Волоконно-оптические датчики физических величин на базе специальных структур волоконных брэгговских решеток, работающие на основе измерения мощности отраженного оптического сигнала тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Дмитриев Андрей Анатольевич

• Дмитриев Андрей Анатольевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Дмитриев Андрей Анатольевич

Оглавление

Реферат

Synopsis

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Волоконно-оптические сенсорные системы

1.2 Волоконно-оптические тензометрические датчики на основе волоконных решеток Брэгга

1.3 Волоконно-оптические датчики вибрации на основе волоконной брэгговской решетки

1.4 Волоконно-оптические датчики направления и величины изгиба на основе волоконной брэгговской решетки

1.5 Выводы по первой главе

Глава 2. Методы исследования. Особенности изготовления дифракционных структур показателя преломления

2.1 Система записи волоконных решеток Брэгга

2.2 Интерферометрическая схема индуцирования брэгговских структур на основе интерферометра Тальбота

2.3 Оборудование опроса

2.4 Выводы по второй главе

Глава 3. Волоконно-оптический тензометр на основе стандартных решеток Брэгга

3.1.1 Волоконно-оптический тензометр на основе стандартных решеток Брэгга, основанный на спектральной методике опроса. Особенности характеристик

3.1.2 Параметры конструкции чувствительного элемента

3.1.3 Подготовка измерительного стенда

3.1.4 Математическое моделирование деформации чувствительного элемента

3.1.5 Экспериментальные результаты

3.2 Волоконно-оптический тензометрический датчик на основе чирпированных решеток Брэгга

3.2.1 Детали эксперимента

3.3 Выводы по третьей главе

Глава 4. Датчик величины и направления изгиба

4.1 Датчик величины и направления изгиба. Характеристики и особенности

4.2 Результаты эксперимента

4.3 Выводы по четвертой главе

Глава 5. Волоконно-оптический датчик вибрации на основе волоконного перехода и наклонной решетки Брэгга

5.1 Волоконно-оптический датчик вибрации на основе волоконного перехода и наклонной решетки Брэгга

5.2 Результаты эксперимента

5.3 Волоконно-оптический датчик вибрации на основе волоконного перехода и наклонной чирпированной решетки Брэгга

5.4 Выводы по пятой главе

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Тексты публикаций

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Волоконно-оптические датчики физических величин на базе специальных структур волоконных брэгговских решеток, работающие на основе измерения мощности отраженного оптического сигнала»

Реферат

Волоконно-оптические датчики физических величин на базе специальных структур волоконных брэгговских решеток находят обширное применение в области конструирования сенсорных систем, а также обладают рядом технологических преимуществ в сравнении с другими существующими подходами к проведению измерений.

Оптическое волокно, используемое как основа чувствительного элемента для измерения целого ряда физических величин, а также, как среда распространения полезного сигнала, обуславливает малый размер и отсутствие необходимости в подведении электропитания в месте непосредственного размещения сенсора, что создает преимущество перед традиционными сенсорами, требующими подключения к источнику электроэнергии. Благодаря своим диэлектрическим свойствам волоконно-оптические датчики пригодны для измерений в среде высоких электромагнитных помех, где требования к условиям эксплуатации являются невыполнимыми для полупроводниковых устройств. Их быстродействие, легкость и гибкость монтажа так же являются отличительной особенностью.

Измерительные устройства использующие в своей конструкции периодические структуры модуляции показателя преломления, называемые волоконными брэгговскими решетками, являются подтипом таких устройств.

Волоконно-оптические датчики принято разделять на три типа. Это: интерферометрические, спектральные и амплитудные сенсоры.

Измерительные устройства, использующие спектральную методику опроса, получили широчайшее распространение в современных сенсорных системах. Их использование позволяет достигать высоких показателей чувствительности, но при этом приводит к необходимости эксплуатации специализированного оборудования для анализа спектральной составляющей измеряемого сигнала. При лабораторных исследованиях, как

правило, используются оптические анализаторы спектра, в прикладных решениях достаточно регулярно применяются интеррогаторы.

Помимо сложности и дороговизны такого рода устройств, их использование обуславливает более низкую скорость измерения сигнала относительно амплитудных и интерферометрических сенсоров.

Интерферометрические измерительные устройства так же обладают своими сложностями при реализации сенсорных систем. Такие устройства имеют высокую чувствительность, которая накладывает требования к серьезной изоляции чувствительного элемента от паразитных влияний окружающей среды. Тем не менее, интерферометрические датчики обладают высокой скоростью работы, но архитектура сенсорных систем на их основе достаточно сложна и имеет повышенные требования к методике опроса и необходимости в применении сложных вычислительных алгоритмов.

