Abstract

This Letter presents simulation and experimental results of orientation-dependent transverse stress fiber sensors using fiber Bragg gratings (FBGs) inscribed in four-hole suspended-core fibers. Resonant peak shifts and splitting of FBGs were studied as functions of the applied transverse load and fiber orientation. Both simulation and experimental results revealed that the response of FBGs in suspended-core fibers is sensitive to both the orientation and magnitude of an applied transverse stress.

© 2011 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. T. Geernaert, G. Luyckx, E. Voet, T. Nasilowski, K. Chah, M. Becker, H. Bartelt, W. Urbanczyk, J. Wojcik, W. De Waele, J. Degrieck, H. Terryn, F. Berghmans, and H. Thienpont, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 6 (2009).
    [CrossRef]
  2. Y. Wang, H. Bartlet, W. Ecke, K. Schroeder, R. Willsch, J. Kobelke, M. Rothhardt, I. Latka, and S. Brueckner, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1450 (2009).
    [CrossRef]
  3. C. Jewart, K. Chen, B. McMillen, M. Bails, S. Levitan, I. Avdeev, and J. Canning, Opt. Lett. 31, 2260 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. H. N. Xie, Ph. Dabkiewicz, R. Ulrich, and K. Okamoto, Opt. Lett. 11, 333 (1986).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. M. Silva-Lopez, C. Li, W. MacPherson, A. Moore, J. Barton, J. Jones, D. Zhao, L. Zhang, and I. Bennion, Opt. Lett. 29, 2225 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. C. Martelli, J. Canning, N. Groothoff, and K. Lyytikainen, Opt. Lett. 30, 1785 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. K. Schuster, J. Kobelke, A. Schwuchow, M. Leich, M. Becker, M. Rothhardt, U. Röpke, J. Kirchhof, H. Bartelt, T. Geernaert, Proc. SPIE 6588, 658804 (2007).
    [CrossRef]
  8. K. M. Kiang, K. Frampton, T. M. Monro, R. Moore, J. Tucknott, D. W. Hewak, D. J. Richardson, and H. N. Rutt, IEEE Electron Device Lett. 38, 546 (2002).
  9. O. Frazao, S. H. Aref, J. M. Baptista, J. L. Santos, H. Latifi, F. Farahi, J. Kobelke, and K. Schuster, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1229 (2009).
    [CrossRef]
  10. R. Gafsi and M. A. El-Sherif, Opt. Fiber Technol. 6, 299 (2000).
    [CrossRef]
  11. M. Becker, J. Bergmann, S. Brückner, M. Franke, E. Lindner, M. W. Rothhardt, and H. Bartelt, Opt. Express 16, 19169 (2008).
    [CrossRef]
  12. S. Krenk, Mechanics and Analysis of Beams, Columns and Cables2nd ed. (Springer, 2001), Chap. 3.
    [CrossRef]

2009 (3)

T. Geernaert, G. Luyckx, E. Voet, T. Nasilowski, K. Chah, M. Becker, H. Bartelt, W. Urbanczyk, J. Wojcik, W. De Waele, J. Degrieck, H. Terryn, F. Berghmans, and H. Thienpont, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 6 (2009).
[CrossRef]

Y. Wang, H. Bartlet, W. Ecke, K. Schroeder, R. Willsch, J. Kobelke, M. Rothhardt, I. Latka, and S. Brueckner, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1450 (2009).
[CrossRef]

O. Frazao, S. H. Aref, J. M. Baptista, J. L. Santos, H. Latifi, F. Farahi, J. Kobelke, and K. Schuster, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1229 (2009).
[CrossRef]

2008 (1)

2007 (1)

K. Schuster, J. Kobelke, A. Schwuchow, M. Leich, M. Becker, M. Rothhardt, U. Röpke, J. Kirchhof, H. Bartelt, T. Geernaert, Proc. SPIE 6588, 658804 (2007).
[CrossRef]

2006 (1)

2005 (1)

2004 (1)

2002 (1)

K. M. Kiang, K. Frampton, T. M. Monro, R. Moore, J. Tucknott, D. W. Hewak, D. J. Richardson, and H. N. Rutt, IEEE Electron Device Lett. 38, 546 (2002).

