T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n Co m pu t i ng   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 ,   p p .   1 058 ~1 0 6 8   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI K A . v 23 i 4 . 26164          1058     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   O pti m i zing  sig na l conv ersio n in  u ni for m  F B G s w ith  InGaAs   pho todetec tors  f o r  m edica l senso rs       T eng k u  E m ri na ldi 1 ,   B a m ba ng   Widi y a t m o k o 2 ,   B un g a   M ey zia 1 ,   Su m ia t y   A m bra n 3 ,   S a k t io t o 1 ,    M o ha m a d Sy a ha di 2 ,   Ag it t a   Ria na ris 2 ,   Dw i H a nto 2   1 D e p a r t me n t   o f   P h y si c s,  F a c u l t y   o f   M a t h e mat i c s  a n d   N a t u r a l   S c i e n c e s,  U n i v e r si t a s R i a u ,   P e k a n b a r u ,   I n d o n e si a   2 R e se a r c h   C e n t e r   f o r   P h o t o n i c s ,   N a t i o n a l   R e se a r c h   a n d   I n n o v a t i o n   A g e n c y ,   K S T   B J HA B I B I E,   S o u t h   T a n g e r a n g ,   I n d o n e si a   3 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   S y st e m  En g i n e e r i n g ,   M a l a y si a - Ja p a n   I I T,   U n i v e r si t i   T e k n o l o g i   M a l a y si a ,   K u a l a   L u mp u r ,   M a l a y si a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Mar   16 ,  2 0 2 4   R ev i s ed   A p r   11 ,  2 0 2 5   A cc ep ted   Ma y   10 ,  2025       T h is  stu d y   e x p e rime n tall y   in terro g a tes   th e   sp e c tral  re sp o n se   o f   u n i f o r m   f ib e r  Bra g g   g ra ti n g s  (F B G s)  w it h   v a r y in g   re f l e c ti v it y   le v e ls  o f   3 0 % ,   5 0 % ,   7 0 % ,   a n d   9 0 %   u n d e r  c o n tro ll e d   e n v iro n m e n tal  stim u li .   T h e   o b jec ti v e   is  to   e lu c id a t e   th e   in f lu e n c e   o f   re f lec ti v it y   o n   th e   w a v e len g th   sh if t  b e h a v io r  o f   F BG s   a n d   to   in f o rm   th e   o p ti m a l  in terro g a ti o n   o f   th e se   e lem e n ts  w it h   in d i u m   g a ll iu m   a rse n id e   (In G a A s)  p h o to d e tec to rs  in   h ig h - p e rf o rm a n c e   s e n sin g   s y ste m s.  Util izin g   h ig h - p re c isio n   m e a su re m e n t  p ro c e d u re s  a n d   s p e c ialize d   in stru m e n tatio n ,   th e   e x p e rim e n ts  re v e a led   t h a t  th e   m a g n it u d e   a n d   p a tt e rn   o f   w a v e len g th   sh if ts   a re   sig n if ic a n tl y   in f lu e n c e d   b y   F B G   r e f lec ti v it y .   S p e c if ica ll y ,   lo w e r  re f lec ti v it y   e n h a n c e s  se n siti v it y ,   w h il e   h ig h e r  r e f le c ti v it y   c o n tri b u tes   to   g re a ter  sp e c tral  sta b il it y .   T h e se   f in d in g s  h ig h li g h t   t h e   c r it ica l   ro le  o f   re f lec ti v it y   in   sh a p i n g   th e   sp e c tral  m o d u latio n   c h a ra c teristics   o f   F BG s,   e sta b li sh in g   a   c rit ica l  th e o re ti c a l  f ra m e w o rk   f o r  p re c isio n   o p t ica l  se n so r   s y ste m s.  T h e   o u tco m e s  g iv e   si g n if ica n t  c o n tri b u ti o n s  to   t h e   d e sig n   a n d   c a li b ra ti o n   o f   F B G - b a s e d   se n so rs,  p a rti c u larly   b io m e d ica l  a p p li c a ti o n s  w h e re   p re c isio n   a n d   re sp o n siv e n e ss   a re   p a ra m o u n t.   