Амплитудные датчики обладают скоростью опроса на порядки, превышающей скорость работы устройств на основе спектральной методики и сравнимой со скоростью работы интерферометрических датчиков. При этом конструкция систем амплитудного опроса относительно проста и не требует высоких затрат как со стороны используемого оборудования, так и со стороны алгоритмов измерения, что и определяет данный тип датчиков как простые, высокоскоростные решения, располагающие прочими преимуществами волоконно-оптических устройств.

Целью диссертационной работы является разработка методик создания и исследование характеристик волоконно-оптических датчиков (механического напряжения, вибрации, а также направления и величины изгиба) на основе амплитудного опроса специальных структур волоконных брэгговских решеток, работающих на основе измерения мощности отраженного оптического сигнала.

Для достижения данной цели в рамках диссертации были поставлены и решены следующие задачи:

1. Проведение анализа существующих методик создания датчиков на основе специальных структур модуляции показателя преломления (с постоянным периодом, чирпированных, наклонных, а также данных структур в составе массивов) и выявление основной проблематики выбранного направления исследования.

2. Расчет и создание измерительных стендов для тензометрических и вибрационных испытаний, а также для исследования направления и величины изгиба.

3. Создание моделей деформации чувствительных элементов.

4. Запись волоконных решеток Брэгга и создание специальных структур на их основе.

5. Создание и испытание прототипов исследуемых конструкций волоконно-оптических амплитудных датчиков физических величин.

Методы исследования

В рамках проводимых исследований применялся анализ полученного обобщенного передового опыта, представленного в современной литературе. Изготовление чувствительных элементов датчиков, а также самих измерительных устройств реализовано с применением современного комплекса оборудования. Для каждого сенсора, представляемого в работе, применялись множество итераций экспериментальных исследований с высокой воспроизводимостью полученных результатов как изготовления дифракционных структур показателя преломления, так и повторяемостью испытаний амплитудных датчиков физических величин на их основе.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Предложенная масштабируемая конструкция амплитудного тензометрического датчика, состоящего из «-пар чирпированных волоконных брэгговских решеток, при использовании 2 пар решеток длиной 5мм и коэффициенте отражения близком к 100%, показывает способность измерения продольного механического натяжения в диапазоне до 1100мкм/м

с СКО не более 8,3мкм/м, а также температурную стабильность в диапазоне от 24°С до 100°С в 0,07% изменения сигнала в исследованном диапазоне измерения.

2. Предложенная конструкция амплитудного датчика определения величины и направления изгиба, состоящего из трех пар чирпированных волоконных брэгговских решеток, называемых чувствительная-опорная, длиной 5мм и отражающей способностью близкой к 100% для каждой структуры в паре, где чувствительные дифракционные структуры располагаются на оснастке датчика, представляющей собой тонкий стержень, и ориентированы в плоскости его поперечного сечения на 120° относительно друг друга, способна измерить значение величины и направления изгиба в диапазоне отклонения от исходного значения до 30мм при вариации угла отклонения от 0° до 330° с шагом в 30° с СКО не более 0,54мм от опорных значений.

3. Чувствительный элемент на базе специальной структуры, состоящей из одномодового волокна стандарта 0.657.А2 (сердцевина 8.2мкм) со встроенным посредством сварных соединений 2мм участком многомодового волокна стандарта 0.651.1 (сердцевина 50мкм) и индуцированной в одномодовом волокне на расстоянии 1мм от сварного соединения наклонной чирпированной волоконной брэгговской решетки длиной 10мм и коэффициентом отражения порядка 90%, способен определить частоту вибрации в диапазоне 20-10000Гц.

Научная новизна диссертации отражена в следующих пунктах:

1. Впервые предложена масштабируемая конструкция волоконно-оптического амплитудного тензометрического датчика, чувствительным элементом которой выступает массив из «-пар чирпированных волоконных брэгговских решеток, где: брэгговские структуры внутри каждой пары имеют идентичные характеристики, каждая первая из пары является опорной и не подвержена воздействию продольного механического натяжения, а каждая

вторая из пары является чувствительной и испытывает на себе продольное механическое натяжение.

2. Впервые предложена конструкция волоконно-оптического амплитудного датчика величины и направления изгиба, состоящая из, как минимум, трех пар чирпированных волоконных брэгговских решеток, которые имеют идентичные характеристики внутри пары, где каждая первая из пары является опорной и не подвержена изгибному воздействию, а каждая вторая из пары является чувствительной и испытывает на себе изгибное воздействие, при этом данные пары закреплены по периметру окружности на поверхности оснастки в виде тонкого стержня.

3. Впервые предложена структура чувствительного элемента волоконно-оптического амплитудного датчика вибрации на основе специальной структуры сварного соединения оптических волокон с различными диаметрами сердцевины, в которую индуцирована наклонная брэгговская решетка.

