Специалисты Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева – КАИ (КНИТУ – КАИ) и молодежной лаборатории интегральной фотоники Пермского государственного национального исследовательского университета (ПГНИУ) создали волоконно-оптический датчик, способный обнаруживать акустические волны в жидкости. Это устройство может быть использовано в различных областях, включая микробиологические исследования, медицину, экологический мониторинг и разработку перспективных беспилотных авиационных систем (БАС).
«Данное направление нас привлекло тем, что оно позволяет заметно улучшить характеристики наших систем, а именно значительно уменьшить габариты сенсора. Это актуально, например, для биосенсоров, с помощью которых проводят измерения физических параметров на клеточном уровне. Такие измерения позволят более точно понять механизмы, происходящие на межклеточном уровне, включая вопросы передачи информации между отдельными клетками», – рассказал зав. кафедрой радиофотоники и микроволновых технологий КНИТУ – КАИ Артем Кузнецов.
По словам ученых, оптический волоконно-гидравлический датчик создан на основе интерферометра Фабри-Перо с открытым полостным резонатором. В отличие от других типов волоконно-оптических интерферометров, датчики на основе интерферометра Фабри-Перо (ИФП) более компактны и просты в конструкции.
Исследователи изучали возможность использования открытой каплевидной полости на конце оптического волокна в качестве безмембранного акустического датчика, который может обнаруживать звуковые колебания в жидкой среде и работать как первичный сенсорный элемент. В результате ученые предложили альтернативный метод изготовления резонатора ИФП с использованием эффекта катастрофического разрушения (плавления) одномодового волокна мощным лазерным источником. При таком воздействии в сердцевине волокна образуются многочисленные пустоты с периодичностью в несколько микрометров.
Для создания резонатора волокно скалывается в области пустоты, создается каплевидная полость длиной около сотни микрометров, которая и образует интерферометр Фабри-Перо. Такая полость, образованная на сужающемся конце, может служить безмембранным датчиком давления. Граница раздела жидкости и газа в этом случае выполняет функцию внешнего отражателя.
Источник: ТАСС
распечатать статью
