Çok amaçlı ölçümler için inceltme tekniği kullanan tek damarlı fiber sensörlerin geometrik tasarımı

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MUSTAFA BİLSEL

Danışman: İSA NAVRUZ

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Modern haberleşme teknolojilerinin gelişimindeki en büyük katkıyı kuşkusuz ışıkla bilgi taşıyabilen optik fiberler sağlamıştır. Çok yüksek iletişim bant genişliği, düşük güç kaybı, küçük boyut ve sinyal bozucu dış etkenlere karşı güvenli olması yönüyle avantajlar sunan optik fiberler, sadece telekomünikasyon sektöründe değil farklı disiplinlerde ve özellikle sensör teknolojisi araştırmalarında da oldukça dikkat çekmektedir. Bu tez çalışmasında, standart tek modlu telekom fiberini deforme ederek kırılma indisi, sıcaklık ve gerinim ölçebilen sensörler üzerine bir araştırma ve geliştirme çalışması yürütülmüştür. Sensör tasarımlarında fiberi incelterek ve kalınlaştırarak farklı geometrik deformasyonların sensör performansına etkileri araştırılmış ve analiz edilmiştir. Deneysel çalışmaların ilk aşamasında sayısal hesaplamalar ve simülasyon yöntemiyle sensör başlığının maksimum duyarlılık için optimum geometrisi belirlenmiştir. Devam eden aşamalarda ısıl yöntem kullanan bir fiber inceltme düzeneği geliştirerek fiber sensörlerinin deneysel üretimi çalışmaları yürütülmüştür. Üretilen fiber sensörleri için birer test düzeneği kurarak kırılma indisi, sıcaklık ve gerinim duyarlılıkları ayrı ayrı test edilmiş ve sensör duyarlılıkları analiz edilerek rapor edilmiştir. Ayrıca fiberi periyodik ızgara desenli biçimlendirerek dalgaboyu spektrumunda iki rezonans dip noktasına sahip bir fiber sensörü geliştirilmiştir. Bu sensör eşzamanlı sıcaklık ve gerinim ölçebilen yenilikçi bir fiber sensörü tasarımı olarak literatürde bir ilktir. Tasarlanan sensörün üretimi gerçekleştirilerek sensör duyarlılığı deneysel çalışmalarla test edilmiş ve literatür ile karşılaştırmalı başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Sonuç olarak bu tezde geliştirilen geometrik deformasyon teknikleri ile kırılma indisi, sıcaklık ve gerinimi ayrık yada eş zamanlı ölçebilen yüksek duyarlılığa sahip, ucuz maliyetli fiber sensörlerin kolayca üretilebileceği gösterilmiştir.