Научно-техническая задача, решаемая в диссертации, заключается в создании комплекса волоконно-оптических измерительных устройств на основе отечественной компонентной базы при использовании амплитудного опроса специальных структур периодической модуляции показателя преломления, индуцированных в сердцевине оптического волокна, называемых волоконные брэгговские решетки.

Объектом исследования являются волоконно-оптические датчики физических величин на базе специальных структур волоконных брэгговских решеток, работающие на основе измерения мощности отраженного оптического сигнала.

Предметом исследования являются конструкции чувствительных элементов волоконно-оптических датчиков, а также измерительные устройства, включающие в свой состав данные чувствительные элементы.

Практическая значимость

Представленная работа, связанная с изготовлением амплитудных волоконных датчиков на основе брэгговских решеток, является важным звеном в создании новых волоконно-оптических измерительных комплексов на основе отечественной компонентной базы. Применение такого типа датчиков в современных сенсорных системах послужит эффективным и надежным решением для своевременного мониторинга состояния конструкционных узлов зданий и сооружений.

Достоверность полученных результатов обеспечивается применением современного комплекса оборудования при проведении исследования, высокой повторяемостью результатов индуцирования дифракционных структур периодической модуляции показателя преломления в сердцевине оптического волокна, воспроизводимостью испытаний амплитудных датчиков физических величин на их основе.

Внедрение результатов работы

Полученные в рамках выполнения диссертации новые типы измерительных устройств, а также в целом результаты научных изысканий, находят применение в работах научно-исследовательского центра световодной фотоники (Университет ИТМО). Кроме того, теоретические и экспериментальные данные, полученные в рамках исследования, послужили основой для написания публикаций в научных журналах, рецензируемых в международных базах цитирования.

Апробация результатов работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: VIII, IX, X, XI конгрессах молодых ученых, International Symposium "Fundamentals of Laser Assisted Micro- and Nanotechnologies" (FLAMN-19), XI Международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики», пятидесятой научной и учебно-методической конференции Университета ИТМО.

Личный вклад автора

Материалы диссертационной работы представляют собой оригинальное и самостоятельное научное исследование. Соискатель принимал непосредственное участие в получении всех теоретических и экспериментальных результатов, представленных в работе.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения. Текст работы изложен на 240 страницах, включает 61 рисунок, 2 таблицы, список сокращений и использованных обозначений, список литературы в составе 93 наименования.

Публикации. Основные результаты, полученные в ходе проведения исследований в рамках диссертационной работы, опубликованы в 8 работах, из них 5 публикаций в журнале из списка Scopus и 3 публикации в журналах из списка ВАК. По результатам диссертационного исследования оформлен 1 патент.

В международных изданиях, индексируемых в базе данных Scopus:

1. Dmitriev A.A., Varzhel S.V., Grebnev K.V., Anokhina E.V. Strain gauge based on n-pairs of chirped fiber Bragg gratings//Optical Fiber Technology, 2022, Vol. 70, pp. 102893

2. Дмитриев А.А., Гребнев К.В., Варжель С.В., Плотников М.Ю. Волоконно-оптический датчик вибрации на основе SMF-MMF-SMF перехода и наклонной решетки // Научно-технический вестник

информационных технологий, механики и оптики. 2021. Т. 21. № 6. С. 801-807

3. Dmitriev A.A., Gribaev A.I., Varzhel S.V., Konnov K.A., Motorin E.A. High-performance fiber Bragg gratings arrays inscription method//Optical Fiber Technology, 2021, Vol. 63, pp. 102508

4. Дмитриев А.А., Гребнев К.В., Смирнов Д.С., Варжель С.В. Волоконно-оптический амплитудный датчик направления и величины изгиба // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2022. Т. 22, № 4. С. 659-665

5. Гагаринова Д.О., Плясцов С.А., Хомутинникова Л.Л., Дмитриев А.А., Токарева Я.Д., Сычева С.Д. Исследование изменения чувствительности наклонной волоконной брэгговской решетки при ее химическом травлении // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики 2020. Т. 20. № 6(130). С. 780-785

В изданиях из перечня ВАК РФ:

1. Новикова В.А., Варжель С.В., Лосева Е.А., Дмитриев А.А. Экспериментальное исследование и моделирование волоконных брэгговских решёток с фазовым сдвигом // Оптический журнал 2021. Т. 88. № 6. С. 36-44

2. Власов А.А., Алейник А.С., Плотников М.Ю., Дмитриев А.А., Варжель С.В. Методы снижения механических шумовых воздействий при буксировке сейсмических кос с применением волоконных решеток Брэгга // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики 2019. Т. 19. № 4(122). С. 574-585

3. Коннов К.А., Сложеникина Ю.И., Грибаев А.И., Варжель С.В., Клишина В.А., Залесская Ю.К., Дмитриев А.А. Исследование и оптимизация процесса записи суперпозиций волоконных решеток

