Abstract

A Fabry–Perot (FP) cavity of simple design and based on a pure silica diaphragm-free hollow tube is proposed. Its operation is based on a first reflection of light at the end of the single-mode fiber that illuminates the silica rod and in a second reflection that takes place at the end of the rod. The FP cavity is characterized for high temperature, pressure and refractive index sensing, showing useful characteristics for the measurement of these three parameters. The diaphragm-free configuration simplifies the measurement of the refractive index of fluids.

© 2011 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. O. Claus, M. F. Gunther, A. Wang, and K. A. Murphy, Smart Mater. Struc. 1, 237 (1992).
    [CrossRef]
  2. T. Wei, Y. Han, H. Tsai, and H. Xiao, Opt. Lett. 33, 536(2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. H. Y. Choi, K. S. Park, S. J. Park, U. Paek, B. H. Lee, and E. S. Choi, Opt. Lett. 33, 2455 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. Y. J. Rao, T. Zhu, X. C. Yang, and D. W. Duan, Opt. Lett. 32, 2662 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. V. R. Machavaram, R. A. Badcock, and G. F. Fernando, Sens. Actuators A 138, 248 (2007).
    [CrossRef]
  6. P. A. R. Tafulo, P. A. S. Jorge, J. L. Santos, F. M. Araújo, and O. Frazão, IEEE Sens. J.1 (2011).
  7. K. K. Chin, Y. Sun, G. Feng, G. E. Georgiou, K. Guo, E. Niver, H. Roman, and K. Noe, Appl. Opt. 46, 7614 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. D. Donlagic and E. Cibula, Opt. Lett. 30, 2071 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. X. Wang, J. Xu, Y. Zhu, K. L. Cooper, and A. Wang, Opt. Lett. 31, 885 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. S. F. O. Silva, O. Frazão, P. Caldas, J. L. Santos, F. M. Araújo, and L. A. Ferreira, Opt. Eng. 47, 054403 (2008).
    [CrossRef]
  11. Y.-J. Rao, D.-W. Duan, and T. Zhu, Sens. Actuators A 148, 33 (2008).
    [CrossRef]
  12. H. Y. Choi, M. J. Kim, and B. H. Lee, Opt. Express 15, 5711(2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. H. Y. Choi, M. J. Kim, and B. H. Lee, Opt. Express 15, 5711(2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. H. J. Achtermann, T. K. Bose, H. Rögener, and J. M. St-Arnaud, Int. J. Thermophys. 7, 709 (1986).
    [CrossRef]

2008 (4)

T. Wei, Y. Han, H. Tsai, and H. Xiao, Opt. Lett. 33, 536(2008).
[CrossRef] [PubMed]

H. Y. Choi, K. S. Park, S. J. Park, U. Paek, B. H. Lee, and E. S. Choi, Opt. Lett. 33, 2455 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

S. F. O. Silva, O. Frazão, P. Caldas, J. L. Santos, F. M. Araújo, and L. A. Ferreira, Opt. Eng. 47, 054403 (2008).
[CrossRef]

Y.-J. Rao, D.-W. Duan, and T. Zhu, Sens. Actuators A 148, 33 (2008).
[CrossRef]

2007 (5)

2006 (1)

2005 (1)

1992 (1)

R. O. Claus, M. F. Gunther, A. Wang, and K. A. Murphy, Smart Mater. Struc. 1, 237 (1992).
[CrossRef]

1986 (1)

H. J. Achtermann, T. K. Bose, H. Rögener, and J. M. St-Arnaud, Int. J. Thermophys. 7, 709 (1986).
[CrossRef]

Achtermann, H. J.

H. J. Achtermann, T. K. Bose, H. Rögener, and J. M. St-Arnaud, Int. J. Thermophys. 7, 709 (1986).
[CrossRef]

Araújo, F. M.

S. F. O. Silva, O. Frazão, P. Caldas, J. L. Santos, F. M. Araújo, and L. A. Ferreira, Opt. Eng. 47, 054403 (2008).
[CrossRef]

P. A. R. Tafulo, P. A. S. Jorge, J. L. Santos, F. M. Araújo, and O. Frazão, IEEE Sens. J.1 (2011).

Badcock, R. A.

V. R. Machavaram, R. A. Badcock, and G. F. Fernando, Sens. Actuators A 138, 248 (2007).
[CrossRef]

Bose, T. K.

H. J. Achtermann, T. K. Bose, H. Rögener, and J. M. St-Arnaud, Int. J. Thermophys. 7, 709 (1986).
[CrossRef]

Caldas, P.

S. F. O. Silva, O. Frazão, P. Caldas, J. L. Santos, F. M. Araújo, and L. A. Ferreira, Opt. Eng. 47, 054403 (2008).
[CrossRef]

Chin, K. K.

Choi, E. S.

Choi, H. Y.

Cibula, E.

Claus, R. O.

R. O. Claus, M. F. Gunther, A. Wang, and K. A. Murphy, Smart Mater. Struc. 1, 237 (1992).
[CrossRef]

Cooper, K. L.

Donlagic, D.

Duan, D. W.

Duan, D.-W.

Y.-J. Rao, D.-W. Duan, and T. Zhu, Sens. Actuators A 148, 33 (2008).
[CrossRef]

Feng, G.

Fernando, G. F.

V. R. Machavaram, R. A. Badcock, and G. F. Fernando, Sens. Actuators A 138, 248 (2007).
[CrossRef]

Ferreira, L. A.

