HollowCore

„Budowa referencyjnych komórek gazowych w oparciu o światłowód fotoniczny typu hollow-core do wykorzystania w układach laserowej detekcji gazów”
(akronim: HollowCore)

Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Nauki w ramach konkursu „MINIATURA 1”

Wartość projektu: 40 946,00 PLN
Wartość dofinansowania: 40 946,00 PLN
Okres realizacji projektu: 29/08/2017 – 28/08/2018

Kierownik projektu: dr inż. Piotr Jaworski

Proponowane prace badawcze mają na celu zdobycie nowej wiedzy związanej z techniką światłowodów fotonicznych z rdzeniem powietrznym, w szczególności na temat jednomodowej propagacji światła laserowego w tych włóknach oraz techniki łączenia ich ze standardowymi włóknami optycznymi. W projekcie zaplanowano, że w oparciu o światłowody fotoniczne typu hollow-core opracowane zostaną referencyjne komórki gazowe, które w przyszłości mogą znacząco uprościć układy do laserowej detekcji gazów. W szczególności zakłada się, iż zastosowanie tego typu komórki pozwoli na zwiększenie drogi interakcji wiązki lasera z molekułami gazu, co przełoży się na znaczące poprawienie czułości układu. Rozwiązanie takie uprości budowę układu oraz powinno polepszyć jego stabilność w porównaniu z rozwiązaniami bazującymi na komórkach odbić wielokrotnych (optyka objętościowa). Włókno fotoniczne po napełnieniu docelowym gazem, zostanie zespawane z obydwu stron ze światłowodem jednomodowym typu SMF-28, tworząc w ten sposób zamkniętą komórkę referencyjną. Tego typu połączenie jest niezbędne w celu zminimalizowania strat wynikających z wprowadzania i wyprowadzania światła z włókna fotonicznego. W ramach prac zostaną zrealizowane badania nad procesem spawania obydwu włókien zapewniającego niskie straty optyczne. Proces spawania zostanie zoptymalizowany i zrealizowany z użyciem dwóch spawarek światłowodowych dwu- oraz trójelektrodowej w celu otrzymania jak najlepszych rezultatów. Gotowe komórki referencyjne o różnych długościach zostaną przetestowane w układach pomiarowych do detekcji metanu lub dwutlenku węgla, wykorzystujących metody detekcji, takie jak Wavelength Modulation Spectroscopy (WMS) oraz Chirped Laser Dispersion Spectroscopy (CLaDS). Przeprowadzone pomiary pozwolą zweryfikować słuszność postawionych założeń oraz określić czy i w jakim stopniu zwiększyła się stabilność oraz zdolność detekcji układów pomiarowych.