Optical measurement setup for residual stress measurement in optical fiber corerods
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Authors
Date
2022-01-24
Department
Major/Subject
Photonics and Nanotechnology
Mcode
ELEC3052
Degree programme
Master’s Programme in Electronics and Nanotechnology (TS2013)
Language
en
Pages
53
Series
Abstract
The fabrication process of optical fiber corerods is sensitive to the generation of large stresses in the glass material. Especially dopants for high-power fiber lasers create high stresses that can affect the optical properties of the fibers. This thesis aims to develop a setup to measure the residual stresses in the corerods. In this context, a corerod is defined as a doped glass cylinder that is sleeved into a silica tube to form a preform. An optical measurement setup based on phase-shifting circular polariscope was designed and constructed, and a software was programmed to control the setup and process the results. The performance of the setup was studied by measuring stress distributions in ytterbium-doped corerods and compressed circular windows. According to the results, the setup is capable to obtain the stress profile from the measured optical retardation. However, the resolution of the setup requires further development, such as a fringe multiplication technique. In addition, the stress-optic coefficient of the doped glass has to be determined for more accurate measurements.Valokuituydintankojen valmistusprosessi on herkkä suurten sisäisten jännitysten syntymiselle lasimateriaalissa. Erityisesti suurteholaserkuitujen seosaineet aiheuttavat jännityksiä, jotka voivat vaikuttaa kuitujen optisiin ominaisuuksiin. Diplomityön tarkoituksena on kehittää mittauslaitteisto, jolla voi mitata ydintankojen sisäisiä jännityksiä. Tässä yhteydessä ydintanko määritellään seostetuksi lasisylinteriksi, joka ympäröidään lasiputkella valokuituaihion muodostamiseksi. Projektissa suunniteltiin ja rakennettiin vaiheensiirtomenetelmään perustuva ympyräpolariskooppi, ja sille ohjelmoitiin ohjelmisto, joka kontrolloi laitteistoa ja käsittelee tuloksia. Laitteiston suorituskykyä tutkittiin mittaamalla ytterbiumilla seostettuja ydintankoja ja puristettujen pyöreiden ikkunoiden stressijakaumia. Tulosten mukaan laitteisto kykenee tuottamaan jännitysjakauman optisten mittausten perusteella. Kuitenkin sen resoluutio vaatii vielä kehitystä, kuten juovien moninkertaistustekniikan. Lisäksi seostetun lasin jännitys-optinen kerroin olisi määritettävä tarkempia mittauksia varten.Description
Supervisor
Ludvigsen, HanneThesis advisor
Husu, HannuLudvigsen, Hanne
Keywords
optical fiber, photoelasticity, stress, corerod