Estabilidade térmica de redes de Bragg fabricadas por laser femtosegundo

Abstract

No presente trabalho é descrito e apresentado o estudo da estabilidade térmica de redes de Bragg em fibra ótica de sílica, fabricadas por um laser de femtosegundo. O plano de trabalhos começou por uma pesquisa bibliográfica relacionada com as diferentes técnicas de gravação de redes de Bragg em fibras óticas e o estado de arte em estudos de estabilidade térmica das mesmas redes. Foram desenvolvidos e produzidos (em ambiente empresarial) um total de 8 sondas de temperatura cujo princípio de funcionamento baseia-se no comportamento típico de redes de Bragg em fibra ótica, quando submetidas a variações de temperatura. Estas sondas foram posteriormente calibradas termicamente. Implementaram-se dois regimes de testes a dois conjuntos de 4 sondas: um regime isotérmico e outro isócrono. Ambos foram desenvolvidos tanto no Departamento de Física da Universidade de Aveiro como nas instalações da HBM FiberSensing, S.A., no Porto. Os resultados obtidos relativos à variação do comprimento de onda de Bragg e refletividade do pico máximo de cada sonda em função do tempo e da temperatura permitiram aplicar um modelo teórico e concluir quanto à estabilidade térmica das redes de Bragg.

In this thesis is presented a study of the thermal stability of Bragg gratings in optical silica fiber fabricated by a femtosecond laser. The work plan began with a literature review related to the different Bragg gratings recording techniques in optical fiber and the state of the art of thermal stability studies. A total of eight temperature sensors were developed and produced, whose operating principle is based on typical behaviour of Bragg gratings when submitted to temperature variations. These probes were thereafter thermally calibrated. Two types of tests were implemented for two different sets of four probes each: an isothermal and an isochronous regime. Both tests were developed in the Department of Physics at the University of Aveiro and at HBM FiberSensing, SA in Porto. A theoretical model was applied to the results relating to the variation of Bragg wavelength and to the reflectivity peak of each probe (as a function of time and temperature). With the application of this method it was possible to conclude about the thermal stability of the Bragg gratings.