Брэгга // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики 2017. Т. 17. № 6(112). С. 1004-1010 Патент:

1. Дмитриев А.А., Варжель С.В., Коннов К.А., Грибаев А.И., Чувствительный элемент волоконно-оптического

тензометрического датчика для измерения продольного механического натяжения и способ измерения продольного механического натяжения объекта волоконно-оптическим тензометрическим датчиком. Номер патента: RU 2 771 446 C1. Дата публикации: 04.05.2022

Заключение диссертации по теме «Другие cпециальности», Дмитриев Андрей Анатольевич

Заключение

В диссертационной работе подробно рассмотрены особенности разработки и создания чувствительных элементов волоконно-оптических датчиков на основе амплитудного опроса. Благодаря использованию такого рода сенсорных устройств возможно осуществлять измерение физических величин в приложениях, где недостаточно или не представляется возможным использование ставших уже классическими пьезоэлектрических решений. При этом применение датчиков, основанных на принципе измерения интенсивности оптического излучения, позволяет отойти от использования спектрального оборудования опроса, необходимого для обеспечения работы большинства современных волоконно-оптических сенсорных систем. Так же использование исследованного типа измерительных устройств позволяет достигать высоких скоростей работы сенсорной системы, не свойственной комплексам на основе спектральной методики опроса. Применение амплитудных волоконно-оптических датчиков может послужить простым и эффективным решением при построении сенсорных систем.

К основным результатам диссертационного исследования относятся:

1. Предложенная масштабируемая конструкция амплитудного тензометрического датчика, состоящего из «-пар чирпированных волоконных брэгговских решеток, при использовании 2 пар решеток длиной 5мм и коэффициенте отражения близком к 100%, показывает способность измерения продольного механического натяжения в диапазоне до 1100мкм/м с СКО не более 8,3мкм/м, а также температурную стабильность в диапазоне от 24°С до 100°С в 0,07% изменения сигнала в исследованном диапазоне измерения.

2. Предложенная конструкция амплитудного датчика определения величины и направления изгиба, состоящего из трех пар чирпированных волоконных брэгговских решеток, называемых чувствительная-опорная, длиной 5мм и отражающей способностью близкой к 100% для каждой

структуры в паре, где чувствительные дифракционные структуры располагаются на оснастке датчика, представляющей собой тонкий стержень, и ориентированы в плоскости его поперечного сечения на 120° относительно друг друга, способна измерить значение величины и направления изгиба в диапазоне отклонения от исходного значения до 30мм при вариации угла отклонения от 0° до 330° с шагом в 30° с СКО не более 0,54мм от опорных значений.

3. Чувствительный элемент на базе специальной структуры, состоящей из одномодового волокна стандарта G.657.A2 (сердцевина 8.2мкм) со встроенным посредством сварных соединений 2мм участком многомодового волокна стандарта G.651.1 (сердцевина 50мкм) и индуцированной в одномодовом волокне на расстоянии 1мм от сварного соединения наклонной чирпированной волоконной брэгговской решетки длиной 10мм и коэффициентом отражения порядка 90%, способен определить частоту вибрации в диапазоне 20-10000Гц.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дмитриев Андрей Анатольевич, 2022 год

Список литературы

1. Global Fiber Optic Sensors Market Forecast & Analysis [Электронный ресурс] // Research And Markets. 2018: URL: https://www.globenewswire.com/news-release/2018/09/19/1572885/0/en/7-95-Billion-Fiber-Optic-Sensors-Market-2023.html

2. Fidanboylu K., Efendioglu H. Fiber Optic Sensors and Their Applications. // 5th International Advanced Technologies Symposium. Karabuk, Turkey. 2009.

3. Geib D. Multiplexing of Extrinsic Fabry-Perot Optical Fiber Sensors for Strain Measurements // M.S. Thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University, 2003

4. Culshaw B. and Dakin J., Optical Fiber Sensors: Systems and Applications // Artech House, Boston, 1989

5. Giallorenzi T. G. et. al. Optical Fiber Sensor Technology // IEEE J. Quant. Elec., QE-18, 626, 1982

6. Krohn D. A. Fiber Optic Sensors: Fundamental and Applications // Instrument Society of America, Research Triangle Park, North Carolina, 1988

7. Udd E. Fiber Optic Sensors // Proceedings of SPIE, CR-44, 1992

8. Tracey P. M. Intrinsic Fiber-Optic Sensors // IEEE Transactions on Industry Applications, 27, 1, 1991

9. Yu F. T. S., and Shizhuo Y. Fiber Optic Sensors // Marcel Decker, Inc., Newyork, 2002

10. Inaudi D. and Glisic B. Overview of Fibre Optic Sensing Applications to Structural Health Monitoring // Symposium on Deformation Measurement and Analysis, 1-10, 2008

