DETECCIÓN DE ONDAS ACÚSTICAS A BAJAS FRECUENCIAS BASADAS EN ESTRUCTURAS DE FIBRA ÓPTICA (DETECTION OF LOW FREQUENCY ACOUSTIC WAVES BASED ON FIBER OPTIC STRUCTURES).
Resumen
Resumen
En este trabajo se presenta la construcción de un sistema basado en fibra óptica y su prueba en la detección de ondas acústicas a bajas frecuencias. Dicho arreglo consiste en una estructura formada por un segmento de fibra multimodo (MMF) sin recubrimiento unida en sus extremos a otras dos de fibra estándar (SMF), en el cual se hace propagar una señal óptica proveniente de un diodo láser superluminiscente. Este arreglo fue suspendido en el aire y al cual se le sometió a la acción de un tren de ondas acústicas de baja frecuencia en un rango de 10 a 100 Hz. La interacción de dicho tren con la estructura en fibra permite que el acoplamiento de modos dentro del segmento MMF se perturbe, logrando que aparezca una variación de tipo sinusoidal en la señal transmitida. Se observa además que la amplitud de esta variación se atenúa a una razón exponencial conforme la frecuencia de incrementa, estimando un tiempo característico de 14.215 s. Este hecho permite sugerir a este sistema como una herramienta indirecta en la detección de las señales acústicas a baja frecuencia. La importancia de detectar este tipo de señales es atractiva en muchos campos debido a sus aplicaciones como lo es en la industria eléctrica, pruebas de materiales, ingeniería civil, la industria aeroespacial y procesamiento de metales entre otros.
Palabras Claves: fibra óptica, fibra multimodo (MMF), fibra estándar (SMF), diodo laser superluminiscente, ondas acústicas.
Abstract
In this paper we present the construction of a system based on optical fiber and their testing for detection of acoustic waves at low frequencies. The system consists of a structure formed by a segment of multimode fiber (MMF), without a coating embedded at its ends to two others of standard fiber (SMF), in which an optical signal is propagated from a superluminescent laser diode. This SMF-MMF-SMF element was suspended in the air and. This array was suspended in the air and a train of low frequency acoustic waves interact with this structure in a range of 10 to 100 Hz. The interaction of this wave train with the fiber structure allows the optical coupling of modes within the MMF segment to be disturbed, leading a sinusoidal variation in the transmitted signal. We observe the amplitude of this variation is attenuated to an exponential ratio as the frequency is increasing, with a characteristic rate around 14.215 Hz-1. This fact suggests that our system could be consider as an indirect tool in the detection of acoustic signals at low frequency. The importance of detecting this type of signals is attractive in many fields due to its applications such as in the electrical industry, material testing, civil engineering, the aerospace industry and metal processing among others.
Keywords: fiber optic, multimode fiber (MMF), standard fiber (SMF), superluminiscent laser diode, acoustic waves.
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789-801 PDFReferencias
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