K ey w o r d s :   Fib er   B r ag g   g r ati n g   I n Ga A s   P h o to d etec to r   R ef lec tiv it y   Un i f o r m   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   B u n g a  Me y zia   Dep ar t m en t o f   P h y s ics,  Fac u lt y   o f   Ma t h e m a tics   a n d   Natu r al  Scien ce s ,   Un i v er s ita s   R ia u   P ek an b ar u ,   I n d o n esia     E m ail:  b u n g a m e y zia @ g m ail. c o m       1.   I NT RO D UCT I O N    Fib er   B r ag g   g r atin g s   ( FB Gs)  h av e  b ec o m e  t h e  m o s t  s i g n if ica n t  tech n o lo g y   a n d   w ell - e s tab li s h ed   u s a g e  in   f ib er   o p tic  s en s o r s .   T h e y   w o r k   b y   cr ea ti n g   p er io d ic  ch an g e s   in   Fib er ’ s   r ef r ac ti v e  in d ex   th r o u g h   p h o to - in s cr ip tio n .   C o m p ar ed   w it h   co n v e n tio n al  s e n s o r s ,   FB Gs  ar e  b en ef icial  d u e  to   th eir   a n ti - elec tr o m a g n etic   in ter f er e n ce ,   li g h t w ei g h t ,   s m all  s ize,   r eu s ab ilit y ,   a n d   ad ap tab ilit y   to   h ar s h   e n v ir o n m e n ts   s u c h   a s   h i g h - te m p er atu r e  v o ltag e  f l u ct u atio n s   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   T h e  k e y   f ac to r   af f ec tin g   t h e  p er f o r m a n ce   o f   FB G  s en s o r   d ev ices  i s   th e  ac cu r ate  d e m o d u latio n   o f   FB G  s en s o r   s ig n al s .   T h e  r ese ar ch   o n   FB G  s en s o r s   u n til  t h e   2 0 0 0 s   p r o m i n e n tl y   s h ar p en ed   o n   s ta n d ar d   o p tical  s en s in g   a n d   f ab r icatio n   o f   g r at in g s   u s i n g   d ir ec t  i n s cr ip tio n   th r o u g h   p ico s ec o n d   laser   p u ls e s   [ 3 ] ,   [ 4 ] ,   in ter f er o m eter   s e t - u p   [ 5 ] ,   an d   a  p h a s e  m as k .   T h er e  is   th e  p r o g r es s i v e  s tan d ar d izatio n   o f   th eir   i n ter r o g atio n   w it h   tu n ab l e  laser s   a n d   lo w - co s t  s p ec tr o m eter s   [ 6 ] .   Mo r e  f ig u r e s   o f   r esea r ch er s   h a v e  s tu d ied   th e  g r ap h   f ib er   o f   Fab r y - P er o t  in ter f er o m etr y   to   d etec t  p h o to d etec to r   s ig n als  [ 7 ] – [ 1 0 ] ,   b u t  t h e  m ater ial  m u s t  b e   o p tim ized ;  m ea n w h ile,   t h e  s ig n a l  d ir ec tio n   e n tire l y   d ep en d s   o n   th e  e f f ec ti v en e s s   o f   th e  m ater ial.   T h is   d ep en d en ce   ca u s ed   th e   s e n s o r   o u tp u t   to   li m it  t h e  d etec tio n   d ir ec tio n   an d   d i f f er e n t  a n g les.   I t  is   n ec es s ar y   to   i m p r o v e  t h e  f i g u r e  o f   s en s o r s   t o   d etec t p h o to d etec to r   s ig n als   at  all  r e f lecti v it y   a n d   lo ca tio n   in   t h e  tr a n s f o r m er .   T h e  s h o r tco m in g   is   t h at  a  w id e  r an g e  o f   p h o to d etec to r   s ig n als  ca n   b e  co v er ed   b y   th e  s e n s o r ’ s   n ar r o w   b a n d w id t h .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l           Op timiz in g   s ig n a l c o n ve r s io n   in   u n ifo r m  F B Gs w ith   I n Ga A s   p h o to d etec to r s   fo r   …  ( Ten g ku   E mri n a ld i )   1059   Ho w e v er ,   r ea l  ex p er i m en tal  m ea s u r e m en t  u s i n g   v ar io u s   FB G  r ef lecti v it y   i s   r ar el y   r ep o r ted   b ec au s e,   till   n o w ,   th eo r etica l  ca lcu latio n   m et h o d s   s u c h   as  co u p led   m o d e  th e o r y   h av e  b ee n   t h e  p r i m ar y   m eth o d s   to   d etec t  th e   r ef lecti v it y   o f   FB G.   