Abstract

The proof-of-concept demonstration of a microfiber-based flexural disc accelerometer is presented. The reduced microfiber size and bending radii give rise to high device compactness and responsivity. A flexural disc accelerometer manufactured from a 10mm long microfiber showed a performance of 2.2rad/g, with the responsivity expected to increase proportionally with the microfiber length.

© 2011 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. C. Hou, Y. Wu, and X. Zeng, Opt. Eng. 49, 014402 (2010).
    [CrossRef]
  2. T. Ke, T. Zhu, Y. Rao, and M. Deng, Microw. Opt. Technol. Lett. 52, 2531 (2010).
    [CrossRef]
  3. A. Fender, W. N. MacPherson, R. R. J. Maier, J. S. Barton, D. S. George, R. I. Howden, G. W. Smith, B. J. S. Jones, S. McCulloch, X. F. Chen, R. Suo, L. Zhang, and I. Bennion, IEEE Sens. J. 8, 1292 (2008).
    [CrossRef]
  4. D. L. Gardner, T. Hofler, S. R. Baker, R. K. Yarber, and S. L. Garrett, J. Lightwave Technol. 5, 953 (1987).
    [CrossRef]
  5. R. D. Pechstedt and D. A. Jackson, Appl. Opt. 34, 3009(1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. D. A. Brown and S. L. Garrett, Proc. SPIE 1367, 282 (1991).
    [CrossRef]
  7. Y. Wang, H. Xiao, S. Zhang, F. Li, and Y. Liu, Meas. Sci. Technol. 18, 1763 (2007).
    [CrossRef]
  8. Y. Shindo, N. Tsuchida, K. Dobashi, and H. Kamata, in 12th International Conference on Optical Fiber Sensors, Vol. 16 of OSA Technical Digest Series (1997), p. 202.
  9. G. A. Cranch and P. J. Nash, J. Lightwave Technol. 18, 1233 (2000).
    [CrossRef]
  10. G. A. Gerges, T. P. Newson, and D. A. Jackson, Opt. Lett. 14, 1155 (1989).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. M. D. Todd, G. A. Johnson, B. A. Althouse, and S. T. Vohra, IEEE Photonic Technol. Lett. 10, 1605 (1998).
    [CrossRef]
  12. H. Yu, S. Wang, J. Fu, M. Qiu, Y. Li, F. Gu, and L. Tong, Appl. Opt. 48, 4365 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. A. J. Barlow and D. N. Payne, IEEE J. Quantum Electron. 19, 834 (1983).
    [CrossRef]
  14. A. W. Leissa, NASA Tech. Doc. Sp-160-N70-18461, 1969.
  15. G. Brambilla, J. Opt. 12, 043001 (2010).
    [CrossRef]
  16. N. Vukovic, N. G. R. Broderick, M. Petrovich, and G. Brambilla, IEEE Photonic Technol. Lett. 20, 1264 (2008).
    [CrossRef]
  17. Y. Li and L. Tong, Opt. Lett. 33, 303 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]

2010 (3)

C. Hou, Y. Wu, and X. Zeng, Opt. Eng. 49, 014402 (2010).
[CrossRef]

T. Ke, T. Zhu, Y. Rao, and M. Deng, Microw. Opt. Technol. Lett. 52, 2531 (2010).
[CrossRef]

G. Brambilla, J. Opt. 12, 043001 (2010).
[CrossRef]

2009 (1)

2008 (3)

N. Vukovic, N. G. R. Broderick, M. Petrovich, and G. Brambilla, IEEE Photonic Technol. Lett. 20, 1264 (2008).
[CrossRef]

Y. Li and L. Tong, Opt. Lett. 33, 303 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

A. Fender, W. N. MacPherson, R. R. J. Maier, J. S. Barton, D. S. George, R. I. Howden, G. W. Smith, B. J. S. Jones, S. McCulloch, X. F. Chen, R. Suo, L. Zhang, and I. Bennion, IEEE Sens. J. 8, 1292 (2008).
[CrossRef]