2001 (1)

S. Krenk, Mechanics and Analysis of Beams, Columns and Cables2nd ed. (Springer, 2001), Chap. 3.
[CrossRef]

2000 (1)

R. Gafsi and M. A. El-Sherif, Opt. Fiber Technol. 6, 299 (2000).
[CrossRef]

1986 (1)

Aref, S. H.

O. Frazao, S. H. Aref, J. M. Baptista, J. L. Santos, H. Latifi, F. Farahi, J. Kobelke, and K. Schuster, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1229 (2009).
[CrossRef]

Avdeev, I.

Bails, M.

Baptista, J. M.

O. Frazao, S. H. Aref, J. M. Baptista, J. L. Santos, H. Latifi, F. Farahi, J. Kobelke, and K. Schuster, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1229 (2009).
[CrossRef]

Bartelt, H.

T. Geernaert, G. Luyckx, E. Voet, T. Nasilowski, K. Chah, M. Becker, H. Bartelt, W. Urbanczyk, J. Wojcik, W. De Waele, J. Degrieck, H. Terryn, F. Berghmans, and H. Thienpont, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 6 (2009).
[CrossRef]

M. Becker, J. Bergmann, S. Brückner, M. Franke, E. Lindner, M. W. Rothhardt, and H. Bartelt, Opt. Express 16, 19169 (2008).
[CrossRef]

K. Schuster, J. Kobelke, A. Schwuchow, M. Leich, M. Becker, M. Rothhardt, U. Röpke, J. Kirchhof, H. Bartelt, T. Geernaert, Proc. SPIE 6588, 658804 (2007).
[CrossRef]

Bartlet, H.

Y. Wang, H. Bartlet, W. Ecke, K. Schroeder, R. Willsch, J. Kobelke, M. Rothhardt, I. Latka, and S. Brueckner, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1450 (2009).
[CrossRef]

Barton, J.

Becker, M.

T. Geernaert, G. Luyckx, E. Voet, T. Nasilowski, K. Chah, M. Becker, H. Bartelt, W. Urbanczyk, J. Wojcik, W. De Waele, J. Degrieck, H. Terryn, F. Berghmans, and H. Thienpont, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 6 (2009).
[CrossRef]

M. Becker, J. Bergmann, S. Brückner, M. Franke, E. Lindner, M. W. Rothhardt, and H. Bartelt, Opt. Express 16, 19169 (2008).
[CrossRef]

K. Schuster, J. Kobelke, A. Schwuchow, M. Leich, M. Becker, M. Rothhardt, U. Röpke, J. Kirchhof, H. Bartelt, T. Geernaert, Proc. SPIE 6588, 658804 (2007).
[CrossRef]

Bennion, I.

Berghmans, F.

T. Geernaert, G. Luyckx, E. Voet, T. Nasilowski, K. Chah, M. Becker, H. Bartelt, W. Urbanczyk, J. Wojcik, W. De Waele, J. Degrieck, H. Terryn, F. Berghmans, and H. Thienpont, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 6 (2009).
[CrossRef]

Bergmann, J.

Brückner, S.

Brueckner, S.

Y. Wang, H. Bartlet, W. Ecke, K. Schroeder, R. Willsch, J. Kobelke, M. Rothhardt, I. Latka, and S. Brueckner, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1450 (2009).
[CrossRef]

Canning, J.

Chah, K.

T. Geernaert, G. Luyckx, E. Voet, T. Nasilowski, K. Chah, M. Becker, H. Bartelt, W. Urbanczyk, J. Wojcik, W. De Waele, J. Degrieck, H. Terryn, F. Berghmans, and H. Thienpont, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 6 (2009).
[CrossRef]

Chen, K.

Dabkiewicz, Ph.

De Waele, W.

T. Geernaert, G. Luyckx, E. Voet, T. Nasilowski, K. Chah, M. Becker, H. Bartelt, W. Urbanczyk, J. Wojcik, W. De Waele, J. Degrieck, H. Terryn, F. Berghmans, and H. Thienpont, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 6 (2009).
[CrossRef]

Degrieck, J.

T. Geernaert, G. Luyckx, E. Voet, T. Nasilowski, K. Chah, M. Becker, H. Bartelt, W. Urbanczyk, J. Wojcik, W. De Waele, J. Degrieck, H. Terryn, F. Berghmans, and H. Thienpont, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 6 (2009).
[CrossRef]

Ecke, W.

