In this section, we review some of the applications utilized from
the versatile polymer optical fibers.
The ability to detect and measure physical parameters such as
strain, stress, load, temperature, displacement and pressure makes
POF suitable for structural health monitoring applications. In addition
to being cheaper than their glass-counterpart, polymer fibers
offer better fracture resistance and flexibility. They also offer ease
of termination, safe disposability and ease of handling. Moreover,
POFs have a much larger elastic limit and can withstand larger
strains; this makes POF particularly attractive in large strain measurement.
For examples, POFs have been used in the study of the
setting dynamics of concrete and cement paste [11,12], in aircraft
structural health monitoring [13], and in the anti-squeeze sensing
to improve safety in the automotive industry [14]. Furthermore,
POF sensors based on the Optical Time Domain Reflectometry
(OTDR) technique have been demonstrated in woven textiles to
monitor earthwork structures such as slopes, dikes and embankments,
enabling the detection of movement of soil and locate its
position [15].
A self-referencing intensity sensor based on bending losses of a
partially polished POF coupler has been demonstrated [16]. It can
be used for measuring liquid levels in harsh environments such
as oil/petrol tanks or bio-mass boilers to be used in condominiums
and buildings.
Another key application area of polymer fibers is sensing in biomedicine,
due to its biocompatibility. For examples, single-mode
POFs have been used to detect ultrasound in the biomedical industry
[17], and the mechanical characteristics of bone cement have
been studied using polymer fiber Bragg grating sensors [18]. Fiber
Bragg grating in single-mode POF have been reported since 1999,
and many studies have been carried out on the temperature and
strain characteristics together with the associated applications
mentioned above. However, there is little work done on the polymeric
FBG-based biomedical applications. Over the past few years,
the advancement of microstructured polymer optical fiber (mPOF)
leads to many interesting bio-based applications. For example, it is
possible to selectively or locally detect antibodies in mPOFs [19],
because sensor layers of bio-molecules can be immobilized inside
the air holes of the mPOF, and localized sensor layers may be activated
on the inner side of the air holes in a predetermined section
of the mPOF [20]. By doping the mPOF with fluorescence dye, an
optical pH sensor is also possible [21]. Further study should be carried
out on biomedical applications using POFs and mPOFs with
FBGs written in them.
It is possible to use tapered graded-index POFs for the measurement
of a large range of refractive indices with improvement over
glass fibers [22]. Graded-index optical fibers with appropriate
geometries were used as refractive-index sensors without removing
the cladding.
A POF sensor for short pulse duration X-ray dosimetry has been
reported based on luminescence generated in the cladding with
core doped with radioluminescent phosphor [23].
The optical properties of the polymeric material have been
exploited by using the evanescent-wave interaction, which arises
at the core-cladding boundary of step-index waveguides. For example,
polymer-clad fiber-optic can be used as an evanescent field
absorbance sensor for organic solvents [24], and a special ionexchangeable
polymer blend can be used in the cladding for spectroscopic
sensing [25]. Other hybrid fibers such as silica/polymer
fiber, metal coated polymer fiber and hybrid fiber with FBGs offer
additional sensor applications. The following are a few examples:
a high sensitivity pressure sensor is developed by embedding FBGs
in a polymer surrounding [26], and a compact optical fiber distance
ในส่วนนี้เราทบทวนบางโปรแกรมที่ใช้ประโยชน์จาก
อเนกประสงค์เส้นใยโพลีเมอ.