P r ev io u s   r esea r ch   co n d u cted   b y   L ei  an d   C h e n   [ 5 ]   h as  u s e d   ca v it y   r in g - d o w n   ( C R D)   s p ec tr o s co p y   tech n o lo g y   to   m ea s u r e  t h e  laser   r eso n ato r   lo s s ,   in clu d i n g   g eo m e tr ic  d if f r ac tio n   lo s s ,   o u tp u t  m ir r o r   lo s s ,   s ca tter in g   lo s s ,   an d   tr an s m i s s i o n   lo s s .   T h e  tr an s m is s io n   lo s s   is   r elate d   to   th e  r ef lecta n ce   o f   th e  ca v it y   m ir r o r ,   w h ic h   ca n   b e  d eter m in ed   w it h   C R D  s p ec tr o s c o p y ,   w h ic h   u s es  th e  r elatio n s h ip   b et w ee n   t h e  r ef lecta n ce   o f   t h e  ca v it y   m ir r o r s   an d   t h e  tr a n s m i s s io n   lo s s   o f   t h e  ca v it y   [ 5 ] .   P r ev io u s l y ,   Go n g   et   a l   [ 1 1 ]   m ea s u r ed   h ig h - r ef lec tan ce   m ir r o r s   u s i n g   C R D  tech n o lo g y   a n d   ac h ie v ed   r ef lecta n ce s   u p   to   9 9 . 9 2 5 %.  Ho w e v er ,   th is   t ak es  to o   m u c h   ti m e   an d   ca u s es  m i s ali g n m e n t  o f   t h e  o p tical  ele m en ts .   T h e  d if f er en t  t y p e s   o f   f ib er   d esi g n ed   w er e  d ev e lo p ed   b y   Mic h elso n   an d   Sa g n ac   in ter f er o m e ter s   [ 1 2 ] – [ 1 4 ] .   Ma n d r el  al s o   d ev elo p ed   FB G  u s in g   t h e  f r eq u en c y   b an d w id th ,   b u t  d if f er en t  r eso n at in g   m o d e s   co v er   t h e  w id e  b an d w id t h   [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ] .  T o   a c c o m p li s h   th is ,   u n if o r m   F B Gs   a r e  d e v e l o p e d   in   c o n ju n c t i o n   w ith   i n d iu m   g a l liu m   a r s en i d e   ( I n GaA s )   p h o t o d e t e c t o r s   t o   am p l if y   th e   s i g n al s   i n   th i s   r e s e a r ch .   T h is   r e s e a r c h   p r es en ts   a   n ew   s o lu t i o n   t o   o u r   r es e a r ch ,   w h i ch   f o cu s e s   o n   th e   in q u i r y   o f   th e   p e ak   B r a g g   w av e   s h if t   c au s e d   b y   th e   c o n v er s i o n   p r o c e s s   w i th   v a r i o u s   r ef l ec t iv i ty .   F B G   s en s o r s   a r e   s t a b le   a n d   r e l ia b l e ,   ex h i b it   l i n e a r   r e s p o n s e s   t o   s en s in g   p ar am et e r s ,   an d   h av e   b e en   u s e d   f o r   v a r i o u s   p a r am e te r s   s u ch   a s   s t r a in ,   v i b r a t i o n ,   p r e s s u r e ,   an d   t em p e r atu r e .   F B G s   w e r e   d e s ig n e d   w ith   s p e c if i c  p a r am et e r s   t o   o p t im i z e   d et e c tio n   [ 1 7 ] .    Ou r   s tu d y   f o cu s ed   o n   f ab r ica tin g   an d   ch ar ac ter izin g   u n if o r m   FB Gs  w i th   co n tr o lled   p ar a m eter s   to   ass es s   th eir   e f f ec tiv e n e s s   i n   o p tical - to - e lectr ical  s i g n a l  co n v er s io n .   Op tical  s ig n al s   w er e  tr an s m itted   t h r o u g h   th e  FB Gs  an d   d etec ted   u s in g   I n Ga A s   p h o to d etec to r s ,   d em o n s tr ati n g   h ig h   s e n s iti v it y   a n d   ac cu r ac y   [ 1 8 ] – [ 2 0 ] .  T h is   s u cc e s s f u l  co n v er s io n   p r o ce s s   w as  cr u cial  f o r   en h an ci n g   t h e  p r ec is io n   a n d   r eliab ilit y   o f   m ed ical  s en s o r s .   B y   e x a m in in g   B r ag g   w av ele n g th   s h if ts   a n d   th e  p er f o r m a n c e  o f   u n i f o r m   FB Gs  w i th   I n Ga As  p h o to d etec to r s ,   th e  r esear ch   es tab lis h es a   s tr o n g   f o u n d atio n   f o r   d ev elo p in g   ad v an ce d   m ed ical  s en s o r   s y s te m s .   