Y. Wang, H. Bartlet, W. Ecke, K. Schroeder, R. Willsch, J. Kobelke, M. Rothhardt, I. Latka, and S. Brueckner, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1450 (2009).
[CrossRef]

El-Sherif, M. A.

R. Gafsi and M. A. El-Sherif, Opt. Fiber Technol. 6, 299 (2000).
[CrossRef]

Farahi, F.

O. Frazao, S. H. Aref, J. M. Baptista, J. L. Santos, H. Latifi, F. Farahi, J. Kobelke, and K. Schuster, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1229 (2009).
[CrossRef]

Frampton, K.

K. M. Kiang, K. Frampton, T. M. Monro, R. Moore, J. Tucknott, D. W. Hewak, D. J. Richardson, and H. N. Rutt, IEEE Electron Device Lett. 38, 546 (2002).

Franke, M.

Frazao, O.

O. Frazao, S. H. Aref, J. M. Baptista, J. L. Santos, H. Latifi, F. Farahi, J. Kobelke, and K. Schuster, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1229 (2009).
[CrossRef]

Gafsi, R.

R. Gafsi and M. A. El-Sherif, Opt. Fiber Technol. 6, 299 (2000).
[CrossRef]

Geernaert, T.

T. Geernaert, G. Luyckx, E. Voet, T. Nasilowski, K. Chah, M. Becker, H. Bartelt, W. Urbanczyk, J. Wojcik, W. De Waele, J. Degrieck, H. Terryn, F. Berghmans, and H. Thienpont, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 6 (2009).
[CrossRef]

K. Schuster, J. Kobelke, A. Schwuchow, M. Leich, M. Becker, M. Rothhardt, U. Röpke, J. Kirchhof, H. Bartelt, T. Geernaert, Proc. SPIE 6588, 658804 (2007).
[CrossRef]

Groothoff, N.

Hewak, D. W.

K. M. Kiang, K. Frampton, T. M. Monro, R. Moore, J. Tucknott, D. W. Hewak, D. J. Richardson, and H. N. Rutt, IEEE Electron Device Lett. 38, 546 (2002).

Jewart, C.

Jones, J.

Kiang, K. M.

K. M. Kiang, K. Frampton, T. M. Monro, R. Moore, J. Tucknott, D. W. Hewak, D. J. Richardson, and H. N. Rutt, IEEE Electron Device Lett. 38, 546 (2002).

Kirchhof, J.

K. Schuster, J. Kobelke, A. Schwuchow, M. Leich, M. Becker, M. Rothhardt, U. Röpke, J. Kirchhof, H. Bartelt, T. Geernaert, Proc. SPIE 6588, 658804 (2007).
[CrossRef]

Kobelke, J.

O. Frazao, S. H. Aref, J. M. Baptista, J. L. Santos, H. Latifi, F. Farahi, J. Kobelke, and K. Schuster, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1229 (2009).
[CrossRef]

Y. Wang, H. Bartlet, W. Ecke, K. Schroeder, R. Willsch, J. Kobelke, M. Rothhardt, I. Latka, and S. Brueckner, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1450 (2009).
[CrossRef]

K. Schuster, J. Kobelke, A. Schwuchow, M. Leich, M. Becker, M. Rothhardt, U. Röpke, J. Kirchhof, H. Bartelt, T. Geernaert, Proc. SPIE 6588, 658804 (2007).
[CrossRef]

Krenk, S.

S. Krenk, Mechanics and Analysis of Beams, Columns and Cables2nd ed. (Springer, 2001), Chap. 3.
[CrossRef]

Latifi, H.

O. Frazao, S. H. Aref, J. M. Baptista, J. L. Santos, H. Latifi, F. Farahi, J. Kobelke, and K. Schuster, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1229 (2009).
[CrossRef]

Latka, I.

Y. Wang, H. Bartlet, W. Ecke, K. Schroeder, R. Willsch, J. Kobelke, M. Rothhardt, I. Latka, and S. Brueckner, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1450 (2009).
[CrossRef]

Leich, M.

K. Schuster, J. Kobelke, A. Schwuchow, M. Leich, M. Becker, M. Rothhardt, U. Röpke, J. Kirchhof, H. Bartelt, T. Geernaert, Proc. SPIE 6588, 658804 (2007).
[CrossRef]

Levitan, S.

Li, C.

Lindner, E.

Luyckx, G.