ความสามารถในการตรวจสอบและวัดค่าพารามิเตอร์ทางกายภาพเช่นความเครียด
ความเครียด, โหลด, อุณหภูมิและความดันรางทำให้
POF ที่เหมาะสมสำหรับการตรวจสอบสุขภาพของโครงสร้าง การใช้งาน ใน
นอกจากจะมีราคาถูกกว่าแก้วคู่ของพวกเขา, เส้นใยโพลีเมอ
มีความต้านทานการแตกหักของกระดูกที่ดีขึ้นและมีความยืดหยุ่น พวกเขายังมีความสะดวกในการ
สิ้นสุด disposability ปลอดภัยและความสะดวกในการจัดการ ยิ่งไปกว่านั้น pofs
มีขีด จำกัด ของความยืดหยุ่นที่มีขนาดใหญ่และสามารถทนต่อสายพันธุ์ที่มีขนาดใหญ่
; นี้จะทำให้ POF โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่น่าสนใจในวัดค่าความเครียดขนาดใหญ่
สำหรับตัวอย่าง pofs ได้ถูกนำมาใช้ในการศึกษา
การตั้งค่าการเปลี่ยนแปลงของคอนกรีตและวางซีเมนต์ [11. , 12] ในอากาศยาน
การตรวจสอบสุขภาพของโครงสร้าง [13] และในความรู้สึกต่อต้านบีบ-
เพื่อปรับปรุงความปลอดภัยในอุตสาหกรรมยานยนต์ [14] นอกจากนี้
เซ็นเซอร์ POF บนพื้นฐานของโดเมนเวลา Reflectometry แสง
(OTDR) เทคนิคได้รับแสดงให้เห็นในสิ่งทอเพื่อทอ
จอโครงสร้างดินเช่นลาดเขื่อนและเขื่อน
ช่วยให้การตรวจจับการเคลื่อนไหวของดินและหาตำแหน่งของ
[ 15].
เซ็นเซอร์ความเข้มของตัวเองอ้างอิงบนพื้นฐานของการสูญเสียจากการดัด
coupler POF ขัดเงาบางส่วนได้รับการแสดงให้เห็นถึง [16] มันสามารถ
จะใช้สำหรับการวัดระดับของเหลวในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
เช่นถังน้ำมัน / น้ำมันหรือหม้อไอน้ำชีวมวลที่จะใช้ในคอนโดมีเนียมและอาคาร
.
พื้นที่โปรแกรมอื่นที่สำคัญของเส้นใยพอลิเมอเป็นที่รับรู้ใน biomedicine
เนื่องจาก biocompatibility สำหรับตัวอย่าง,โหมดเดียว
pofs ได้ถูกนำมาใช้ในการตรวจสอบอัลตราซาวนด์ในอุตสาหกรรมชีวการแพทย์
[17] และลักษณะทางกลของซีเมนต์กระดูกได้
ได้รับการศึกษาโดยใช้โพลิเมอร์เส้นใย bragg เซ็นเซอร์ตะแกรง [18] เส้นใย
ตะแกรง bragg ใน POF โหมดเดียวที่ได้รับรายงานตั้งแต่ปี 1999 การศึกษา
และจำนวนมากได้รับการดำเนินการกับอุณหภูมิและ
สายพันธุ์ลักษณะร่วมกันกับการใช้งานที่เกี่ยวข้องดังกล่าวข้างต้น
แต่มีน้อยทำงานทำในการใช้งานด้านการแพทย์พอลิเมอ
FBG ตาม ช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา
ก้าวหน้าของเส้นใยพอลิเมอ microstructured ออปติคอล (mpof)
นำไปสู่การใช้งานจำนวนมากทางชีวภาพตามที่น่าสนใจ ตัวอย่างเช่นมันเป็นไปได้ที่จะ
คัดเลือกหรือเฉพาะที่ตรวจพบแอนติบอดีใน mpofs [19],
เพราะชั้นเซ็นเซอร์ชีวภาพโมเลกุลที่สามารถตรึงภายใน
หลุมอากาศ mpof, และชั้นเซ็นเซอร์หน่วงอาจจะเปิดใช้งาน
ด้านภายในของหลุมอากาศในส่วนที่กำหนดไว้
จาก mpof [20] โดยยาสลบ mpof ด้วยสีย้อมเรืองแสง, เซ็นเซอร์ pH
แสงยังเป็นไปได้ [21] การศึกษาต่อไปควรจะดำเนินการ
ออกกับการใช้งานทางการแพทย์โดยใช้ pofs และ mpofs ด้วย
fbgs เขียนในพวกเขา.
มันเป็นไปได้ที่จะใช้ pofs ช้าดัชนีเรียว
สำหรับการวัดจากช่วงใหญ่ของดัชนีการหักเหของแสงกับการปรับปรุงกว่า
เส้นใยแก้ว [22] ช้าดัชนีเส้นใยแสงกับรูปทรงเรขาคณิต
ที่เหมาะสมถูกนำมาใช้เป็นเซ็นเซอร์ดัชนีการหักเหของแสงโดยไม่ต้องถอดหุ้ม
.