11. Méndez A. Overview of fiber optic sensors for NDT applications // IV NDT Panamerican Conference, 1-11, 2007

12. Jenny R. Fundemantals of Fiber Optics: An Introduction for Beginners // Volpi Manufacturing USA Co., New York, 2000

13. Casas J. R. and Paulo J. S. Fiber Optic Sensors for Bridge Monitoring //Journal of Bridge Engineering, ASCE, 2003

14. Berthold J. W. Historical Review of Microbend Fiber Optic Sensors // Journal of Lightwave Technology, vol. 13, 1193-1199, 1995

15. Connelly M. C. Fiber Sensors // Elsevier Ltd., Limerick, 2005

16. Mihailov S.J. Fiber Bragg grating sensors for harsh environments // Sensors 2012, 12, 1898-1918

17. Fokine M. Underlying mechanisms, applications, and limitations of chemical composition gratings in silica based fibers // J. Non-Crystal. Solids 2004, 349, 98-104

18. Zhang B., Kahrizi M. High-temperature resistance fiber Bragg grating temperature sensor fabrication // IEEE Sens. J. 2007, 7, 586-591

19. Canning J., Bandyopadhyay S., Stevenson M., Cook K. Fiber Bragg Grating Sensor for High Temperature Application // In Proceedings of Joint Conference of Opto-Electronics and Communications Conference and Australian Conference on Optical Fibre Technology, Sydney, Australia, 7-10 July 2008.

20. Lindner E., Canning J., Chojetzki C., Brückner S., Becker M., Rothhardt M., Bartelt H. Post-hydrogen-loaded draw tower fiber Bragg gratings and their thermal regeneration. // Appl. Opt. 2011, 50, 2519-2522

21. Mihailov S.J., Grobnic D., Smelser C.W., Lu P., Walker R.B., Ding H. Bragg grating inscription in various optical fibers with femtosecond infrared lasers and a phase mask // Opt. Mater. Exp. 2011, 1, 754-765

22. Grobnic D., Smelser C.W., Mihailov S.J., Walker R.B. Long-term thermal stability tests at 1000 °C of silica fibre Bragg gratings made with ultrafast laser radiation // Meas. Sci. Technol. 2006, 17, 1009-1013

23. Li Y., Yang, M., Wang D.N., Lu J., Sun T., Grattan K.T. Fiber Bragg gratings with enhanced thermal stability by residual stress relaxation // Opt. Exp. 2009, 17,19785-19790

24. Méndez A., Morse T.F. Specialty Optical Fibers Handbook // Elsevier Academic Press: San Diego, CA, USA, 2007; p. 284

25. Putnam M.A., Bailey T.J., Miller M.B., Sullivan J.M., Fernald M.R., Davis M.A., Wright C.J., Method and apparatus for forming a tube-encased Bragg grating // US Patent 6,298,184, 2001

26. Wang A., Gollapudi S., May R.G., Murphy K.A., Claus R.O. Sapphire optical fiber-based interferometer for high temperature environmental applications // Smart Mater. Struct. 1995, 4, 147-151

27. Childs P., Greenwood C., Long C. Review of temperature measurement // Rev. Sci. Instrum. 2000, 71, 2959-2978

28. Willsch M., Bosselmann T., Flohr P., Kull R., Ecke W., Latka I., Fischer D., Thiel T. Design of fiber optical high temperature senosrs for gas turbine monitoring // Proc. SPIE 2009, 7503, 75037R1-75037R4

29. Fernandez A.F., Gusarov A., Brichard B., Decréton M., Berghmans F., Mégret P., Delchambre A. Long-term radiation effects on fibre Bragg grating temperature sensors in a low flux nuclear reactor // Meas. Sci. Technol. 2004, 15,1506-1511

30. Wijnands T., De Jonge L.K., Kuhnhenn J., Hoeffgen S.K., Weinand U. Optical absorption in commercial single mode optical fibers in a high energy physics radiation field // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2008, 55, 2216-2222

31. Aikawa K., Izoe K., Shamoto N., Kudoh M., Tsumanuma T., Radiation-resistant single-mode optical fibers // Fujikura Tech. Rev. 2008, 37, 9-13.