A  n o tab le  r esear c h   g ap   r e m ai n s   i n   e x p lo r in g   t h e   d y n a m ics  o f   p ea k   B r ag g   w av e len g t h   s h i f t s   d u r in g   t h e   co n v er s io n   o f   o p tical  s ig n als   in to   elec tr ical  s ig n als,  p ar ticu lar l y   w it h i n   th e  co n te x t  o f   m ed ical  s e n s i n g   tech n o lo g ies.  T h is   s tu d y   ad d r ess es  th a t  g ap   b y   e x te n d in g   p r io r   f i n d in g s .   E ar lier   i n ter r o g atio n s   h a v e   d em o n s tr ated   t h e  u ti lit y   o f   ch i r p ed   FB Gs  in   s tr ai n   d etec tio n ,   r ef lecti n g   th e   ad ap tab ilit y   o f   F B Gs  ac r o s s   v ar io u s   s en s in g   [ 2 1 ] .   Si m ilar l y ,   o th er   w o r k   h as  s h o w n   th a t  u n i f o r m   FB Gs  ca n   e f f ec t iv el y   b e   ap p lied   in   te m p er at u r e  s en s in g ,   e m p h a s izi n g   t h eir   r o le  in   o p tical  s ig n al  tr an s la tio n   [ 2 2 ] .   T h is   p ap er   s h o w ed   th e  k e y   asp ec ts   o f   o u r   r esear ch ,   in c lu d i n g   th e   w o r k   d escr ip tio n ,   th e  ap p r o ac h   u tili ze d   f o r   o p tical - to - elec tr ical  s i g n al   co n v er s io n ,   th e   s ig n i f ica n ce   o f   r esear c h   f o r   m ed ical  s e n s o r   d ev elo p m e n t,  an d   its   r elatio n   to   ex i s ti n g   wo r k s   in   t h e  f ield .   B y   in ter r o g ati n g   th e  p ea k   B r ag g   w a v e  p h e n o m e n o n   u s in g   FB G s   w it h   I n Ga As  p h o to d etec to r s ,   w e  ai m   to   ad v a n c e   s tate - of - th e - ar t  m ed ical  s e n s o r   s y s te m s .       2.   M E T H O D   T h e  ex p er im e n tal  s et - u p   w as  d esig n ed   to   in ter r o g ate  th e  w a v elen g t h   s h i f t  ch ar ac ter i s tic  o f   FB G  w it h   v ar io u s   r e f lecti v it ies,   as  s h o w n   i n   Fi g u r e  1 .   A   co m p r eh e n s i v e  s e t - u p   i n v o l v i n g   s p ec ia lized   eq u ip m e n t  a n d   p r ec is e  m ea s u r e m e n t  tech n iq u es  w as  e m p lo y ed   to   ac cu r atel y   m ea s u r e  an d   an al y ze   th e  w a v ele n g t h   s h i f t,  as   s h o w n   in   T ab le  1 .    FB G  w it h   v ar y i n g   r ef lecti v iti es  w er e  f ab r icate d   u s i n g   esta b lis h ed   tech n iq u e s   [ 2 3 ]   an d   u s ed   as  th e  in j ec tio n   p u ls e  s i g n a l  s o u r ce .   A   t u n ab le  laser   co n tr o ls   te m p er atu r e  to   g ain   th e  p r ec is io n   B r ag g .   T h e  v o ltag e  b et w ee n   0   to   5   V  in   th e  I n Ga As  p h o to d etec to r   w a s   u s ed   to   ac h ie v e  t h e  li n ea r   r esp o n s e  o f   s i g n al  co n v er s io n .   T h e  FB G  p ar am eter s   co u l d   b e  o b s er v ed   in   T ab le  2 .   T h e  FB G  r ef lecti v it y   s tr o n g l y   d ep en d s   o n   th e  later al  ex te n t   o f   FB G.   E ac h   g u id ed   m o d e  h a d   a  d if f er en t sp atia l d is tr ib u tio n   w it h in   t h e  f ib er   co r e  [ 2 4 ] .           Fig u r e  1 .   E x p er i m en tal  s et - u p   o f   in ter r o g ati n g   th e  w a v ele n g t h   s h i f t o f   FB Gs   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 :  1 058 - 1 0 6 8   1060   T ab le  1 .   