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Proyecto de instalaciones domóticas, telecomunicación y solar térmica en dos viviendas unifamiliares adosadas (parcela 16 residencial La Garnacha, Navarrete, La Rioja)
(2007) Bravo Acha, Mikel; Fernández Valdivielso, Carlos; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa
Open Access
Contribution to the development of new photonic systems for fiber optic sensing applications
(2015) Bravo Acha, Mikel; López-Amo Sáinz, Manuel; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa; Universidad Pública de Navarra / Nafarroako Unibertsitate Publikoa
En este trabajo de doctorado se presentan nuevos sistemas y subsistemas de sensores de fibra óptica. Así, se proponen y desarrollan nuevas técnicas, componentes y tecnologías basadas en láseres de fibra con espejos distribuidos (random), fibras de cristal fotónico, estructuras de luz lenta, multiplexores de inserción y extracción (add and drop), conmutadores tele-alimentados por luz, reflectometría óptica tanto en el dominio del tiempo como de la frecuencia o filtros ópticos reconfigurables. También se han demostrado nuevas aplicaciones para estructuras de sensores tradicionales y técnicas de medida ya conocidas. Todas ellas dirigidas a la mejora del funcionamiento de los actuales transductores, redes de sensores y aplicaciones de monitorización de salud estructural. De este modo, y en primer lugar, se han desarrollado nuevos transductores puntuales. En concreto, dos sensores interferométricos basados en fibras de cristal fotónico y otro basado en una estructura resonante en anillo. También se han realizado diferentes redes de sensores utilizando OTDRs comerciales. Por un lado, se han multiplexado diferentes sensores utilizando una red en forma de bus y, por el otro, se ha interrogado de manera remota un sensor FLM/LPG a una distancia de 253 km sin necesidad de amplificación. Se han estudiado láseres basados en efecto de realimentación distribuida random (RDFB) para su uso en interrogación de sensores. Para ello, se han demostrado dos nuevos láseres multi-longitud de onda y también, por primera vez, se ha modulado un laser random. Después, se han demostrado experimentalmente varias redes de sensores de fibra óptica teniendo en cuenta los principales desafíos que estas presentan: multiplexar varios sensores en una misma red y permitir su monitorización de manera remota. En primer lugar, se han multiplexado sensores basados en la modulación de la intensidad óptica utilizando técnicas de multiplexación en dominio del tiempo. En segundo lugar, se han multiplexado sensores basados en fibras de cristal fotónico. En tercer lugar, se presentan tres nuevos métodos para la medida remota de sensores. Por último, se incluye la demostración de un conmutador de fibra óptica tele-alimentado a través de luz. Éste se utiliza en tres redes diferentes para añadir robustez e incrementar la versatilidad en la multiplexación. Finalmente, se han realizado tres pruebas de campo para aplicaciones de monitorización de salud estructural.
Open Access
Reinforced concrete structural corrosion monitoring using Hi-Bi photonic crystal fibres in a fiber loop structure
(SPIE, 2014-06-02) Bravo Acha, Mikel; McCague, Colum; Fabian, Matthias; Jaroszewicz, Leszek R.; Mergo, Paweł; Sun, Tong; Grattan, Kenneth T. V.; López-Amo Sáinz, Manuel; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoa eta Telekomunikazio Ingeniaritza
A novel sensing approach has been developed for in-situ corrosion monitoring of steel reinforced concrete structures, using an interferometric Sagnac sensor system based on a Hi-Bi photonic crystal fibre (PCF). To do so an accurate fibre alignment procedure has been implemented in order to improve the performance of the sensor system embedded into the concrete structure when it is subjected to an accelerated corrosion test. The positive results obtained have confirmed the effectiveness of such a sensor system for applications in structural health monitoring.
Open Access
Sistema de interrogación multi-sensor basado en multiplexación en longitud de onda y tiempo
(SEDOPTICA, 2021) Bravo Acha, Mikel; Leandro González, Daniel; Pérez González, Asier; López-Amo Sáinz, Manuel; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación
En este trabajo se propone un sistema de interrogación versátil y económico basada en la generación de pulsos empleando la modulación directa de diodos láser DFB. Se ha demostrado una resolución en longitud de onda de 1 pm para una separación de sensores de 600m. La validación del interrogador se ha llevado a cabo monitorizando una red de sensores de 26 km de longitud que incluye redes de difracción de Bragg, reflectores y un interferómetro Fabry-Pérot.
Open Access
Suspended-core fiber Sagnac combined dual-random mirror Raman fiber laser
(Optical Society of America, 2011) Rodrigues Pinto, Ana Margarida; Bravo Acha, Mikel; Fernández Vallejo, Montserrat; López-Amo Sáinz, Manuel; Kobelke, J.; Schuster, K.; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa
In the present work, a multiwavelength fiber laser based in the combination of a double-random mirror and a suspended-core Sagnac interferometer is presented. The double-random mirror acts by itself as a random laser, presenting a 30dB SNR, as result of multiple Rayleigh scattering events produced in the dispersion compensating fibers by the Raman amplification. The suspended-core fiber Sagnac interferometer provides the multi peak channeled spectrum, which can be tuned by changing the length of the fiber. The result of this combination is a stable multiwavelength peak laser with a minimum of ~25dB SNR, which is highly sensitive to polarization induced variations.
