Tese de mestrado. Engenharia Biomédica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Faculdade de Ciências. Universidade do Porto, INESC Porto. 2009

Tese de doutoramento. Ciências de Engenharia. 2007. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Estágio realizado no INESC-Porto e orientado pelo Prof. Doutor Francisco Manuel Moita Araújo / Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado. Engenharia Electrónica e de Computadores (Área de especialização de Informática e Automação). 2005. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major de Telecomunicações). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de Doutoramento. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2004

Tese de doutoramento. Ciências de Engenharia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2007

En esta tesis doctoral se presentan unos dispositivos ópticos capaces de medir varias magnitudes físicas útiles para los ingenieros en el ámbito de la construcción. Estos sensores ópticos son capaces de medir las variaciones de la deformación, temperatura y pH en estructuras de ámbito civil tales como puentes, o incluso túneles o diques para monitorizar la salud estructural de las mismas. Así pues, se presentan los sensores de deformación y temperatura basados en FBG desarrollados y calibrados en el Grupo de Comunicaciones Ópticas y Cuánticas (GCOC) del Instituto de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia (iTEAM) y se expone un caso de aplicación real de estos sensores en la construcción de un puente para tráfico rodado construido mediante la técnica de lanzamiento por incrementos sucesivos para la ronda sur metropolitanna de Bilbao. También se presentan dos sensores ópticos de PH que utilizan hidrogles con dos tecnologías diferentes. Uno de estos sensores está basado en la intensidad óptica y el otro en las propiedades frecuenciales de las resonancias en una cavidad Fabry-Pérot en fibra. Para que la monitorización de estos sensores çopticos sea autónomna, remota y progrmamable, se ha diseñado un sistema de monitorización alimentado por energía fotovoltaica y se ha desarrollado un programa informático capaz de ser ajustado para realizar la adquisición de datos en periodos de tiempo determinados y con posibilidad de implementar alarmas cuando las medidas superen unos umbrales definidos. Además, también se presenta un sistema de monitorización de sensores ópticos novedoso basado en la correlación de pulsos ópticos.Este sistema realiza medidas integradas y se ofrece la posibilidad de separación de la zona a monitorizarse en regiones más pequeñas mediante el empleo de reflectores parciales. Se expliarán dos tipos de reflectores: los reflectores selectivos en longitud de onda y los reflectores parciales de intensidad, realizando ensayos para calibrar las respuestas / Bueno Martínez, A. (2012). Diseño de técnicas de interrogación y sensores en fibra para el sector de la construcción [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16272