P r o p o s ed   m ater ials   a n d   eq u ip m e n t   M a t e r i a l   S p e c i f i c a t i o n s   C i r c u l a t o r   D i r e c t   t h e   o p t i c a l   si g n a l   t h r o u g h   t h e   F B G   se n so r   se t - up   F B G   u n i f o r m   R e f l e c t i v i t y   l e v e l s:   3 0 %,   5 0 %,   7 0 %,   9 0 %   I n G a A s   S e l e c t e d   f o r   i t s se n si t i v i t y   t o   i n f r a r e d   w a v e l e n g t h s   L a b V I E W   D a t a   a c q u i s i t i o n   a n d   s i g n a l   p r o c e ssi n g .   P r o v i d e s re a l - t i me   mo n i t o r i n g   a n d   c o n t r o l   D a t a   a c q u i s i t i o n   ( D A Q )   I n t e r f a c e s  w i t h   L a b V I EW   t o   c a p t u r e ,   p r o c e ss,  a n d   st o r e   d a t a   f r o m t h e   p h o t o d e t e c t o r   O p t i c a l   s p e c t r u m a n a l y z e r   ( O S A )   S p e c t r u m   mo n i t o r i n g   I n t e r r o g a t o r   M e a su r e   a n d   i n t e r p r e t   t h e   F B G   w a v e l e n g t h   s h i f t   T u n a b l e   l a se r   so u r c e   ( TL S )   L a s e r   so u r c e       T ab le   2   d em o n s tr ate s   th at  FB G  ex ten d ed   u n i f o r m l y   ac r o s s   t h e  cr o s s - s ec tio n al  ar ea   o f   th e  f ib er   co r e,   ea ch   g u id ed   m o d e  w a s   r ef le cted   eq u all y ,   an d   th e  to tal  r ef lecti v it y   in cr ea s ed .   T h ese  FB G  w er e  p r ec is el y   d esig n ed   an d   f ab r icate d   o n   o p tical  f ib er s   w it h   ac cu r ate  co n tr o l  o v er   th e  g r atin g   p er io d   an d   r ef r ac tiv e  in d e x   m o d u latio n   to   ac h ie v e  th e  p er t in en t r ef lecti v it y   c h ar ac ter is tic s .       T ab le  2 .   Un if o r m   p ar a m eter   F B G   L B   ( n m)   B a n d w i d t h   ( n m)   S L R   ( d B )   R e f l e c t i v i t y   ( %)   F B G   1   1 5 4 9 . 9 7 4   0 . 1 4 7   1 8 . 4 8   30   F B G   2   1 5 4 9 . 9 3 6   0 . 1 7 6   1 4 . 9 9   50   F B G   3   1 5 4 9 . 8 9 5   0 . 2 1 6   1 4 . 1 8   70   F B G   4   1 5 4 9 . 9 6 2   0 . 2 8 4   2 0 . 2 6   90       T h e  p h o to d etec to r s   u s ed   in   th e  in ter r o g ato r   s y s te m   w er e  t y p icall y   d esi g n ed   to   o p er ate  in   t h e  r elev an t   w a v ele n g t h   r a n g e  o f   t h e  FB G  r ef lectio n s .   T h e  p ea k   r esp o n s i v it y   is   ac h ie v ed   w h e n   t h e  p h o t o n   en er g y   s u r p as s es   th e  b an d g ap   en er g y .   Fi g u r e  2   illu s tr ates  a  r es p o n s i v it y   v al u e  o f   I n GaA s   p h o to d etec to r   at  1 . 0 4   A /W .  It   co u ld   ef f icien tl y   co n v er t  t h e  o p tical  p o w er   o f   th e  r ef lec ted   s ig n als in to   co r r esp o n d in g   elec tr ical  c u r r en ts ,   p r o v id in g   a   r eliab le  r ep r esen tatio n   o f   t h e  s p ec tr al  in f o r m a tio n   en co d ed   in   th e  FB G  [ 2 5 ] ,   [ 2 6 ] .           Fig u r e  2 .   R esp o n s i v it y   o f   I n G aAs p h o to d etec to r       An   OS A   w a s   u s ed   to   m o n ito r   th e  w av e len g t h   s h if t  u s in g   h ig h - r e s o lu tio n   s p ec tr al  an al y s i s .   A   t u n ab l e   laser   s o u r ce   ( T L S)  p r o v id ed   a   co n tr o lled   o p tical  s i g n al  i n   1 5 4 3 – 1 5 5 5   n m .   P r ec is e  t u n i n g   o f   T L S  e n s u r es  th at   th e  o p tical  s i g n al  co r r esp o n d s   to   th e  w a v ele n g t h   r a n g e  o f   i n t er est  an d   e n ab les  c h ar ac ter izat io n   o f   t h e  s p ec tr u m   r ef lecte d   b y   t h e  FB G.   