Fiber Optik Fabry-Perot Akustik Sensörler için Yeni Bir Diyafram Malzemesi Olarak 2D GaSe Benzetimi
Abstract
Algılanacak akustik/basınç sinyalinin şiddet ve frekans değerine duyarlı uçlar üretmek diyafram tasarımının doğru yapılmasıyla sağlanır. Kullanılan diyafram malzemesinin hem geometrik boyutları hem de yapısal özellikleri (yoğunluk, Young modülü, Poisson oranı gibi) sensör performansını etkileyen unsurlardır. Bu durumdan ötürü literatürde farklı tipte diyafram malzemeleri araştırılmaktadır. Bu çalışmada diyafram tabanlı fiber optik Fabry-Perot (FP) akustik sensörlerde kilit rol oynayan diyafram performansı üzerine hesaplamalar verilmiştir. Hesaplamalarda diyafram olarak grafen benzeri iki boyutlu (2D) Galyum Selenit (GaSe) kullanılmıştır. 2D malzemeler sınıfına ait GaSe malzemesi fiber optik FP akustik sensör uç tasarımında diyafram olarak ilk defa hesaplanmış ve benzetim yoluyla sensör ucunun performansı teorik olarak elde edilmiştir. Teorik hesaplamalar ve benzetimler neticesinde 2D GaSe malzemesi fiber optik FP akustik sensör uç üretiminde diyafram olarak kullanılabileceği öngörülmüştür. Oluşturulan uçların frekans cevapları ve akustik basınca duyarlılığı teorik olarak hesaplanmış ve literatürde kullanılan diğer geleneksel malzemelerden elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılarak verilmiştir. Sensör görünürlüğü ve frekansı açısından GaSe malzemesinin kullanım alanına göre alternatifler sunduğu görülmüştür.
Keywords
References
- [1] E. Udd, Fiber Optic Smart Structure Technology- Fiber Optic Smart Structures, John Wiley & Sons, Inc., (Wiley Series in Pure and Applied Optics), USA, New York, 1995, ss. 5-21.
- [2] F. T. S. Yu, S. Yin, “Fiber Optic Sensors Based Upon the Fabry-Perot Interferometer” Fiber Optic Sensors, Marcel Dekker Inc., USA, New York, 2002, böl. 2, s. 76, ss. 41-74.
- [3] T. W. Kao, ve H. F. Taylor, “High-Sensitivity Intrinsic Fiber-Optic Fabry–Perot Pressure Sensor,” Optics Letters, c. 21, s. 8, ss. 615-617, 1996.
- [4] S. Avino, J. A. Barnes, G. Gagliardi, X. Gu, D. Gutstein, J. R. Mester ve H. P. Loock, “Musical Instrument Pickup Based on a Laser Locked to an Optical Fiber Resonator,” Optics Express, c. 19, s. 25, ss. 25057-25065, 2011.
- [5] Y. Wang, D. N. Wang, C. Wang, ve T. Hu, “Compressible Fiber Optic Micro-Fabry-Pérot Cavity with Ultra-High Pressure Sensitivity,” Optics Express, c. 21, s. 12, ss. 14084-14089, 2013.
- [6] G. Beheim, K. Fritsch, ve R. N. Poorman, “Fiber-Linked Interferometric Pressure Sensor,” Review of Scientific Instruments, c. 58, s. 9, ss. 1655-1659, 1987.
- [7] C. Li, X. Gao, T. Guo, J. Xiao, S. Fan, ve W. Jin, “Analyzing the Applicability of Miniature Ultra-High Sensitivity Fabry–Perot Acoustic Sensor Using a Nanothick Graphene Diaphragm,” Measurement Science and Technology, c. 26, s. 8, ss. 085101, 2015.
- [8] F. Guo, T. Fink, M. Han, L. Koester, J. Turner, ve J. Huang, “High-Sensitivity, High-Frequency Extrinsic Fabry–Perot Interferometric Fiber-Tip Sensor Based on a Thin Silver Diaphragm,” Optics Letters, c. 37, s. 9, ss. 1505-1507, 2012.
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
Engineering
Journal Section
Research Article
Authors
Umut Aydemir
*
AHİ EVRAN ÜNİVERSİTESİ
Türkiye
Şekip Esat Hayber
AHİ EVRAN ÜNİVERSİTESİ
Türkiye
Timuçin Emre Tabaru
This is me
ERCİYES ÜNİVERSİTESİ
Türkiye
Ömer Galip Saraçoğlu
ERCİYES ÜNİVERSİTESİ
Türkiye
Publication Date
April 6, 2018
Submission Date
November 22, 2017
Acceptance Date
January 29, 2018
Published in Issue
Year 2018 Volume: 6 Number: 2