En esta tesis doctoral se presenta el diseño, la implementación y la caracterización de sensores en fibra óptica para la monitorización de diversas magnitudes en ambientes adversos. Se entiende como ambientes adversos aquellas condiciones ambientales externas a los sensores que por su naturaleza dificultan el uso y la fiabilidad a largo plazo de los sistemas de monitorización. Existe una gran variedad de ambientes adversos tales como temperaturas extremas, altas presiones, ambientes químicos o ionizantes, vibraciones o impactos mecánicos, entre otros. Este trabajo de tesis, realizado en el Grupo de Comunicaciones Ópticas y Cuánticas (GCOC) del Instituto de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia (ITEAM) de la Universitat Politècnica de València así como el trabajo realizado durante la estancia en la School of Engineering and Applied Science de la Aston University, contempla algunos de estos escenarios, por lo que en el diseño e implementación de los sensores ópticos se han empleado distintas tecnologías ópticas, como las redes de difracción de Bragg (FBGs) o los interferómetros ópticos, con el fin de optimizar las prestaciones de los sensores. En primer lugar, se ha realizado un estudio exhaustivo de las redes de difracción de Bragg regeneradas (RFBGs) para la medida de temperaturas extremas, cercanas a los 1300ºC en algunos casos. Este estudio comprende desde el proceso de fabricación de estos dispositivos fotónicos hasta la caracterización como sensores de temperatura y el estudio de la estabilidad térmica a largo plazo. Se ha realizado también un estudio teórico y experimental sobre la multiplexación de interferómetros modales que, por su sensibilidad y robustez, son muy apropiados para su uso en condiciones ambientales adversas. La técnica de multiplexación desarrollada permite multiplexar los interferómetros modales en distintas configuraciones minimizando la interferencia entre ellos. Por último, se muestra la implementación de un sistema de inscripción de FBGs en fibras ópticas de polímeros y el uso de los dispositivos obtenidos para el diseño, la implementación y la caracterización de sensores ópticos para la medida de curvaturas, grandes deformaciones y deformaciones dinámicas. / Barrera Vilar, D. (2013). Diseño, fabricación y caracterización de FBGs e interferómetros en fibra óptica para la monitorización en ambientes adversos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/33399 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:38:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Euzebio Pereira de Oliveira.pdf: 3969043 bytes, checksum: cfa66f3e9f3a18e9e86b364cd01a2c0a (MD5) Previous issue date: 2010-05-13 / In this dissertation the transmission properties of photonic crystal fibers are assessed under the influence of pressure and temperature for sensing applications. A review is given of the light propagation in conventional optical fibers and the effects of pressure and temperature on the refractive index of silica are studied. Photonic crystals in 1 and 2 dimensions are also studied. Then, microstructured fibers and photonic crystal fibers are addressed and their guidance properties and general applications are shown. A review is made of temperature and pressure sensors based on conventional fibers, Bragg gratings and microstructured and photonic crystal fibers described in the literature. Finally, results are shown and discussed of the experiments with the application of pressure on a hollow-core photonic crystal fiber, for which high-order bandgaps, in the visible spectral region, were identified and characterized for the first time. These bandgaps are shown to be pressure sensitive. Applying external hydrostatic pressure over the fiber, optical transmission variations of a few dB were observed for pressures of hundreds of kgf/cm², while when the fiber holes were internally pressurized a similar variation was achieved for units of kgf/cm². The response of light polarization, and hence of the fiber birefringence, to internal pressure was also analyzed.. In the other part of the experimental work, the temperature-induced bandgap spectral shift of photonic bandgap fibers was characterized. The response of a hollow-core fiber, a hybrid fiber and an all-solid fiber was characterized with bandgap shifts of up to 36 pm/°C in straight fibers. For the all-solid fiber the influence of bending over the bandgaps was characterized, as well as temperature-induced bandgaps shifts under these conditions. For a straight fiber, a simple model for the bandgap shift calculation is presented and showed good agreement with the experimental results. Closing the work, the conclusions are presented. / Nessa dissertação são avaliadas as propriedades de transmissão em fibras de cristal fotônico sob influência da pressão e da temperatura visando aplicações em sensoriamento. Antes é feita uma revisão da propagação da luz em fibras ópticas convencionais e os efeitos da pressão e temperatura sobre o índice de refração da sílica. Também são estudados os cristais fotônicos em 1 e 2 dimensões. Em seguida são estudadas as fibras microestruturadas e de cristal fotônico e são mostradas suas propriedades de guiamento e aplicações gerais. Em seguida é mostrada uma revisão sobre sensores de temperatura e pressão utilizando fibras convencionais, redes de Bragg e fibras de cristal fotônico. Finalmente são mostrados e discutidos os resultados dos experimentos com pressão em uma fibra de cristal fotônico de núcleo oco, para a qual foram identificados, caracterizados e reportados pela primeira vez bandgaps de ordem superior localizados na região visível do espectro, que são sensíveis à pressão. Aplicando-se pressão hidrostática na parte externa da fibra obteve-se variação de alguns dB na transmissão óptica para pressões de centenas de kgf/cm², enquanto que quando a pressão era aplicada no interior dos buracos da fibra obteve-se variação semelhante para unidades de kgf/cm². Também foi analisada a resposta da polarização da luz guiada, e portanto da birrefringência da fibra, à pressão interna. Em outra parte do trabalho experimental foi caracterizada a resposta à temperatura do deslocamento espectral dos bandgaps em fibras de bandgap fotônico. Foram caracterizadas as respostas de uma fibra de núcleo oco, uma fibra híbrida e uma fibra totalmente sólida com deslocamentos de até 36 pm/°C para fibras esticadas. Para a fibra totalmente sólida foi também caracterizada a influência da curvatura da fibra sobre os bandgaps e como o deslocamento devido à temperatura é afetado nessas condições. Para uma fibra esticada é apresentado um modelo para o cálculo aproximado do deslocamento dos bandgaps em função da temperatura obtendo-se resultados satisfatórios com o experimento. Na ultima parte do trabalho são apresentadas as conclusões finais.