T L S  w a s   in te g r ated   in to   a  s y s te m   alo n g s id e  th e  p h o to d etec to r ,   DA Q,   s y s te m ,   an d   L ab VI E W   f o r   s ig n al  p r o ce s s i n g ,   as  s h o w n   i n   F ig u r e  1 .   OS A   w a s   u s ed   to   v er if y   t h e  s p ec tr al   ch ar ac ter is tic s   an d   w a s   n o t  p ar t  o f   th e  m ai n   s y s te m .   T h e  ac q u ir ed   d ata   w er e  an al y ze d   u s i n g   ap p r o p r iate  s ig n a l  p r o ce s s in g   tech n iq u es,  allo w i n g   m ea s u r e m en t  an d   q u an t if ica tio n   o f   t h e  w av e len g t h   s h if ts   ex h ib ited   b y   th e  FB G  w it h   d if f er e n t   r ef lec tiv i ties .       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N    I n   th is   w o r k ,   a  s w ep t  w av e len g th   f r o m   th e  T L S  laser   w a s   u s ed   as  th e  in p u t,  an d   w h e n   th e  lig h t  w as   ir r ad iated   o n to   th e  FB G,   it  w as  tr an s m itted   t h r o u g h   t h e  FB G  an d   d ir ec ted   to   th e  co n v er ter ,   en ab lin g   t h e  o b tain ed   r esu lt s   to   b e  r ea d   b y   D A Q  s y s te m   a n d   L ab VI E W   f o r   th e  DAQ   in ter f ac e.   T h e  u s a g e  o f   th e  D A Q  b e g in s   b y   r ea d in g   t h e  p h o to d etec to r   in p u t v o ltag e,   w h ic h   i s   t h en   co n v e r ted   to   cu r r en t a n d   tr an s f o r m e d   in to   v o lta g e.   T h is   v o ltag e  co u ld   b e  o u tp u t a s   t h e  DAQ ’ s   in p u t v o lta g e  at  t h e  D A Q ’ s   ax i s   o u tp u t c o n n ec to r .   T h is   co n v er ts   o p tical  s ig n al s   in to   elec tr ical  s ig n als a s   a  w a v ele n g th   v er s u s   i n p u t  v o ltag e  cu r v e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l           Op timiz in g   s ig n a l c o n ve r s io n   in   u n ifo r m  F B Gs w ith   I n Ga A s   p h o to d etec to r s   fo r   …  ( Ten g ku   E mri n a ld i )   1061   3 . 1 .     Co nv er t er   s y s t e m   T h e  ele m en ta l  p r in cip le  o f   th i s   co n v er s io n   i s   t h e  p h o to v o lta ic  ef f ec t,  w h er e  in co m i n g   lig h t  in d u ce s   a   v o ltag e  w it h in   a  m ater ial.   I n   th is   ca s e,   t h e  li g h t  f r o m   th e  FB G  w a s   d ir ec ted   in to   a n   I n GaA s   p h o to d etec to r ,   w h ic h   ab s o r b ed   th e  FB G  lig h t  in to   its   I n Ga A s   m ater ial  a n d   g en er ated   a  cu r r en t  p r o p o r t io n al  to   th e  o p tical   p o w er   o f   th e  s ig n al.   T h e  s h i f te d   w av ele n g t h   v ar iatio n s   a f ter   co n v er s io n   ar e  s h o w n   in   T ab le  3 .       T ab le  3 .   P h o to n   to   cu r r en t c o n v er s io n   s p ec tr u m   in   p h o to d ete cto r s   F B G   Δλ b   O p t i c a l   si g n a l   i n   i n t e r r o g a t o r   ( n m)     Δλ b   El e c t r i c a l   s i g n a l   i n   I n G a A s (n m)   F B G   1   0 . 0 2 3 9 2   0 . 0 5 0 1 3   F B G   2   0 . 0 2 2 2 6   0 . 0 2 9 2 6   F B G   3   0 . 0 1 6 2 2   0 . 0 4 2 9 2   F B G   4   0 . 0 1 2 9 8   0 . 0 2 5 8 0       R ef lec tiv it y   w a s   ca lcu lated   f r o m   t h e  FB G  tr an s m is s io n   s p e ctr u m .   O n   th e  co n tr ar y ,   th e  i n ter r o g ato r   u s ed   a n   i n ter f er o m e ter   to   m ea s u r e  r e f lectio n   w it h o u t  tr a n s m i s s io n .   