 作者Sterling，譯者黃素真，”Technician’s Guide to Fiber Optics 3E”，”光纖技術手冊” 全華科技圖書股份有限公司，2003年11月 〔7〕 楊善國，”感測及量度工程”， 全華科技圖書股份有限公司，四版五刷 90年3月 〔8〕 戴書麟，”光纖感測器於土木結構應用之初步研究”國立台灣大學土木研究所碩士論文，1997 〔9〕 郭原宏，”光纖光柵感測器於結構監測之應用” 國立台灣大學土木研究所碩士論文，2002 〔10〕 A. Fellay，L. Thevenaz，M.Facchini，M.Nikles，P.Robert”Distributed sensing using stimulated Brillouin scattering:towards ultimate resolution”Tech. Dug.OFS12，pp.324-327，Williamsburg，USA，1997. 〔11〕 Marc Nikles，Luc Thevenaz，and Philippe A.Robert”Simple distributed fibers senseor based on Brillouin gain spectrum analysis” OPTICS LETTERS/Vol.21，NO.10/May 15，1996 p758-p760. 〔12〕 蔣博文，”利用激發性布里淵散射技術之分佈型應變與溫度感測”國立交通大學光電研究所碩士論文，2001 〔13〕 Haruo Yoshida，Japan，”Backward Brillouin scattering optical time domain reflectometry”，Patent number:5767956，Date of patent:Jun.16 1998 〔14〕 http://metwww.epfl.ch/Brillouin/CaptTempE.htm；METLab”Temperature and strain sensor” 〔15〕 ----，”BOTDA-Nondestructive measurement of single-mode optical fiber attenuation characteristics using Brillouin interaction:Theory”，J.Lightwave Technol.，vol.7，Aug.1989，pp1170-1176 〔16〕 T. Kurashima，T. Horiguchi，and M. Tateda，”Distributed-temperature sensing using stimulated Brillouin scattering in optical silica fiber”，Opt.Lett.，vol.15，no.8，Sept1990，pp1038-1040 〔17〕 X. Bao，J.Dhliwayo，N. Heron，D. J. Webb，andD.A.Jackson ，”Experimental and theoretical studies on a distributed temperature sensor based on Brillouin scattering”，J. Lightwave Technol.，vol.13，July 1995，pp1340-1348 〔18〕 X. Bao，D. J. Webb，and D. A. Jackson，”Combined distributed temperature and strain sensor based on Brillouin loss in an optical fiber ”，Opt.Lett.，vol.19，no2，Jan 1994，pp141-143 〔19〕 K.Shimizu，T. Horiguchi，and Y. Koyamada，”Measurement of distributed strain and temperature in a branched optical fiber net work by use of Brillouin optical time-domain reflectometry”，Opt.Lett.，vol.20，no.5，Mar 1995，pp507-509 〔20〕 Dieter Garus，Torsten Gogolla，Katerina Krebber，and Frank Schliep”Brillouin Optical-Frequency-Domain Analysis for Distributed Temperature and Strain Measurements”JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY，VOL.15，NO4，APRIL1997，pp654-662 〔21〕 Torsten Gogolla and Katerina Krebber Ruhr-universitat Bochum，Lehrstuhl fur Allgemeine Elektrotechnik und Elektrooptik，”Fiber sensors for distributed temperature and strain measurements using Brillouin scattering and frequency-domain methods”44780 Bochum，Germany，pp168-179 〔22〕 FENG Xiyu ，SUN Xiaona，CHEN Juan “Formation Technologies of Fiber Bragg Grating”，SPIE VOL.3557，1998，pp198-203 〔23〕 張國鎮，羅俊雄，林詠彬，林子剛，鄭橙標，吳信宏”光纖與光柵用於橋樑監測之研究”財團法人國家實驗室研究院、國家地震工程研究中心，2003年p2-1-p2-8 〔24〕 簡旭君，”光纖光柵應變管之研發”，國立交通大學土木工程研究所碩士論文，2002 〔25〕 Richard C. Foedinger，David L. Rea，James S.Sirkis，Christopher S.Baldwin，John R. Troll，Robert Grande，Craig S. Davis，and TerryL. VanDiver”Embedded fiber optic sensor arrays for structure health monitoring of Filament wound composite pressure vessels”，SPIE VOL.3670，1999，pp289-301 〔26〕 Kazuo Hotate and Masato Tanaka，”Distributed Fiber Brillouin Strain Seneing with 1cm Spatial Resolution by Correlation-based Continuous Wave Technique”，Invited FR2-1，pp647-650 〔27〕 Kazuo Hotate and Masato Tanaka，”Distributed Fiber Brillouin Strain Seneing with 1cm Spatial Resolution by Correlation-based Continuous Wave Technique”，Invited FR2-1，pp647-650 〔28〕 Takemi HASEGAWA