2007 (1)

Y. Wang, H. Xiao, S. Zhang, F. Li, and Y. Liu, Meas. Sci. Technol. 18, 1763 (2007).
[CrossRef]

2000 (1)

1998 (1)

M. D. Todd, G. A. Johnson, B. A. Althouse, and S. T. Vohra, IEEE Photonic Technol. Lett. 10, 1605 (1998).
[CrossRef]

1995 (1)

1991 (1)

D. A. Brown and S. L. Garrett, Proc. SPIE 1367, 282 (1991).
[CrossRef]

1989 (1)

1987 (1)

D. L. Gardner, T. Hofler, S. R. Baker, R. K. Yarber, and S. L. Garrett, J. Lightwave Technol. 5, 953 (1987).
[CrossRef]

1983 (1)

A. J. Barlow and D. N. Payne, IEEE J. Quantum Electron. 19, 834 (1983).
[CrossRef]

Althouse, B. A.

M. D. Todd, G. A. Johnson, B. A. Althouse, and S. T. Vohra, IEEE Photonic Technol. Lett. 10, 1605 (1998).
[CrossRef]

Baker, S. R.

D. L. Gardner, T. Hofler, S. R. Baker, R. K. Yarber, and S. L. Garrett, J. Lightwave Technol. 5, 953 (1987).
[CrossRef]

Barlow, A. J.

A. J. Barlow and D. N. Payne, IEEE J. Quantum Electron. 19, 834 (1983).
[CrossRef]

Barton, J. S.

A. Fender, W. N. MacPherson, R. R. J. Maier, J. S. Barton, D. S. George, R. I. Howden, G. W. Smith, B. J. S. Jones, S. McCulloch, X. F. Chen, R. Suo, L. Zhang, and I. Bennion, IEEE Sens. J. 8, 1292 (2008).
[CrossRef]

Bennion, I.

A. Fender, W. N. MacPherson, R. R. J. Maier, J. S. Barton, D. S. George, R. I. Howden, G. W. Smith, B. J. S. Jones, S. McCulloch, X. F. Chen, R. Suo, L. Zhang, and I. Bennion, IEEE Sens. J. 8, 1292 (2008).
[CrossRef]

Brambilla, G.

G. Brambilla, J. Opt. 12, 043001 (2010).
[CrossRef]

N. Vukovic, N. G. R. Broderick, M. Petrovich, and G. Brambilla, IEEE Photonic Technol. Lett. 20, 1264 (2008).
[CrossRef]

Broderick, N. G. R.

N. Vukovic, N. G. R. Broderick, M. Petrovich, and G. Brambilla, IEEE Photonic Technol. Lett. 20, 1264 (2008).
[CrossRef]

Brown, D. A.

D. A. Brown and S. L. Garrett, Proc. SPIE 1367, 282 (1991).
[CrossRef]

Chen, X. F.

A. Fender, W. N. MacPherson, R. R. J. Maier, J. S. Barton, D. S. George, R. I. Howden, G. W. Smith, B. J. S. Jones, S. McCulloch, X. F. Chen, R. Suo, L. Zhang, and I. Bennion, IEEE Sens. J. 8, 1292 (2008).
[CrossRef]

Cranch, G. A.

Deng, M.

T. Ke, T. Zhu, Y. Rao, and M. Deng, Microw. Opt. Technol. Lett. 52, 2531 (2010).
[CrossRef]

Dobashi, K.

Y. Shindo, N. Tsuchida, K. Dobashi, and H. Kamata, in 12th International Conference on Optical Fiber Sensors, Vol. 16 of OSA Technical Digest Series (1997), p. 202.

Fender, A.

A. Fender, W. N. MacPherson, R. R. J. Maier, J. S. Barton, D. S. George, R. I. Howden, G. W. Smith, B. J. S. Jones, S. McCulloch, X. F. Chen, R. Suo, L. Zhang, and I. Bennion, IEEE Sens. J. 8, 1292 (2008).
[CrossRef]

Fu, J.