T h e  FB G  p r o d u ce d   th is   s h i f ted   w a v ele n g t h   f r o m   T ab le  3   b ec au s e  o f   p r ec is io n   d etec tio n   f r o m   t h e  i n ter r o g ato r   an d   I n GaA s .   A   li g h t  s o u r c e  ( 1 5 4 9 – 1 5 5 1   nm )  w a s   co u p led   in to   th e  f ib er   to   m ea s u r e  th e  r e f lectio n   s p ec tr u m .   T h e  m ax i m u m   r ef lecta n ce   w a s   ca lcu la ted   f r o m   th e  m in i m u m   tr an s m is s io n   at  t h e  B r ag g   w a v ele n g th .   T h e  a m b ien t  te m p er at u r e  w as  2 6 . 5   °C .   T h e  in ter r o g ato r ’ s  o r ig in al  s p ec tr al  d ata  o b tain ed   b y   ac q u is i tio n   w as  p r ep r o ce s s ed   b y   al g o r ith m ,   ex tr ac tio n   to   r ef lecta n ce   s p ec tr u m ,   an d   i n ter ce p t  to   o b t ain   id ea l  s p ec tr al  d ata.   Ho w ev er ,   it  w as  c h alle n g in g   to   d eter m i n e  t h e  v alu e   o f   th e   co n v er ted   r ef lecta n ce   b e ca u s e  it in cl u d ed   r an d o m   n o is e  d u e  t o   v ar io u s   f ac to r s   s u ch   a s   th e  o p tical  p ath ,   cir cu it,   an d   te m p er atu r e  s y s te m   [ 2 7 ] .   T h e  r ef lecta n ce   o f   FB G  w as  d eter m in ed   b y   th e  s tr e n g th   o f   th e  g r atin g   s tr u ctu r e ’ s   r ef r ac tiv e  in d e x   m o d u latio n .   T h e  f ig u r e  o f   h i g h er   r ef lecta n ce   s i g n if ies  a  m o r e  p r o n o u n ce d   r ef r ac tiv e  i n d ex   m o d u la tio n   w it h in   th e  FB G,   lead i n g   to   a  s tr o n g e r   in ter ac tio n   w it h   e x ter n al   s ti m u li  li k e  s tr ain   o r   te m p er at u r e.   T ab le  3   s h o w s   t h e   n u m b er   o f   w a v elen g t h   s h i f ts   f r o m   t h e  least  r e f lecti v it y ,   w h ic h   w as  s li g h tl y   d ec r ea s e d   s in ce   t h e  w ea k er   r ef lecta n ce   lev el  co r r esp o n d s   to   less   p r o n o u n ce d   g r ati n g   s tr u ctu r e s ,   w h ich   co u ld   r esu l t  in   s m al ler   ch a n g e s   i n   th e  B r ag g   w a v elen g t h   f o r   a  g iv en   s ti m u lu s .   FB Gs  w it h   3 0 %  r ef l ec ta n ce   h ad   a  w ea k er   g r atin g   s tr u ct u r e  an d   ex h ib ited   a  h i g h er   w av ele n g t h   s h if t  d u e  to   th eir   in cr ea s ed   s en s it iv i t y   to   ex ter n al  f ac to r s .   I n   co n tr ast,  th e  FB G  w it h   9 0 %  r ef lecta n ce ,   p o s s es s in g   a  s tr o n g er   g r ati n g   s tr u ct u r e,   m ig h t  e x p er ien ce   a  s m aller   w a v ele n g t h   s h i f t  as   it  w as  less   r esp o n s i v e  to   c h a n g e s   i n   s tr ain   a n d   te m p er atu r e .   T ab le  3   s h o w s   an   FB G  7 0 %  r ef lecta n ce   h ad   a   h ig h er   w av ele n g t h   s h i f t  t h an   5 0 %  r ef lecta n ce   d u e  to   th e  b alan ce   b et w ee n   s e n s iti v it y   an d   s tr en g t h   o f   t h e  g r ati n g   s tr u ct u r e.   7 0 % r ef lecta n ce   co u ld   p r o v id e  a  s u b s ta n tial r esp o n s e  to   ex ter n al  s t i m u li  w h i le  m ain tai n i n g   a  ce r tai n   lev el  o f   s tab ilit y ,   r es u lt in g   i n   a  h ig h er   w av e len g t h   s h i f t c o m p ar ed   to   FB G  w it h   lo w er   r ef lec tiv it y   v ar ia tio n s .   T h e  p r ec is e  m ea s u r e m en t  o f   s m all  w a v ele n g th   s h i f t s   w a s   esp ec ial l y   i m p o r tan t.  R ef le ctiv it y   an d   b an d w id t h   w er e  th e  m ain   p a r a m eter s   th a t  s i g n i f ica n tl y   i m p ac ted   FB G ’ s   ac c u r ac y   a n d   s en s i n g   ca p ab ilit y .   