Zjawiska pizooptyczne i elastooptyczne w fotonicznych kompozytach polimerowych. zeszyt "fizyka" nr 57 (Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej)

W pracy przedstawiono zwięzłą analizę równocześnie numeryczną, jak i eksperymentalną, zjawisk piezooptycznych i elastooptycznych w fotonicznych kompozytach polimerowych. Do analizy wymienionych zjawisk wykorzystano mikrostrukturalnych światłowodów polimerowych, co w szczególnie przezroczysty sposób uwidoczniło odkształcenia, jakie pojawiają się w kompozycie polimerowym w chwili laminacji. Eksperyment ten ułatwił w wielkim stopniu analizę numeryczną wpływu, jaki wywiera na dowolny światłowód skurcz polimeryzacyjny i umożliwił ocenę stopnia wpływu zjawiska elastooptycznego na mikrostrukturalny światłowód polimerowy, a poprzez to rozróżnienie go od zjawiska piezooptycznego. Przeprowadzona analiza otrzymanych wyników wykazała, iż znaczenie ma także orientacja głównych osi światłowodu względem włókien zbrojenia. W zależności od orientacji światłowodu w fotonicznym kompozycie polimerowym, zjawiska piezooptyczne lub elastooptyczne mogą wzmocnić lub osłabić wpływ skurczu polimeryzacyjnego. Na dodatek istnieje możliwość zmiany charakterystyki włókna światłowodowego - wzmocnienie lub osłabienie czułości światłowodu na wybrany czynnik zewnętrzny. W pracy wykazano na dodatek, że wpływ temperatury na zmianę naprężeń we włóknie światłowodowym ma swoje główne źródło w zjawisku zwanym zwiększalnością grzejną i dotyczy w głównej mierze deformacji kompozytu polimerowego. Analizowane problemy związane z laminacją włókien światłowodowych mogą zostać rozwiązane przez wykorzystanie miękkiej warstwy lakieru pokrywającego światłowód. Zgromadzona wiedza została zastosowana do zaprojektowania hybrydowego czujnika światłowodowego do równoczesnego pomiaru naprężeń i temperatury w kompozycie polimerowym.