Gardner, D. L.

D. L. Gardner, T. Hofler, S. R. Baker, R. K. Yarber, and S. L. Garrett, J. Lightwave Technol. 5, 953 (1987).
[CrossRef]

Garrett, S. L.

D. A. Brown and S. L. Garrett, Proc. SPIE 1367, 282 (1991).
[CrossRef]

D. L. Gardner, T. Hofler, S. R. Baker, R. K. Yarber, and S. L. Garrett, J. Lightwave Technol. 5, 953 (1987).
[CrossRef]

George, D. S.

A. Fender, W. N. MacPherson, R. R. J. Maier, J. S. Barton, D. S. George, R. I. Howden, G. W. Smith, B. J. S. Jones, S. McCulloch, X. F. Chen, R. Suo, L. Zhang, and I. Bennion, IEEE Sens. J. 8, 1292 (2008).
[CrossRef]

Gerges, G. A.

Gu, F.

Hofler, T.

D. L. Gardner, T. Hofler, S. R. Baker, R. K. Yarber, and S. L. Garrett, J. Lightwave Technol. 5, 953 (1987).
[CrossRef]

Hou, C.

C. Hou, Y. Wu, and X. Zeng, Opt. Eng. 49, 014402 (2010).
[CrossRef]

Howden, R. I.

A. Fender, W. N. MacPherson, R. R. J. Maier, J. S. Barton, D. S. George, R. I. Howden, G. W. Smith, B. J. S. Jones, S. McCulloch, X. F. Chen, R. Suo, L. Zhang, and I. Bennion, IEEE Sens. J. 8, 1292 (2008).
[CrossRef]

Jackson, D. A.

Johnson, G. A.

M. D. Todd, G. A. Johnson, B. A. Althouse, and S. T. Vohra, IEEE Photonic Technol. Lett. 10, 1605 (1998).
[CrossRef]

Jones, B. J. S.

A. Fender, W. N. MacPherson, R. R. J. Maier, J. S. Barton, D. S. George, R. I. Howden, G. W. Smith, B. J. S. Jones, S. McCulloch, X. F. Chen, R. Suo, L. Zhang, and I. Bennion, IEEE Sens. J. 8, 1292 (2008).
[CrossRef]

Kamata, H.

Y. Shindo, N. Tsuchida, K. Dobashi, and H. Kamata, in 12th International Conference on Optical Fiber Sensors, Vol. 16 of OSA Technical Digest Series (1997), p. 202.

Ke, T.

T. Ke, T. Zhu, Y. Rao, and M. Deng, Microw. Opt. Technol. Lett. 52, 2531 (2010).
[CrossRef]

Leissa, A. W.

A. W. Leissa, NASA Tech. Doc. Sp-160-N70-18461, 1969.

Li, F.

Y. Wang, H. Xiao, S. Zhang, F. Li, and Y. Liu, Meas. Sci. Technol. 18, 1763 (2007).
[CrossRef]

Li, Y.

Liu, Y.

Y. Wang, H. Xiao, S. Zhang, F. Li, and Y. Liu, Meas. Sci. Technol. 18, 1763 (2007).
[CrossRef]

MacPherson, W. N.

A. Fender, W. N. MacPherson, R. R. J. Maier, J. S. Barton, D. S. George, R. I. Howden, G. W. Smith, B. J. S. Jones, S. McCulloch, X. F. Chen, R. Suo, L. Zhang, and I. Bennion, IEEE Sens. J. 8, 1292 (2008).
[CrossRef]

Maier, R. R. J.

A. Fender, W. N. MacPherson, R. R. J. Maier, J. S. Barton, D. S. George, R. I. Howden, G. W. Smith, B. J. S. Jones, S. McCulloch, X. F. Chen, R. Suo, L. Zhang, and I. Bennion, IEEE Sens. J. 8, 1292 (2008).
[CrossRef]

McCulloch, S.

