Open Access
High frequency vibration sensor using a fiber laser with a multicore fiber interferometer
(IEEE, 2024) Correa Serrano, Ángel Ignacio; Galarza Galarza, Marko; Dauliat, Romain; Jamier, Raphael; Roy, Philippe; López-Amo Sáinz, Manuel; Pérez Herrera, Rosa Ana; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoa eta Telekomunikazio Ingeniaritza; Institute of Smart Cities - ISC
We present an interferometric vibration sensor that uses three-core fibers. The transducer is constructed by splicing a segment 20 mm long of a multicore optical fiber (MCF) to a single-mode optical fiber (SMF). The end of the MCF segment is cut off and painted using silver metallic paint. The sensor head is operated in reflection mode. The structure is placed on a polyvinyl chloride (PVC) plate, which is excited with a wide range of frequency signals. The vibrations induce cyclic bending in the MCF segment, resulting in periodic oscillations of the reflected interference spectrum. This device is demonstrated to be suitable to measure vibrations in a frequency range of the order of 300 kHz detecting deformations as small as 0.40μm .
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Hybrid Raman‑erbium random fiber laser with a half open cavity assisted by artificially controlled backscattering fiber refectors
(Springer Nature, 2021) Pérez Herrera, Rosa Ana; Roldán Varona, Pablo; Galarza Galarza, Marko; Sañudo-Lasagabaster Ibáñez, Silvia; Rodríguez Cobo, Luis; López Higuera, José Miguel; López-Amo Sáinz, Manuel; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Universidad Pública de Navarra / Nafarroako Unibertsitate Publikoa, PJUPNA1928
A hybrid Raman-erbium random fber laser with a half-open cavity assisted by chirped artifcially controlled backscattering fber refectors is presented. A combination of a 2.4 km-long dispersion compensating fber with two highly erbium-doped fber pieces of 5 m length were used as gain media. A single random laser emission line centered at 1553.8 nm with an optical signal to noise ratio of 47 dB were obtained when pumped at 37.5 dBm. A full width at half maximum of 1 nm and a 100% confdence level output power instability as low as 0.08 dB were measured. The utilization of the new laser cavity as a temperature and strain sensor is also experimentally studied.
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Diseño y caracterización de reflectores incoherentes de retrodispersión de fibra microperforada para láseres random de fibra óptica
(SEDOPTICA, 2021) Galarza Galarza, Marko; Sañudo-Lasagabaster Ibáñez, Silvia; Pérez Herrera, Rosa Ana; Roldán Varona, Pablo; Rodríguez Cobo, Luis; López Higuera, José Miguel; López-Amo Sáinz, Manuel; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Universidad Pública de Navarra / Nafarroako Unibertsitate Publikoa, PJUPNA 1928
Los láseres random de fibra óptica presentan una serie de características que los hacen idóneos para una gran variedad de aplicaciones industriales. La elevada longitud de fibra necesaria en la cavidad debido a sus bajos índices de dispersión Rayleigh, se reduce utilizando fibras de baja área efectiva (compensadoras de dispersión), o generando artificialmente elementos muy dispersivos. En este trabajo presentamos el diseño de reflectores aleatorios de tan solo varios milímetros, generados mediante microperforación del núcleo con un láser de femtosegundo y su utilización en la cavidad de una estructura láser.
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Láser random de fibra óptica asistido por reflectores de fibra con retrodispersión controlada artificialmente
(SEDOPTICA, 2021) Pérez Herrera, Rosa Ana; Roldán Varona, Pablo; Galarza Galarza, Marko; Sañudo-Lasagabaster Ibáñez, Silvia; Rodríguez Cobo, Luis; López Higuera, José Miguel; López-Amo Sáinz, Manuel; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Universidad Pública de Navarra / Nafarroako Unibertsitate Publikoa, PJUPNA1928
Este trabajo presenta un láser de fibra tipo random (LFR) en cavidad semi-abierta, mediante amplificación híbrida Raman-Erbio y asistida por reflectores de fibra con retrodispersión controlada artificialmente (RFRCA). Como medio activo se ha empleado una combinación de 2,4 km de fibra compensadora de dispersión con dos tramos de fibra altamente dopada con erbio de 5 m cada uno. Se ha obtenido una única línea de emisión láser centrada a en 1553.8 nm y con una relación señal a ruido óptica de 47 dB cuando en la estructura se inyectaba una potencia de bombeo de 37.5 dBm. Además, se ha medido la estabilidad en términos de potencia de salida de este láser durante 3 horas, obteniendo una inestabilidad tan baja como 0,08 dB con un nivel de confianza del 100%.
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High sensitivity fiber-optic liquid level sensor using biconical tapered fibers
(Optical Society of America, 2018) Júdez Colorado, Aitor; Leandro González, Daniel; Pérez Herrera, Rosa Ana; Galarza Galarza, Marko; López-Amo Sáinz, Manuel; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Universidad Pública de Navarra / Nafarroako Unibertsitate Publikoa
A liquid level sensor is presented using a biconical tapered standard single-mode fiber, being its main characteristic an outstanding sensitivity for a low cost transducer. Temperature compensation is enabled with the same interrogation equipment.
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Spatial-frequency multiplexing of high-sensitivity liquid level sensors based on multimode interference micro-fibers
(Elsevier, 2020) Galarza Galarza, Marko; Pérez Herrera, Rosa Ana; Leandro González, Daniel; Júdez Colorado, Aitor; López-Amo Sáinz, Manuel; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Universidad Pública de Navarra / Nafarroako Unibertsitate Publikoa
This paper shows a new fiber optic sensor multiplexed system for liquid level sensing. Biconical fibertapers converging at a 40 mm-long micro-fiber are used as transducers. The tapers are designed to providethe propagation of the two main cylindrical modes in the micro-fiber avoiding higher order modes ormodes with other symmetries. The liquid level is calculated in real time from the measurement of thefrequency and phase components of the spectral interference pattern of the submerged micro-fiber.The system is fully characterized by theoretical simulations in terms of the sensitivity as a function ofthe most responsive parameter, which is the width of the micro-fiber. Phase sensibilities of 3.7 rad/mmare experimentally obtained and values as high as 11.4 rad/mm are theoretically predicted. The strongdependence of the spatial frequency with the width of the micro-fiber has been used to multiplex threesensors in series in this domain. The maximum detected crosstalk between sensors is 0.2 rad/mm.