and， Kazuo HOTATE”A Correlation-Based Continuous-Wave Technique for Measuring Brillouin Gain Spectrum Distribution along an Optical Fiber with Centimeter-Order Spatial Resolution”，Invited FR2-1，pp651-661 〔29〕 Marc Nikles，Luc Thevenaz，and Philippe A. Robert”Brillouin Gain Spectrum Characterization in Single-Mode Optical Fibers”JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY，VOL. 15，NO.10，OCTOBER 1997，pp1842-1851 〔30〕 Luc Thevenaz，Alain Kueng，Marc Nikles，Philippe Robert，”Electrostrictive nonlinearity in optical fiber deduced from Brillouin gain measurements”OFC’98 Technical Digest，pp253-254 〔31〕 X.P. Mao，R.W. Tkach，A.R. Chraplyvy，R.M. Jopson，and R.M. Derosier，”Stimulated Brillouin Threshold Dependence on Fiber Type and Uniformity”，IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS，VOL. 4，NO. 1，JANUARY 1992，pp66-69 | |
| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/24281 | - |
| dc.description.abstract | 摘 要
有鑒於目前大型結構物之維護與監測，現階段皆仰賴於電子式感測器。不但線路繁瑣，亦只能做點狀分佈量測。而光纖感測器不但具有輕巧方便、線路簡單之特性，更具有分佈式感測與即時監控之功能。本論文重點在於FBG與BOCDA兩種光纖感測器之架構建立與感測應變之效果，並比較與討論目前以布里淵散射為原理之光纖感測器BOTDR與BOTDA。由實驗中可以清楚發現FBG之應變與反射頻率呈線性分佈，而BOCDA之布里淵頻率亦與光纖受外界影響產生之應變呈線性分佈。兩種光纖感測器皆確實可以達到應變感測之結果。此兩種光纖感測為目前解析度最高，且可達到動態感測與遠端監測之優越感測器。期待未來光纖感測能為人類帶來更多的便利與安全。 | zh_TW |
| dc.description.abstract | Abstract
At present, the maintenance and monitoring of the large-scale structure are all dependent on electronic sensor. The electronic sensor is very complicated, and only point detecting to be examined . The main objective of this research is to study two kinds of optical fiber strain sensor. The two techniques are called “Fiber Bragg Gratings” and “Brillouin Optical Correlation Domain Analysis”. This thesis describe the mechanism of distribution measurement of fiber Brillouin spectrum by Brillouin Optical Correlation Domain Analysis (BOCDA) and multipoint detecting by Fiber Bragg Gratings(FBG).It is expected to be measured in experiments. These two methods have been successfully demonstrated experimentally. Finally,comparing with other kinds of optical fiber strain sensor “BOTDR and BOTDA” that are close to using on the engineering at present. We expect to bring the convenient and safety for human being. | en |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-08T05:20:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-94-R92543007-1.pdf: 2018223 bytes, checksum: d036600310609056b0b6ef84f4768bc4 (MD5) Previous issue date: 2005 | en |
| dc.description.tableofcontents | 目錄
中文摘要…………..………………………………………………………...I 英文摘要……………………………………………………………………II 致謝………………………………………………………………………..III 目錄………………………………………………………………………..IV 圖表目錄…………………………………………………………………..VI 第一章 緒論….…………………………………………………………….1 1-1 研究動機與目的…………………………………………………..1 1-2 光纖發展史………………………………………………………..2 1-2.1光纖之優點…………………………………………………3 1-2.2光纖之分類…………………………………………………6 第二章 光電主被動元件儀器原理..….………………………………….13 2-1 光纖感測………………………………..……………………….13 2-1.1光纖感應器的性質..............................................................14 2-2 光纖感測器主被動元件儀器原理……..……………………….15 2-2.1耦合器(Coupler)……………………..……………………15 2-2.2光隔離器(Isolators)…………………..…………………...16 2-2.3光纖放大器(Optical Fiber Amplifiers)..…………………..17 2-2.4極化控制器(Polarizaiton Controller)..…………………….18 第三章 光纖感測器之探討………..