T. Geernaert, G. Luyckx, E. Voet, T. Nasilowski, K. Chah, M. Becker, H. Bartelt, W. Urbanczyk, J. Wojcik, W. De Waele, J. Degrieck, H. Terryn, F. Berghmans, and H. Thienpont, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 6 (2009).
[CrossRef]

Lyytikainen, K.

MacPherson, W.

Martelli, C.

McMillen, B.

Monro, T. M.

K. M. Kiang, K. Frampton, T. M. Monro, R. Moore, J. Tucknott, D. W. Hewak, D. J. Richardson, and H. N. Rutt, IEEE Electron Device Lett. 38, 546 (2002).

Moore, A.

Moore, R.

K. M. Kiang, K. Frampton, T. M. Monro, R. Moore, J. Tucknott, D. W. Hewak, D. J. Richardson, and H. N. Rutt, IEEE Electron Device Lett. 38, 546 (2002).

Nasilowski, T.

T. Geernaert, G. Luyckx, E. Voet, T. Nasilowski, K. Chah, M. Becker, H. Bartelt, W. Urbanczyk, J. Wojcik, W. De Waele, J. Degrieck, H. Terryn, F. Berghmans, and H. Thienpont, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 6 (2009).
[CrossRef]

Okamoto, K.

Richardson, D. J.

K. M. Kiang, K. Frampton, T. M. Monro, R. Moore, J. Tucknott, D. W. Hewak, D. J. Richardson, and H. N. Rutt, IEEE Electron Device Lett. 38, 546 (2002).

Röpke, U.

K. Schuster, J. Kobelke, A. Schwuchow, M. Leich, M. Becker, M. Rothhardt, U. Röpke, J. Kirchhof, H. Bartelt, T. Geernaert, Proc. SPIE 6588, 658804 (2007).
[CrossRef]

Rothhardt, M.

Y. Wang, H. Bartlet, W. Ecke, K. Schroeder, R. Willsch, J. Kobelke, M. Rothhardt, I. Latka, and S. Brueckner, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1450 (2009).
[CrossRef]

K. Schuster, J. Kobelke, A. Schwuchow, M. Leich, M. Becker, M. Rothhardt, U. Röpke, J. Kirchhof, H. Bartelt, T. Geernaert, Proc. SPIE 6588, 658804 (2007).
[CrossRef]

Rothhardt, M. W.

Rutt, H. N.

K. M. Kiang, K. Frampton, T. M. Monro, R. Moore, J. Tucknott, D. W. Hewak, D. J. Richardson, and H. N. Rutt, IEEE Electron Device Lett. 38, 546 (2002).

Santos, J. L.

O. Frazao, S. H. Aref, J. M. Baptista, J. L. Santos, H. Latifi, F. Farahi, J. Kobelke, and K. Schuster, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1229 (2009).
[CrossRef]

Schroeder, K.

Y. Wang, H. Bartlet, W. Ecke, K. Schroeder, R. Willsch, J. Kobelke, M. Rothhardt, I. Latka, and S. Brueckner, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1450 (2009).
[CrossRef]

Schuster, K.

O. Frazao, S. H. Aref, J. M. Baptista, J. L. Santos, H. Latifi, F. Farahi, J. Kobelke, and K. Schuster, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1229 (2009).
[CrossRef]

K. Schuster, J. Kobelke, A. Schwuchow, M. Leich, M. Becker, M. Rothhardt, U. Röpke, J. Kirchhof, H. Bartelt, T. Geernaert, Proc. SPIE 6588, 658804 (2007).
[CrossRef]

Schwuchow, A.

K. Schuster, J. Kobelke, A. Schwuchow, M. Leich, M. Becker, M. Rothhardt, U. Röpke, J. Kirchhof, H. Bartelt, T. Geernaert, Proc. SPIE 6588, 658804 (2007).
[CrossRef]

Silva-Lopez, M.

Terryn, H.

T. Geernaert, G. Luyckx, E. Voet, T. Nasilowski, K. Chah, M. Becker, H. Bartelt, W. Urbanczyk, J. Wojcik, W. De Waele, J. Degrieck, H. Terryn, F. Berghmans, and H. Thienpont, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 6 (2009).
[CrossRef]

Thienpont, H.

