Optiska fibrer med 2D/grafen-coating, för krävande sensortillämpningar

Avancerade coatingmaterial är avgörande för optiska fibrers prestanda och tillförlitlighet i tillämpning. För de flesta tillämpningar används standardbeläggningar som akrylat eller polyimid, vilka ger ett bra skydd mot mekanisk och kemiska påverkan. För tillämpningar upp till 300°C är polyimid-belagda fiber industristandard.

I det här projektet har vi utvecklat metoder för att belägga långa längder av optisk fiber med nanokompositmaterial (NC) bestående av grafen/polyimid. Flera egenskaper hos de belagda fibrerna visade sig vara intressanta för sensortillämpningar, vilket validerades i projektet.

• De NC-belagda fibrerna är något mer robusta vid höga temperaturer (>400C) i luft, och behåller sin styrka längre än standard polyimidfiber.
• NC-beläggningen är elektriskt ledande (kOhm/cm), vilket kan nyttjas för att tex värma fibern.
• De NC-belagda fibrerna har betydligt mindre fuktinducerad töjning än standard polyimidfibrer. Detta är speciellt viktigt för FBG-sensorer i fuktiga miljöer.  

Projektet har för första gången visat produktion av långa längder optiska fibrer med polyimidbeläggning med grafen och grafenoxidpartiklar. Ytterligare utveckling av denna och andra nanokompositbeläggningar pågår hos RISE. Kontakta oss om du är intresserad av att samarbeta inom området!

Läs mer i publikationer från projektet: 

• Hey Tow, K., et al., "Graphene-material based nanocomposite-coated optical fibres: a multi-functional optical fibre for improved distributed sensing performance in harsh environment", Journal of Lightwave Technology, 2024 (link).
• Hey Tow, K., et al., "Nanocomposite-coated optical fibres for improved distributed sensing performance in harsh environment", 28th International Conference on Optical Fiber Sensors. 2023 (link). 

Projektet var finansierat (2021-05094) av det svenska strategiska innovationsprogrammet SIO Grafen, med stöd från Vinnova, Energimyndigheten och Formas.