32. Grobnic D., Henschel H., Hoeffgen S.K., Kuhnhenn J., Mihailov S.J., Weinand U. Radiation sensitivity of Bragg gratings written with femtosecond IR lasers // Proc. SPIE 2009, 7316, 73160C

33. Xu M.G., Archambault J.L., Reekie L., Dakin J.P. Discrimination between strain and temperature effects using dual-wavelength fibre grating sensors // Electron. Lett. 1994, 30, 1085-1087

34. James S.W., Dockney M.L., Tatam R.P. Simultaneous independent temperature and strain measurement using infibre Bragg grating sensors // Electron. Lett. 1996, 32, 1133-1134

35. Echevarria J., Quintela A., Jauregui C., Lopez-Higuera, J.M. Uniform fiber Bragg grating firstand second-order diffraction wavelength experimental characterization for strain-temperature discrimination // IEEE Photon. Technol. Lett. 2001, 13, 696-698

36. Urbanczyk, W.; Chmielewska, E.; Bock, W.J. Measurements of temperature and strain sensitivities of a two-mode Bragg grating imprinted in a bow-tie fibre // Meas. Sci. Technol. 2001, 12, 800-804

37. Grobnic, D.; Mihailov, S.J.; Smelser, C.W.; Walker, R.B. Multiparameter sensor based on single high-order fiber Bragg grating made with IR-Femtosecond radiation in single-mode fibers. // IEEE Sens. J. 2008, 8, 12231228

38. Jovanovic, N.; Williams, R.J.; Thomas, J.; Steel, M.J.; Marshall, G.D.; Fuerbach, A.; Nolte, S.; Tunnermann, A.; Withford, M.J. Temperature and strain discriminating sensor based on the monitoring of cladding modes of a single femtosecond inscribed grating. // Proc. SPIE 2009, 7503, 750336

39. Walker, R.B.; Grobnic, D.; Mihailov, S.J.; Lu, P. High temperature multiparameter sensor. // Proc. SPIE 2011, 7934, 79340D

40. Kersey, A.D.; Davis, M.A.; Patrick, H.J.; LeBlanc, M.; Koo, K.P.; Askins, C.G.; Putnam, M.A.; Friebele, E.J. Fiber grating sensors // J. Lightwave Technol. 1997, 15, 1442-1463

41. Hill, K.O.; Bilodeau, F.; Malo, B.; Kitagawa, T.; Theriault, S.; Johnson, D.C.; Albert, J.; Takiguchi, K. Chirped in-fiber Bragg gratings for compensation of optical-fiber dispersion // Opt. Lett. 1994, 19, 1314-1316

42. Feng, K.M.; Chai, J.X.; Grubsky, V.; Starodubov, D.S.; Hayee, M.I.; Lee, S.; Jiang, X.; Willner, A.E.; Feinberg, J. Dynamic dispersion compensation in a

10-Gb/s optical system using a novel voltage tuned nonlinearly chirped fiber Bragg grating // IEEE Photonics Technol. Lett. 1999, 11, 373-375

43. Markowski, K.; J^edrzejewski, K.; Marz^ecki, M.; Osuch, T. Linearly chirped tapered fiber-Bragg-grating-based Fabry-Perot cavity and its application in simultaneous strain and temperature measurement. // Opt. Lett. 2017,42, 14641467

44. Wei, P.; Lang, H.; Liu, T.; Xia, D. Detonation Velocity Measurement with Chirped Fiber Bragg Grating // Sensors 2017, 17, 2552

45. Korganbayev, S.; Orazayev, Y.; Sovetov, S.; Bazyl, A.; Schena, E.; Massaroni, C.; Gassino, R.; Vallan, A.; Perrone, G.; Saccomandi, P.; Caponero, M.A.; et al. Detection of thermal gradients through fiber-optic Chirped Fiber Bragg Grating (CFBG) // Medical thermal ablation scenario. Opt. Fiber Technol. 2018, 41, 48-55

46. Erdogan T., Fiber grating spectra // Journal of lightwave technology 15 (1997) 1277-1294

47. Skaar, L. Wang, T. Erdogan, On the synthesis of fiber bragg gratings by layer peeling // IEEE Journal of Quantum Electronics 37 (2001) 165-173

48. Pisco M., Iadicicco A., Campopiano S., Cutolo A., A. Cusano, Structured chirped fiber bragg gratings // Journal of Lightwave Technology 26 (2008) 1613-1625

49. Sun A., Wu Z. A hybrid lpg/cfbg for highly sensitive refractive index measurements // Sensors 12 (2012) 7318-7325

50. Yashiro S., Okabe T., Toyama N., Takeda N. Monitoring damage in holed cfrp laminates using embedded chirped fbg sensors // International Journal of Solids and Structures 44 (2007) 603-613

51. Marques C., Antunes P., Mergo P., Webb D., Andr'e P. Chirped bragg gratings in pmma step-index polymer optical fiber // IEEE Photonics Technology Letters 29 (2017) 500-503

52. Won, P. C. Leng J., Lai Y., Williams J. A. Distributed temperature sensing using a chirped fibre bragg grating // Measurement Science and Technology 15 (2004) 1501

53. Tosi D., Macchi E. G., Gallati M., Braschi G., Cigada A., Rossi S., Leen G., Lewis E. Fiber-optic chirped fbg for distributed thermal monitoring of ex-vivo radiofrequency ablation of liver // Biomedical optics express 5 (2014) 1799— 1811