เซ็นเซอร์ POF สำหรับการวัดปริมาณรังสีชีพจรสั้นระยะเวลาเอ็กซ์เรย์ได้รับ
รายงานบนพื้นฐานของการเรืองแสงเกิดขึ้นในหุ้มด้วยแกน
เจือด้วยสารเรืองแสง radioluminescent [23].
คุณสมบัติทางแสงของวัสดุพอลิเมอได้รับ
เอาเปรียบโดยใช้ปฏิสัมพันธ์หายคลื่นซึ่งเกิดขึ้น
ที่หุ้มแกนขอบเขตของขั้นตอน ท่อนำคลื่นดัชนี ตัวอย่างเช่น
โพลิเมอร์หุ้มใยแก้วนำแสงสามารถนำมาใช้เป็นเขตข้อมูลซึ่งเลือนหายไป
การดูดกลืนแสงเซ็นเซอร์สำหรับตัวทำละลายอินทรีย์ [24] และพิเศษ ionexchangeable
ผสมผสานลิเมอร์สามารถใช้ในการหุ้มสำหรับสเปกโทรสโก
สัมผัส [25] เส้นใยไฮบริดอื่น ๆ เช่นซิลิกา / พอลิเมอ
ไฟเบอร์ลิเมอร์เคลือบโลหะและเส้นใยไฮบริดกับข้อเสนอ fbgs
การใช้งานเซ็นเซอร์เพิ่มเติม ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างบางส่วน:
เซ็นเซอร์ความไวต่อแรงดันสูงจะถูกพัฒนาโดย fbgs ฝัง
ในลิเมอร์โดยรอบ [26] และระยะไฟเบอร์ออปติคอลที่มีขนาดกะทัดรัด
การแปล กรุณารอสักครู่..

ในส่วนนี้ เราทบทวนบางโปรแกรมประยุกต์ที่ใช้จาก
แสงเส้นใยพอลิเมอร์ที่หลากหลาย
สามารถตรวจหา และวัดพารามิเตอร์ทางกายภาพเช่น
ต้องใช้ ความเครียด โหลด อุณหภูมิ ปริมาณกระบอกสูบ และความดันทำให้
POF เหมาะสำหรับโปรแกรมประยุกต์การตรวจสอบสุขภาพโครงสร้าง นอกจากนี้
ถูกกว่าของแก้วกัน พอลิเมอร์เส้นใยเป็น
มีความต้านทานการแตกหักและมีความยืดหยุ่นดี พวกเขายังมีความง่าย
จ้าง disposability ปลอดภัย และความสะดวกในการจัดการ นอกจากนี้,
POFs มีมากใหญ่ยืดหยุ่นจำกัด และสามารถทนต่อใหญ่
strains นี้ทำให้ POF น่าสนใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งในวัดต้องใช้ขนาดใหญ่.
