Sensor basado en guía de onda de sol-gel para el monitoreo de salud estructural en grandes superficies en el dominio aeroespacial
Autores: Royon, Maxime; Jamon, Damien; Blanchet, Thomas; Royer, François; Vocanson, Francis; Marin, Emmanuel; Morana, Adriana; Boukenter, Aziz; Ouerdane, Youcef; Jourlin, Yves; Evenblij, Rolf; Van Leest, Thijs; de Smet, Marie-Anne; Girard, Sylvain
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Sensor basado en guía de onda de sol-gel para el monitoreo de salud estructural en grandes superficies en el dominio aeroespacial
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Sol-gel
Sensores ópticos
Dominio aeroespacial
Guías de onda
Fotolitografía
Monitoreo de salud estructural
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Se investiga el potencial de los sensores ópticos basados en sol-gel para aplicaciones en el ámbito aeroespacial. Con este fin, se fabrica un sensor de sol-gel de bajo costo y no intrusivo basado en guías de onda, dispuesto como una estructura de matriz 2D, mediante fotolitografía UV para la detección de delaminación y daños. Se seleccionaron dos sol-geles orgánico-inorgánicos diferentes para fabricar el dispositivo fotónico: TiO-SiO y ZrO-SiO, que actúan como el núcleo de la guía de onda y el revestimiento, respectivamente. Se realizó un estudio sistemático para determinar los parámetros de fabricación que controlan sus propiedades. Los resultados muestran que se pueden funcionalizar grandes superficies mediante métodos de sol-gel utilizando el enfoque de escritura láser directa. Las estructuras se caracterizan en términos de índice de refracción, y las propiedades de guía se investigaron a través de simulaciones y experimentos, indicando un excelente comportamiento en cuanto a la guía de luz en una guía de onda recta o en la cuadrícula de la estructura de matriz 2D. Además, las pruebas preliminares muestran que la presencia de impactos se puede detectar fácilmente después de un daño a través de las pérdidas ópticas inducidas en grandes superficies. Este sensor de prueba de concepto es una herramienta prometedora para el monitoreo de la salud estructural. Para lograr el objetivo final, la integración de este sensor fotónico se realizará posteriormente en las alas de los aviones.
Descripción
Se investiga el potencial de los sensores ópticos basados en sol-gel para aplicaciones en el ámbito aeroespacial. Con este fin, se fabrica un sensor de sol-gel de bajo costo y no intrusivo basado en guías de onda, dispuesto como una estructura de matriz 2D, mediante fotolitografía UV para la detección de delaminación y daños. Se seleccionaron dos sol-geles orgánico-inorgánicos diferentes para fabricar el dispositivo fotónico: TiO-SiO y ZrO-SiO, que actúan como el núcleo de la guía de onda y el revestimiento, respectivamente. Se realizó un estudio sistemático para determinar los parámetros de fabricación que controlan sus propiedades. Los resultados muestran que se pueden funcionalizar grandes superficies mediante métodos de sol-gel utilizando el enfoque de escritura láser directa. Las estructuras se caracterizan en términos de índice de refracción, y las propiedades de guía se investigaron a través de simulaciones y experimentos, indicando un excelente comportamiento en cuanto a la guía de luz en una guía de onda recta o en la cuadrícula de la estructura de matriz 2D. Además, las pruebas preliminares muestran que la presencia de impactos se puede detectar fácilmente después de un daño a través de las pérdidas ópticas inducidas en grandes superficies. Este sensor de prueba de concepto es una herramienta prometedora para el monitoreo de la salud estructural. Para lograr el objetivo final, la integración de este sensor fotónico se realizará posteriormente en las alas de los aviones.