54. Flores-Bravo, J.A., Madrigal, J., Zubia, J. et al. Coupled-core fiber Bragg gratings for low-cost sensing // Sci Rep 12, 1280 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-05313-9

55. Kersey, Alan D. et al. "High-resolution fibre-grating based strain sensor with interferometric wavelength-shift detection." Electronics Letters 28 (1992): 236-238

56. Kashyap R. Fiber Bragg Gratings. San Diego, CA: Academic Press. 1999. P. 459

57. Варжель С.В. Волоконные брэгговские решетки. // СПб: Университет ИТМО. 2015. С. 65

58. Nellen M., Mauron P., Frank A., Sennhauser U., Bohnert K., Pequignot P., Bodor P., Brändle H. Reliability of fiber Bragg grating based sensors for downhole applications. // Sensors and Actuators A: Physical. 2003. Vol. 103. № 3. P.364-376

59. Yoon H.J., Costantini D.M., Limberger H.G., Salathe R.P., Kim C.-G., Michaud V. In situ strain and temperature monitoring of adaptive composite materials. // J. Intell. Mater. Syst. Struct. 2006. Vol. 17. P. 1059-1067

60. James S.W., Dockney M.L., Tatam R.P. Simultaneous independent temperature and strain measurement using in-fibre // Bragg grating sensors. Electron. Lett. 1996. Vol. 32. P. 1133-1134

61. Cruz J. L., Dong L. and Reekie L., Improved thermal sensitivity of fibre Bragg gratings using a polymer over layer // Electronics Letters, vol. 32, no. 4, pp. 385-387, 1996

62. Gupta S., Mizunami T., Yamao T. and Shimomura T. Fiber Bragg grating cryogenic temperature sensors // Applied Optics, vol. 35, no. 25, pp. 52025205,1996

63. Li K. and Zhou Z. A high sensitive fiber Bragg grating strain sensor with automatic temperature compensation // Chinese Optics Letters, vol. 7, no. 3, pp.191-193, 2009

64. Chaluvadi V Naga Bhaskar, Subhradeep Pal, Prasant Kumar Pattnaik, Recent advancements in fiber Bragg gratings based temperature and strain measurement // Results in Optics, Volume 5, 2021, 100130, ISSN 2666-9501, https://doi.org/10.1016/j.rio.2021.10013

65. Li T., Guo J., Tan Y. and Zhou Z. Recent Advances and Tendency in Fiber Bragg Grating-Based Vibration Sensor: A Review // IEEE Sensors Journal, vol. 20, no. 20, pp. 12074-12087, 15 Oct.15, 2020, doi: 10.1109/JSEN.2020.3000257

66. Mohanty L., Yang Y., Tjin S.C. Passively conducted vibration sensing with fiber bragg gratings // Applied Sciences. 2018. V. 8. N 9. P. 1599

67. Todd M. D., Johnson G. A., Althouse B. A. and Vohra S. T. Flexural beam-based fiber Bragg grating accelerometers // IEEE Photonics Technology Letters, vol. 10, no. 11, pp. 1605-1607, 1998

68. H. Au, S. Khijwania, and H. Tam, "Fiber Bragg grating based accelerometer," in 19th International Conference on Optical Fibre Sensors, 2008, vol. 7004, p. 70042S: International Society for Optics and Photonics

69. Antunes P., Varum H. and André P., Uniaxial fiber Bragg grating accelerometer system with temperature and cross axis insensitivity // Measurement, vol. 44, no. 1, pp. 55-59, 1 2011

70. Li T., Tan Y., Han X., Zheng K. and Zhou Z. Diaphragm based fiber bragg grating acceleration sensor with temperature compensation // Sensors, vol. 17, no. 1, p. 218, 2017

71. Zhang Q., Zhu T., Zhang J. and Chiang K. S. Micro-Fiber-Based FBG Sensor for Simultaneous Measurement of Vibration and Temperature // IEEE Photonics Technology Letters, vol. 25, no. 18, pp. 1751-1753, 2013

72. Бурдышева О.В., Никулин И.Л. Амплитудный волоконно-оптический датчик вибрации // Фотоника. 2019. Т. 13. № 1. С. 80-85

73. Shi C., Luo X., Qi P., Li T., Song S., Najdovski Z., Ren, H. Shape Sensing Techniques for Continuum Robots in Minimally Invasive Surgery: A Survey // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2017. V. 64. No. 8. P. 16651678

74. Park Y.-L., Elayaperumal S., Daniel B., Ryu S.C., Shin M., Savall J., Black R.J., Moslehi B., Cutkosky M.R. Real-Time Estimation of 3-D Needle Shape and Deflection for MRI-Guided Interventions // IEEE ASME Trans Mechatron. 2010. V. 15. No. 6. - P. 906-915