ตัวอย่าง POFs ถูกนำมาใช้ในการศึกษา
กำหนดของปูนซีเมนต์และคอนกรีตวาง [11,12], ในเครื่องบิน
[13], การตรวจสอบสุขภาพโครงสร้าง และแบบไร้สาย anti-squeeze
เพื่อปรับปรุงความปลอดภัยในอุตสาหกรรมยานยนต์ [14] นอกจากนี้,
POF เซ็นเซอร์ตามเทคนิคแสงเวลาโดเมน Reflectometry
(OTDR) ได้ถูกแสดงในทอสิ่งทอเพื่อ
ตรวจสอบโครงสร้างมูลดินเช่นลาด ประเทศ และ ทำนบ,
เปิดใช้งานการตรวจพบการเคลื่อนที่ของดิน และการค้นหาของ
ตำแหน่ง [15]
เซนเซอร์ความเข้ม self-referencing ตามดัดขาดทุนของการ
บางส่วนขัด POF coupler ได้สาธิต [16] สามารถ
ใช้สำหรับวัดระดับของเหลวในรุนแรงเช่น
ถังน้ำมัน/ปิโตรเคมีหรือมวลชีวภาพหม้อไอน้ำเพื่อใช้ในคอนโดมิเนียม
อาคารได้
พื้นที่แอพพลิเคชันสำคัญอื่นของพอลิเมอร์เส้นใยเป็นไร้สายใน biomedicine,
จาก biocompatibility ของ ตัวอย่าง โหมดเดียว
POFs การใช้การตรวจอัลตร้าซาวด์ในอุตสาหกรรมทางชีวการแพทย์
[17], และมีลักษณะเชิงกลของซีเมนต์กระดูก
การศึกษาใช้ใยโพลีเมอร์ Bragg grating เซ็นเซอร์ [18] ไฟเบอร์
Bragg ลูกกรงใน POF โหมดเดียวมีรายงานตั้งแต่ปี 1999,
และหลายการศึกษาได้ถูกดำเนินการในอุณหภูมิ และ
สายพันธุ์ลักษณะร่วมกับโปรแกรมประยุกต์ที่เชื่อมโยง
ดังกล่าวข้างต้น อย่างไรก็ตาม มีงานเล็ก ๆ ที่ทำในการพอลิเมอ
FBG ทางชีวการแพทย์ยุกต์ ปีผ่านมาไม่กี่,
ก้าวหน้าของพอลิเมอร์ microstructured ใยแก้วนำแสง (mPOF)
ไปหลายโปรแกรมใช้ไบโอน่าสนใจ ตัวอย่าง เป็น
ไปเลือก หรือเครื่องตรวจแอนตี้ใน mPOFs [19],
เนื่องจากเซ็นเซอร์ชั้นของโมเลกุลชีวภาพที่สามารถตรึงภายใน
อาจเรียกหลุมอากาศ mPOF และเซ็นเซอร์ถิ่นชั้น
ด้านของหลุมอากาศในส่วนที่กำหนดไว้ภายใน
ของ mPOF [20] โดยโดปปิงค์ mPOF fluorescence ย้อม สีการ
เซ็นเซอร์แสงค่า pH เป็นไปได้ [21] ควรดำเนินการศึกษาต่อ
บนโปรแกรมประยุกต์ทางชีวการแพทย์โดยใช้ POFs และ mPOFs ด้วย
เขียนใน FBGs.
จำเป็นต้องใช้ดัชนีระดับเรียว POFs สำหรับการประเมิน
ช่วงใหญ่ของ refractive ดัชนีมีการปรับปรุงผ่าน
แก้วเส้นใย [22] ดัชนีระดับเส้นใยแสง มีสม
รูปทรงเรขาคณิตที่ใช้เป็นเซ็นเซอร์ดัชนีหักเหการ
อาคาร.
เซ็นเซอร์ A POF dosimetry เอกซเรย์ช่วงเวลาพัลส์สั้น ๆ แล้ว
รายงานตาม luminescence สร้างในอาคารด้วย
หลัก doped ด้วย phosphor radioluminescent [23] .
คุณสมบัติแสงของวัสดุพอลิเมอได้
สามารถโต้คลื่น evanescent ซึ่งเกิดขึ้นโดย
ที่อาคารหลักขอบเขตของดัชนีขั้นตอน waveguides ตัวอย่าง,
ห่มโพลิเมอร์ไฟเบอร์สามารถใช้เป็นตัว evanescent
เซ็นเซอร์ absorbance หรือสารทำละลายอินทรีย์ [24], และ ionexchangeable พิเศษ
ผสมพอลิเมอร์ที่สามารถใช้ในอาคารสำหรับด้าน
ไร้สาย [25] เส้นใยผสมอื่น ๆ เช่นซิลิก้า/พอลิเมอร์
ใย ใยโพลีเมอร์เคลือบโลหะ และใยผสมกับ FBGs เสนอ
เซ็นเซอร์เพิ่มเติมแอพลิเคชัน ต่อไปนี้ตัวอย่าง:
เซนเซอร์ความดันความไวสูงจะพัฒนา โดยฝัง FBGs
พอลิเมอร์รอบ [26], และห่างใยแก้วนำแสงขนาดกะทัดรัด
การแปล กรุณารอสักครู่..