……………………………………..20 3-1分佈型光纖感測器簡介…………………………………………20 3-1.1光纖的散射……………………………………………….20 3-2 BOTDR(Brillouin Optical Time-Domain Reflectometer)………..21 3-3 BOTDA(Brillouin Optical Time Domain Analyner)......................23 3-4光纖光柵(Fiber Bragg Gratings). ………………………………..24 3-5 BOCDA (Brillouin Optical Correlation Domain Analysis)……….27 第四章FBG與BOCDA之實驗架構……………………………………28 4-1光纖光柵(FBG)感測器基本架構建立與測試…………………...28 4.1.1光纖光柵原理概念與相關資料…………………………...28 4-1.2實驗儀器介紹……………………………………………...29 4-1.3實驗步驟與結果…………………………………………...32 4-2 FBG應用於三點彎矩應變量測………………………………….33 4-2.1 實驗儀器介紹……………………………………………..33 4-2.2實驗步驟與結果…………………………………………...34 4-3溫度校正實驗……………………………………………………..37 4-3.1實驗儀器介紹……………………………………………...37 4-3.2實驗步驟與結果…………………………………………...37 4-4結果討論…………………………………………………………..39 4-5 BOCDA感測架構與測試………………………………………...39 4-5.1光纖中激發性布里淵散射效應…………………………...40 4-5.2實驗結果…………………………………………………...48 4-6各種光纖感測器優缺點比較……………………………………..51 第五章 結論與展望………………………………………………………54 參考文獻…………………………………………………………………..55 圖 表 目 錄 圖2-1外在感測器示意圖…………………………………………………13 圖2-2內在感測器示意圖............................................................................14 圖2-3耦合器(Coupler)……………………………………….……………16 圖2-4光隔離器(Isolators)………………………………………..………..17 圖2-5 EDFA之示意圖……………………………………………....…….18 圖2-6極化控制器(Polarizaiton Controller)…….…………………………19 圖3-1各種不同光纖之散射頻譜圖………………………………………21 圖3-2 BOTDR示意圖........................................23 圖3-3 BOTDA原理示意圖……………………………………………….24 圖3-4 FBG穿透光譜……………………………………………………...25 圖3-5FBG反射光譜………………………………………………………26 圖3-6光纖光柵原理………………………………………………………26 圖3-7 波長與空間多工結合之分布式光纖感測器(WDM+SDM)……...27 圖4-1 光纖光柵感測示意圖……………………………………………...28 圖4-2 寬頻雷射光源……………………………………….…………..…30 圖4-4 光譜分析儀(OSA)…………………………………………………31 圖4-5 FBG量測裝置圖………...…………………………………………31 圖4-6 FBG光纖應變感測器量測示意圖…....…………...………………32 圖4-7應變與頻率變化關係圖.…………………………………………...33 圖4-8 光纖應變感測器三點彎矩裝置圖……….………………………..34 圖4-9三點彎矩示意圖……………………………………………………34 圖4-10 FBG載重-頻率漂移圖....................................................................35 圖4-11 三點彎矩中點應變與頻率變化量關係圖……….………………36 圖4-12 圖4-12 FBG受載重產生頻率漂移之頻譜圖………..………….37 圖4-13 溫度校正裝置圖………………………………………………….38 圖4-14溫度-頻率飄移關係圖…..…………………………………...……38 圖4-15 SMF之布里淵散射頻譜…………………….……………………41 圖4-16 DSF之布里淵散射頻譜….………………………………….……42 圖4-17自發性布里淵散射示意圖….…………………………………….43 圖4-18激發性布里淵散射示意圖….…………………………………….44 圖4-19向後之布里淵散射頻譜…….…………………………………….44 圖4-20衝擊光譜(beat spectrum)圖形………….…………………………47 圖4-2150cm的應變頻率漂移圖………………………………………….47 圖4-22 BOCDA結構示意圖……………………………………………48 圖4-23 人機操控面板(LabVIEW)……………………………………… 49 圖4-24 量測應變之光訊號頻譜.................................................................49 圖4-25 Brillouin功率與入射光功率關係圖……………………………...50 圖4-26 BOCDA應變-頻率漂移圖……………………….……………….51 表1-1感測器使用者市場比重統計表……………….….……………..…..2 表4-3 寬頻雷射光源之DATA SHEET…………………………………..30 表4-27各種不同種類原理之散射………………………………………..52 表4-28 BOTDR BOCDA FBG之比較圖……………………………..52 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.subject | 激發性布里淵散射 | zh_TW |
| dc.subject | SBS | en |
| dc.title | 光纖應變感測器之研究 | zh_TW |
| dc.title | A study of optical fiber strain sensor | en |
| dc.type | Thesis | |
| dc.date.schoolyear | 93-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 劉霆,鄭江河 | |
| dc.subject.keyword | 激發性布里淵散射, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | SBS, | en |
| dc.relation.page | 58 | |
| dc.rights.note | 未授權 | |
| dc.date.accepted | 2005-07-28 | |
| dc.contributor.author-college | 工學院 | zh_TW |
| dc.contributor.author-dept | 應用力學研究所 | zh_TW |
| 顯示於系所單位： | 應用力學研究所 | |
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