Open Access
High resolution polarization-independent highbirefringence fiber loop mirror sensor
(Optical Society of America, 2015) Leandro González, Daniel; Bravo Acha, Mikel; López-Amo Sáinz, Manuel; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa
In this work, two all polarization-maintaining (PM) highbirefringence (Hi-Bi) fiber loop mirrors (FLM) which are immune to external polarization perturbations are validated both theoretically and experimentally. Simplified and stable versions of classical FLMs were attained using a PM-coupler and by fusing the different Hi-Bi fiber sections with an adequate rotation angle between them. Since the polarization states are fixed along the whole fiber loop, no polarization controllers are needed. This simplifies the operation and increases the stability of the systems, which were also validated as ultra-high resolution sensors, experimentally obtaining a resolution of 6.2·10−4 °C without averaging.
Open Access
Concrete beam bending test monitorization using a high strain fiber optic sensor
(IEEE / OSA, 2012) Bravo Acha, Mikel; Sáenz, J.; Bravo Navas, M.; López-Amo Sáinz, Manuel; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa
In this work the development of an 'eight-shape' fiber optic sensor for high strain measurement is experimentally demonstrated. This strain sensor is interrogated using a commercial optical time domain reflectometer through a dual configuration that is able to measure backscattering and the transmission of an intensity pulse while reducing unwanted cladding-mode coupling effects. An 'in field' concrete beam bending test was also performed in order to compare the proposed low-cost intensity bending sensor with the mature fiber Bragg grating technology.
Open Access
Fully switchable multi-wavelength fiber lasers based on random distributed feedback for sensors interrogation
(IEEE / OSA, 2015) Bravo Acha, Mikel; Miguel Soto, Verónica de; Ortigosa Cayetano, Amaia; López-Amo Sáinz, Manuel; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa
In this paper, the experimental study and characterization of a novel real-time switchable multi-wavelength fiber laser has been carried out. Two different gain materials, such as a 50 km SMF and a 2.5 km DCF fibers were characterized and compared, respectively. The MWFL can generate any wavelength combination with an emission lines distance of 50, 100 and 200 GHz fitting the ITU grid specifications. By using both Er-doped fiber and Raman amplification, a ~30 nm wide lasing window at the C band can be utilized to create up to 30 different lasing wavelengths into the ITU Grid, that can be switched automatically and in real-time when desired. Utilization of such a laser for versatile interrogation of different sensing networks is also shown.
Open Access
Random fiber lasers: application to fiber optic sensors networks
(IEEE, 2017) López-Amo Sáinz, Manuel; Leandro González, Daniel; Miguel Soto, Verónica de; Bravo Acha, Mikel; Fernández Vallejo, Montserrat; Pérez Herrera, Rosa Ana; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Recently, random mirrors have been proposed as a method to create fiber laser cavities. This kind of cavity is based on cooperative Rayleigh scattering, which is generated along a fiber due to the material inhomogeneities presented in that fiber. In this work, basics of Random fiber lasers and different demonstrated lasing sensors systems for interrogating arrays of optical fiber sensors are shown. These systems use different kinds of amplification and cavities schemes and can interrogate optical fiber sensors located up to 225 km away.
Open Access
Multicore fiber sensors for strain measurement towards traffic monitoring
(SPIE, 2023) Sánchez González, Arturo; Pradas Martínez, Javier; Corera Orzanco, Íñigo; Bravo Acha, Mikel; Leandro González, Daniel; Dauliat, Romain; Jamier, Raphael; Roy, Philippe; Pérez Herrera, Rosa Ana; López-Amo Sáinz, Manuel; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren; Universidad Pública de Navarra / Nafarroako Unibertsitate Publikoa, PJUPNA06-2022
In this work, two new interferometric sensors based on multicore optical fibers for the measurement of strain with the ultimate goal of traffic monitoring are presented. The operating principle of each sensor relied on the monitoring of the phase shift difference accumulated between the supermodes of the structure of the multicore segment in a full round trip. The strain characterization for both sensors resulted in a linear response, with sensitivities of -4.073·10-3 rad/με and - 4.389·10-3 rad/με for the aligned and V-shaped cases respectively, and one-hour instabilities below 4.6·10-3 rad with a 95% confidence level. These results suggest its feasibility in applications requiring high sensitivities over very wide strain ranges, such as heavy-vehicle traffic monitoring. To corroborate the hypothesis, both sensors were integrated into the pavement and their response to the traffic was analyzed.