12 / 02 / Κωνσταντίνος Κωνσταντίνου Δημήτρης Μιχαήλ Φίλιππος Φιλίππου Χάρης Μακρουλής Ακαδημαϊκό έτος Επιβλέποντες Καθηγητές: Δρ. Κυριάκος Καλλή Δρ. Παύλος Χριστοδουλίδης Δρ. Παύλος Χριστοδουλίδης Δισδιάστατη πολυμερής τεχνητή επιδερμίδα με ενσωματωμένους οπτικούς αισθητήρες τύπου φραγμάτων Bragg (FBG) με τη χρήση λείζερ φεμτοδευτερολέπτου

2 ΒΑΣΙΚΟΣ ΣΤΟΧΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ  Στόχος της εργασίας αυτής, είναι η ανάπτυξη ενός πλαισίου οπτικών αισθητήρων, που θα αποτελείται από μια ελαστομερή μεμβράνη στην οποία θα τοποθετηθούν οι οπτικές ίνες που αποτελούν τους αισθητήρες του συστήματος.  Σκοπός της δημιουργίας του πλαισίου είναι η μέτρηση της τάσης σε οποιαδήποτε σημεία πάνω σε αυτή, όποιο σχήμα και να πάρει.  Η τελική κατασκευή θα μπορεί να βρίσκει εφαρμογές σε αρκετές περιπτώσεις όπου απαιτείται η λήψη μετρήσεων τάσης για σκοπούς παρακολούθησης προβλημάτων ασθενών ή ακόμα και αθλητών.  Εκμάθηση γλώσσας προγραμματισμού LabView ώστε να μπορέσουμε να εξάγουμε τις πληροφορίες που θέλουμε από τη μεμβράνη στον Η/Υ. 12 / 02 /201 3

3 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ ΚΑΙ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ  Εξικείωση με καινοτομίες (φράγματα Bragg, οπτικές ίνες, Class 4 femtosecond Laser)  Η ίνα θα τοποθετηθεί πάνω σε μια πλατφόρμα η οποία, μέσω ενός μεταφορικού σταδίου, θα μετατοπιστεί κάθετα προς το λείζερ το οποίο είναι το εργαλείο που θα χρησιμοποιηθεί για την εγγραφή των αισθητήρων.  Σωστός προγραμματισμός στο μεταφορικό στάδιο για την εγγραφή.  Εγγραφή των αισθητήρων στις οπτικές ίνες με την σωστή μεθοδολογία. Κατά την εγγραφή απαραίτητη προϋπόθεση είναι η ευθυγράμμιση του λείζερ να γράψουμε τα FBG στο κέντρο του πυρήνα (<1μm από τον άξονα του πυρήνα).  Αφού εγγραφούν τα FBG, οι οπτικές ίνες θα τοποθετηθούν στο καλούπι και θα ενσωματωθούν μαζί με την ελαστική μεμβράνη.  Μαθηματική ανάλυση του αντανακλώμενου φάσματος και μοντελοποίηση του σε γλώσσα προγραμματισμού LabView.  Διεξαγωγή πειραματικών μετρήσεων, καταγραφή και αναθεώρηση αποτελεσμάτων. 12 / 02 /201 3

4 ΕΠΕΞΗΓΗΣΗ ΒΑΣΙΚΩΝ ΟΡΩΝ Οπτικές ίνες:Οπτικές ίνες: Οι οπτικές ίνες είναι πολύ λεπτές κυλινδρικές ίνες γυαλιού ή πλαστικού με διάμετρο κάτω των 125μm. Επίσης είναι διαφανείς και εύκαμπτες. Κατασκευάζονται από εξαιρετικά καθαρό γυαλί. Κάθε οπτική ίνα αποτελείται από τρία μέρη 1) την κεντρική γυάλινη κυλινδρική ίνα που ονομάζεται πυρήνας και είναι το τμήμα το οποίο διαδίδεται το φως. 2) την επικάλυψη που είναι ένας ομόκεντρος με τον πυρήνα κύλινδρος. Έχει μικρότερο δείκτη διάθλασης από τον πυρήνα για να παθαίνει το φως ολικές ανακλάσεις. Η επικάλυψη αυτή ονομάζεται περίβλημα / μανδύας. 3) Το επικάλυμμα, που είναι ένα αδιαφανές πλαστικό. Φράγματα BraggΦράγματα Bragg Μια περιοδική αλλαγή του δείκτη διάθλασης του πυρήνα ονομάζεται φράγμα Bragg, η οποία επιφέρει σύζευξη μεταξύ των μπροστά-πίσω διαδιδόμενων τρόπων του φωτός τον πυρήνα. Τα φράγματα Bragg οπτικής ίνας (Fiber Bragg Gratings) διευκολύνουν την προσαρμογή με μία συμβατική ίνα και οι απώλειες οπτικής ισχύος του σήματος είναι ελάχιστες. 12 / 02 /201 3

ΕΠΕΞΗΓΗΣΗ ΒΑΣΙΚΩΝ ΟΡΩΝ