T. Geernaert, G. Luyckx, E. Voet, T. Nasilowski, K. Chah, M. Becker, H. Bartelt, W. Urbanczyk, J. Wojcik, W. De Waele, J. Degrieck, H. Terryn, F. Berghmans, and H. Thienpont, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 6 (2009).
[CrossRef]

Tucknott, J.

K. M. Kiang, K. Frampton, T. M. Monro, R. Moore, J. Tucknott, D. W. Hewak, D. J. Richardson, and H. N. Rutt, IEEE Electron Device Lett. 38, 546 (2002).

Ulrich, R.

Urbanczyk, W.

T. Geernaert, G. Luyckx, E. Voet, T. Nasilowski, K. Chah, M. Becker, H. Bartelt, W. Urbanczyk, J. Wojcik, W. De Waele, J. Degrieck, H. Terryn, F. Berghmans, and H. Thienpont, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 6 (2009).
[CrossRef]

Voet, E.

T. Geernaert, G. Luyckx, E. Voet, T. Nasilowski, K. Chah, M. Becker, H. Bartelt, W. Urbanczyk, J. Wojcik, W. De Waele, J. Degrieck, H. Terryn, F. Berghmans, and H. Thienpont, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 6 (2009).
[CrossRef]

Wang, Y.

Y. Wang, H. Bartlet, W. Ecke, K. Schroeder, R. Willsch, J. Kobelke, M. Rothhardt, I. Latka, and S. Brueckner, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1450 (2009).
[CrossRef]

Willsch, R.

Y. Wang, H. Bartlet, W. Ecke, K. Schroeder, R. Willsch, J. Kobelke, M. Rothhardt, I. Latka, and S. Brueckner, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1450 (2009).
[CrossRef]

Wojcik, J.

T. Geernaert, G. Luyckx, E. Voet, T. Nasilowski, K. Chah, M. Becker, H. Bartelt, W. Urbanczyk, J. Wojcik, W. De Waele, J. Degrieck, H. Terryn, F. Berghmans, and H. Thienpont, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 6 (2009).
[CrossRef]

Xie, H. N.

Zhang, L.

Zhao, D.

IEEE Electron Device Lett. (1)

K. M. Kiang, K. Frampton, T. M. Monro, R. Moore, J. Tucknott, D. W. Hewak, D. J. Richardson, and H. N. Rutt, IEEE Electron Device Lett. 38, 546 (2002).

IEEE Photon. Technol. Lett. (3)

O. Frazao, S. H. Aref, J. M. Baptista, J. L. Santos, H. Latifi, F. Farahi, J. Kobelke, and K. Schuster, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1229 (2009).
[CrossRef]

T. Geernaert, G. Luyckx, E. Voet, T. Nasilowski, K. Chah, M. Becker, H. Bartelt, W. Urbanczyk, J. Wojcik, W. De Waele, J. Degrieck, H. Terryn, F. Berghmans, and H. Thienpont, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 6 (2009).
[CrossRef]

Y. Wang, H. Bartlet, W. Ecke, K. Schroeder, R. Willsch, J. Kobelke, M. Rothhardt, I. Latka, and S. Brueckner, IEEE Photon. Technol. Lett. 21, 1450 (2009).
[CrossRef]

Opt. Express (1)

Opt. Fiber Technol. (1)

R. Gafsi and M. A. El-Sherif, Opt. Fiber Technol. 6, 299 (2000).
[CrossRef]

Opt. Lett. (4)

Proc. SPIE (1)

K. Schuster, J. Kobelke, A. Schwuchow, M. Leich, M. Becker, M. Rothhardt, U. Röpke, J. Kirchhof, H. Bartelt, T. Geernaert, Proc. SPIE 6588, 658804 (2007).
[CrossRef]

Other (1)

S. Krenk, Mechanics and Analysis of Beams, Columns and Cables2nd ed. (Springer, 2001), Chap. 3.
[CrossRef]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

Scanning electron microscope photograph of four-hole suspended-core fiber.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Simulation of birefringence for (a)  silica bridges and (b) air holes under a load of 50 N / cm . The birefringence in the fiber core region is shown as an inset.

Fig. 3
Fig. 3

FBG peaks from two orthogonal polarizations under an applied transverse load of 47 N / cm for the bridge under load and the air-hole under load.

Fig. 4
Fig. 4

(a) FBG peak splits as functions of applied transverse loads and (b) compression sensitivity as a function of fiber orientations. The fiber is under an applied load of 47 N / cm .

Metrics