75. Moon H., Jeong J., Kang, S., Kim K., Song Y.-W., Kim J. Fiber-Bragg grating-based ultrathin shape sensors displaying single-channel sweeping for minimally invasive surgery // Optics and Lasers in Engineering. 2014. V. 59. P. 50-55

76. Abayazid M., Kemp M., Misra S. 3D flexible needle steering in soft tissue phantoms using fiber bragg grating sensors, Robotics and Automation (ICRA) // 2013 IEEE International Conference on, Karlsruhe, Germany, IEEE. 2013. P. 5843-5849

77. Roesthuis R.J., Kemp M., van den Dobbelsteen J.J., Misra S. Three dimensional needle shape reconstruction using an array of fiber Bragg grating sensors // IEEE/ASME Trans. Mech. 2014. V. 19. P. 1115-1126

78. Van De Berg N.J., Dankelman J., van den Dobbelsteen J.J. Design of an actively controlled steerable needle with tendon actuation and FBG-based shape sensing // Med. Eng. Phys. 2015. V. 37. P. 617-622

79. Yi J., Zhu X., Zhang H., Shen L., Qiao X. Spatial shape reconstruction using orthogonal fiber Bragg grating sensor array // Mechatronics. 2013. V. 22. P. 679-687

80. Lunwei Z., Jinwu Q., Linyong S., Yanan Z. FBG sensor devices for spatial shape detection of intelligent colonoscope // Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automoations, ICRA. 2004. V. 1. P. 834-840.

81. Xu R., Yurkewich A., Patel R.V. Shape sensing for torsionally compliant concentric-tube robot // SPIE BiOS. 2016. V. 97028

82. Elayaperumal S., Plata J.C., Holbrook A.B., Park Y.-L., Pauly K.B., Daniel B.L., Cutkosky M.R. Autonomous real-time interventional scan plane control with a3-D shape-sensing needle // IEEE Trans. Med. Imaging. 2014. V. 33. P. 2128-2139

83. Lally E., Reaves M., Horrell E., Klute S., Froggatt M. Fiber optic shape sensing for monitoring of flexible structures // Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. 2012. V. 8345. P. 83452Y

84. Коннов К.А., Фролов Е.А., Грибаев А.И., Захаров В.В., Михнева А.А., Новикова В. А., Варжель С.В. Запись и визуализация волоконных решеток показателя преломления с наклонными штрихами // Оптика и спектроскопия. 2018. Т. 125. № 1. С. 51-56

85. Варжель С.В. Волоконные брэгговские решетки // Университет ИТМО. СПб 2015. 65 c

86. Belikin M.N., Kulikov A.V., Meshkovsky I.K. Method for spectral interrogation of the fiber bragg gratings using a tunable narrowband light source. // Advanced Solid State Lasers 2015. P. ATh2A.47

87. Zhang S., Liu Y. Fabrication of FBG strain gauge used for high temperature strain monitoring // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vols. 668-669. P. 920-923

88. Lemaire, P. J., Atkins R. M., Mizrahi, V., Reed, W. A. Highpressure H2 loading as a technique for achieving ultrahigh UV photosensitivity and thermal sensitivity in GeO2-doped optical fibres. // Electron. Lett. 29(13). 1993 p.1191-1193

89. Cai Q., Liu Y., He Z., Chen Z., Huang C., Lou J., Tian W. Research on the FBG strain gauge used for the safety monitoring of high temperature pressure pipes // Society of Photo-optical Instrumentation Engineers. Proc. of SPIE. 2012. Vol. 8418. 84181M

90. Ren L., Chen J., Li H.-N., Song G., Ji X. Design and application of a fiber Bragg grating strain sensor with enhanced sensitivity in the small-scale dam model // Smart Mater. Struct. 2009. Vol. 18. № 035015. P. 7

91. Mikhneva, A.A., Gribaev, A.I., Varzhel', S.V., Frolov, E.A., Novikova, V.A., Konnov, K.A., Zalesskaya, Y.K Inscription and investigation of the spectral characteristics of chirped fiber Bragg gratings. // Journal of Optical Technology. 85(9). 2018 p.531-534

92. Gribaev, A.I., Pavlishin, I.V., Stam, A.M., Idrisov, R.F., Varzhel, S.V., Konnov, K.A. Laboratory setup for fiber Bragg gratings inscription based on Talbot interferometer. // // Opt. Quant. Electron. 48(540). -2016 - p.1-7

93. Способ контроля спектральных параметров волоконной брэгговской решетки Пат. 2602998 Рос. Федерация. МПК H04B 10/071; G01J 3/18 / Беликин М.Н., Куликов А.В, Алейник А.С., Мешковский И.К.; №2015136608/28; заявл. 27.08.2015; опубл. 20.11.2016. Бюл. № 32