S. F. O. Silva, O. Frazão, P. Caldas, J. L. Santos, F. M. Araújo, and L. A. Ferreira, Opt. Eng. 47, 054403 (2008).
[CrossRef]

Frazão, O.

S. F. O. Silva, O. Frazão, P. Caldas, J. L. Santos, F. M. Araújo, and L. A. Ferreira, Opt. Eng. 47, 054403 (2008).
[CrossRef]

P. A. R. Tafulo, P. A. S. Jorge, J. L. Santos, F. M. Araújo, and O. Frazão, IEEE Sens. J.1 (2011).

Georgiou, G. E.

Gunther, M. F.

R. O. Claus, M. F. Gunther, A. Wang, and K. A. Murphy, Smart Mater. Struc. 1, 237 (1992).
[CrossRef]

Guo, K.

Han, Y.

Jorge, P. A. S.

P. A. R. Tafulo, P. A. S. Jorge, J. L. Santos, F. M. Araújo, and O. Frazão, IEEE Sens. J.1 (2011).

Kim, M. J.

Lee, B. H.

Machavaram, V. R.

V. R. Machavaram, R. A. Badcock, and G. F. Fernando, Sens. Actuators A 138, 248 (2007).
[CrossRef]

Murphy, K. A.

R. O. Claus, M. F. Gunther, A. Wang, and K. A. Murphy, Smart Mater. Struc. 1, 237 (1992).
[CrossRef]

Niver, E.

Noe, K.

Paek, U.

Park, K. S.

Park, S. J.

Rao, Y. J.

Rao, Y.-J.

Y.-J. Rao, D.-W. Duan, and T. Zhu, Sens. Actuators A 148, 33 (2008).
[CrossRef]

Rögener, H.

H. J. Achtermann, T. K. Bose, H. Rögener, and J. M. St-Arnaud, Int. J. Thermophys. 7, 709 (1986).
[CrossRef]

Roman, H.

Santos, J. L.

S. F. O. Silva, O. Frazão, P. Caldas, J. L. Santos, F. M. Araújo, and L. A. Ferreira, Opt. Eng. 47, 054403 (2008).
[CrossRef]

P. A. R. Tafulo, P. A. S. Jorge, J. L. Santos, F. M. Araújo, and O. Frazão, IEEE Sens. J.1 (2011).

Silva, S. F. O.

S. F. O. Silva, O. Frazão, P. Caldas, J. L. Santos, F. M. Araújo, and L. A. Ferreira, Opt. Eng. 47, 054403 (2008).
[CrossRef]

St-Arnaud, J. M.

H. J. Achtermann, T. K. Bose, H. Rögener, and J. M. St-Arnaud, Int. J. Thermophys. 7, 709 (1986).
[CrossRef]

Sun, Y.

Tafulo, P. A. R.

P. A. R. Tafulo, P. A. S. Jorge, J. L. Santos, F. M. Araújo, and O. Frazão, IEEE Sens. J.1 (2011).

Tsai, H.

Wang, A.

X. Wang, J. Xu, Y. Zhu, K. L. Cooper, and A. Wang, Opt. Lett. 31, 885 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

R. O. Claus, M. F. Gunther, A. Wang, and K. A. Murphy, Smart Mater. Struc. 1, 237 (1992).
[CrossRef]

Wang, X.

Wei, T.

Xiao, H.

Xu, J.

Yang, X. C.

Zhu, T.

Zhu, Y.

Appl. Opt. (1)

Int. J. Thermophys. (1)

H. J. Achtermann, T. K. Bose, H. Rögener, and J. M. St-Arnaud, Int. J. Thermophys. 7, 709 (1986).
[CrossRef]

Opt. Eng. (1)

S. F. O. Silva, O. Frazão, P. Caldas, J. L. Santos, F. M. Araújo, and L. A. Ferreira, Opt. Eng. 47, 054403 (2008).
[CrossRef]

Opt. Express (2)

Opt. Lett. (5)

Sens. Actuators A (2)

Y.-J. Rao, D.-W. Duan, and T. Zhu, Sens. Actuators A 148, 33 (2008).
[CrossRef]

V. R. Machavaram, R. A. Badcock, and G. F. Fernando, Sens. Actuators A 138, 248 (2007).
[CrossRef]

Smart Mater. Struc. (1)

R. O. Claus, M. F. Gunther, A. Wang, and K. A. Murphy, Smart Mater. Struc. 1, 237 (1992).
[CrossRef]

Other (1)

P. A. R. Tafulo, P. A. S. Jorge, J. L. Santos, F. M. Araújo, and O. Frazão, IEEE Sens. J.1 (2011).

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 (6)

Fig. 1
Fig. 1

Experimental setup, sensing head longitudinal image and hollow-core rod cross-section image.

Fig. 2
Fig. 2

Spectral response of the FP for three different cavity lengths.

Fig. 3
Fig. 3

Spatial frequency spectra for three different cavity lengths.

Fig. 4
Fig. 4

Spatial frequency variation with cavity length for three different order modes.

Fig. 5
Fig. 5

Temperature response of the sensing head. Inset 1 (top left), low temperatures response; inset 2 (bottom right), high temperatures response.

Fig. 6
Fig. 6

Response of the sensing head to refractive index variation. Inset, pressure response of the FP cavity.

Equations (2)

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

ξ = 1 λ 0 2 Δ m eff L .
Δ λ = 0.006 T 2 + 1.868 × 10 5 T + 1556.373.

Metrics