A. Fender, W. N. MacPherson, R. R. J. Maier, J. S. Barton, D. S. George, R. I. Howden, G. W. Smith, B. J. S. Jones, S. McCulloch, X. F. Chen, R. Suo, L. Zhang, and I. Bennion, IEEE Sens. J. 8, 1292 (2008).
[CrossRef]

Nash, P. J.

Newson, T. P.

Payne, D. N.

A. J. Barlow and D. N. Payne, IEEE J. Quantum Electron. 19, 834 (1983).
[CrossRef]

Pechstedt, R. D.

Petrovich, M.

N. Vukovic, N. G. R. Broderick, M. Petrovich, and G. Brambilla, IEEE Photonic Technol. Lett. 20, 1264 (2008).
[CrossRef]

Qiu, M.

Rao, Y.

T. Ke, T. Zhu, Y. Rao, and M. Deng, Microw. Opt. Technol. Lett. 52, 2531 (2010).
[CrossRef]

Shindo, Y.

Y. Shindo, N. Tsuchida, K. Dobashi, and H. Kamata, in 12th International Conference on Optical Fiber Sensors, Vol. 16 of OSA Technical Digest Series (1997), p. 202.

Smith, G. W.

A. Fender, W. N. MacPherson, R. R. J. Maier, J. S. Barton, D. S. George, R. I. Howden, G. W. Smith, B. J. S. Jones, S. McCulloch, X. F. Chen, R. Suo, L. Zhang, and I. Bennion, IEEE Sens. J. 8, 1292 (2008).
[CrossRef]

Suo, R.

A. Fender, W. N. MacPherson, R. R. J. Maier, J. S. Barton, D. S. George, R. I. Howden, G. W. Smith, B. J. S. Jones, S. McCulloch, X. F. Chen, R. Suo, L. Zhang, and I. Bennion, IEEE Sens. J. 8, 1292 (2008).
[CrossRef]

Todd, M. D.

M. D. Todd, G. A. Johnson, B. A. Althouse, and S. T. Vohra, IEEE Photonic Technol. Lett. 10, 1605 (1998).
[CrossRef]

Tong, L.

Tsuchida, N.

Y. Shindo, N. Tsuchida, K. Dobashi, and H. Kamata, in 12th International Conference on Optical Fiber Sensors, Vol. 16 of OSA Technical Digest Series (1997), p. 202.

Vohra, S. T.

M. D. Todd, G. A. Johnson, B. A. Althouse, and S. T. Vohra, IEEE Photonic Technol. Lett. 10, 1605 (1998).
[CrossRef]

Vukovic, N.

N. Vukovic, N. G. R. Broderick, M. Petrovich, and G. Brambilla, IEEE Photonic Technol. Lett. 20, 1264 (2008).
[CrossRef]

Wang, S.

Wang, Y.

Y. Wang, H. Xiao, S. Zhang, F. Li, and Y. Liu, Meas. Sci. Technol. 18, 1763 (2007).
[CrossRef]

Wu, Y.

C. Hou, Y. Wu, and X. Zeng, Opt. Eng. 49, 014402 (2010).
[CrossRef]

Xiao, H.

Y. Wang, H. Xiao, S. Zhang, F. Li, and Y. Liu, Meas. Sci. Technol. 18, 1763 (2007).
[CrossRef]

Yarber, R. K.

D. L. Gardner, T. Hofler, S. R. Baker, R. K. Yarber, and S. L. Garrett, J. Lightwave Technol. 5, 953 (1987).
[CrossRef]

Yu, H.

Zeng, X.

C. Hou, Y. Wu, and X. Zeng, Opt. Eng. 49, 014402 (2010).
[CrossRef]

Zhang, L.

A. Fender, W. N. MacPherson, R. R. J. Maier, J. S. Barton, D. S. George, R. I. Howden, G. W. Smith, B. J. S. Jones, S. McCulloch, X. F. Chen, R. Suo, L. Zhang, and I. Bennion, IEEE Sens. J. 8, 1292 (2008).
[CrossRef]

Zhang, S.

Y. Wang, H. Xiao, S. Zhang, F. Li, and Y. Liu, Meas. Sci. Technol. 18, 1763 (2007).
[CrossRef]

Zhu, T.

T. Ke, T. Zhu, Y. Rao, and M. Deng, Microw. Opt. Technol. Lett. 52, 2531 (2010).
[CrossRef]

Appl. Opt. (2)

IEEE J. Quantum Electron. (1)

A. J. Barlow and D. N. Payne, IEEE J. Quantum Electron. 19, 834 (1983).
[CrossRef]

IEEE Photonic Technol. Lett. (2)

M. D. Todd, G. A. Johnson, B. A. Althouse, and S. T. Vohra, IEEE Photonic Technol. Lett. 10, 1605 (1998).
[CrossRef]

N. Vukovic, N. G. R. Broderick, M. Petrovich, and G. Brambilla, IEEE Photonic Technol. Lett. 20, 1264 (2008).
[CrossRef]

IEEE Sens. J. (1)

A. Fender, W. N. MacPherson, R. R. J. Maier, J. S. Barton, D. S. George, R. I. Howden, G. W. Smith, B. J. S. Jones, S. McCulloch, X. F. Chen, R. Suo, L. Zhang, and I. Bennion, IEEE Sens. J. 8, 1292 (2008).
[CrossRef]

J. Lightwave Technol. (2)

D. L. Gardner, T. Hofler, S. R. Baker, R. K. Yarber, and S. L. Garrett, J. Lightwave Technol. 5, 953 (1987).
[CrossRef]

G. A. Cranch and P. J. Nash, J. Lightwave Technol. 18, 1233 (2000).
[CrossRef]

J. Opt. (1)

G. Brambilla, J. Opt. 12, 043001 (2010).
[CrossRef]

Meas. Sci. Technol. (1)

Y. Wang, H. Xiao, S. Zhang, F. Li, and Y. Liu, Meas. Sci. Technol. 18, 1763 (2007).
[CrossRef]

Microw. Opt. Technol. Lett. (1)

T. Ke, T. Zhu, Y. Rao, and M. Deng, Microw. Opt. Technol. Lett. 52, 2531 (2010).
[CrossRef]

Opt. Eng. (1)

C. Hou, Y. Wu, and X. Zeng, Opt. Eng. 49, 014402 (2010).
[CrossRef]

Opt. Lett. (2)

Proc. SPIE (1)

D. A. Brown and S. L. Garrett, Proc. SPIE 1367, 282 (1991).
[CrossRef]

Other (2)

Y. Shindo, N. Tsuchida, K. Dobashi, and H. Kamata, in 12th International Conference on Optical Fiber Sensors, Vol. 16 of OSA Technical Digest Series (1997), p. 202.

A. W. Leissa, NASA Tech. Doc. Sp-160-N70-18461, 1969.

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 (3)

Fig. 1
Fig. 1

Simulated responsivity (blue) and resonance frequency (red) of microfiber (solid line) and bend- insensitive fiber (dashed line).

Fig. 2
Fig. 2

Schematic diagram of accelerometer system.

Fig. 3
Fig. 3

Measured frequency response.

Equations (9)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

Δ L = ε ( r , a , b , h , E , ν ) · ( 2 π r ) ,
Δ ϕ Δ A = 2 × 9.81 × 6.32 π h ρ n Δ L total λ Δ P ,
f R = Λ 2 h π a 2 E 12 ( 1 v 2 ) ρ .
I = A + B cos θ ( t ) ,
I = A + B cos [ C cos ( ω 0 t + Φ ) + ϕ ( t ) ] ,
d I d t = B C ω 0 sin ( ω 0 t ) cos [ C cos ( ω 0 t + Φ ) ] ,
C = | d I / d t | max B ω 0 .
s = N λ 2 .
| a | = ω 0 2 s = 2 π 2 N λ f 0 2 .

Metrics