Stra in - i n d u ce d   w a v elen g t h   s h if t  o cc u r ed   as  a  r es u lt  o f   th e   d ef o r m atio n   e f f ec t s   ex er ted   o n   t h e  g r ati n g ,   w h ich   co u ld   b e  m at h e m atica l l y   d escr ib ed   b y   a  s p ec if ic  f o r m u la:     ∆ = (  ( ∆ ) − ∆ )    ( 1 )     wh er e  ∆ε   r ep r esen ts   t h e  s tr ain   v ar iat io n ,   ∆n   co r r esp o n d s   to   th e  r ef r ac ti v e  in d e x   ch a n g e s   d u e  to   s tr ai n ,   λ b   r ep r esen ts   B r ag g   w a v ele n g th ,   an d   n eff   r ep r esen ts   th e   e f f ec ti v e  r ef r ac tiv e  i n d ex .   T ab le   3   also   r ep r esen ts   th e  Δ λ b   s h i f ted   v al u es.  T h is   en ab le s   m o n ito r i n g   B r ag g   p r o p er ty   ch an g e s   d u e   to   m ec h an ical  s tr ain   v ar iat io n s   an d   te m p er at u r e  f lu ct u atio n .   T h e  alter atio n s   in   p ea k   w av elen g t h   v al u es  at   m ax i m u m   i n te n s i t y   e x h i b it  s u b s ta n tial   s p ec tr al  b r o ad en i n g   ar is i n g   f r o m   t h e  s p ec tr a l  r esp o n s e  o f   t h e  p h o to d etec to r   an d   lig h t  d is p er s io n .   C h r o m atic  d is p er s io n   b ec am e  a  s u b s ta n tial  i n f l u e n cin g   f ac to r   d u e  to   v ar iatio n s   in   th e  s p ee d   o f   lig h t  w it h   d if f er e n t  w av ele n g t h s   as  th e y   p r o p ag ated   alo n g   th e   f ib er .   A s   a  r esu lt,   d iv er s e  s p ec tr al  co m p o n en t s   o f   th e  o p tical  s ig n al  r ea ch   t h e   p h o to d etec to r   at   d if f er en t  ti m es,  lead in g   to   b o th   b r o ad en in g   a n d   s h i f ti n g   o f   t h e  w a v ele n g t h   p ea k s .   T h e  s p ec tr al  r esp o n s e  r ep r esen ted   th e  ef f icien c y   o f   th e   p h o to n - to - elec tr o n   co n v er s io n   p r o ce s s .   No n - u n i f o r m   s p ec tr al  r esp o n s e  in   th e  p h o to d etec to r   p r ev en ts   th e   co m p lete  co n v er s io n   o f   all  w a v elen g t h s ,   t h er eb y   r esu lti n g   i n   ch an g es  to   th e  p ea k   w a v ele n g th   o f   th e  elec tr ical   s ig n al.   W h e n   t h e  FB G  p ea k   w a s   d etec ted   u s i n g   a n   i n ter r o g ato r ,   th e  FB G  ex h ib ited   c h a r ac ter is tics   s u c h   a s   te m p er atu r e  s e n s it iv i t y ,   lead i n g   to   s m all  c h an g es  a n d   w a v elen g t h   s h i f ts .   Var iatio n s   i n   te m p er atu r e  ca u s e   th er m a l  ex p a n s io n   an d   co n tr ac tio n   o f   t h e  FB G,   th er eb y   alter in g   t h e  in teg r ati n g   s p a cin g   an d   i n d u c i n g   w a v ele n g t h   s h i f t s   in   t h e  FB G.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 :  1 058 - 1 0 6 8   1062   W av elen g t h   v ar iatio n s   w er e  m ai n l y   ca u s ed   b y   s tr es s - in d u ce d   s h if t s   d u e  to   ap p lied   p r ess u r e  d u r in g   m ea s u r e m e n t.  E n v ir o n m e n tal  f ac to r s   lik e  p r ess u r e  an d   h u m i d it y   also   af f ec ted   th e  FB G ’ s   g r atin g   a n d   s p ec tr al  r esp o n s e.   T h e  in te r r o g ato r   d e tecte d   th e  B r ag g   g r atin g   an d   s h o w ed   a  n ar r o w   r ef lectio n   p ea k .   B ased   o n   th e   g r atin g ,   p er io d ,   an d   r ef r ac tiv e  in d ex ,   t h is   p ea k   i s   s h o w n   i n   Fi g u r e  3 .           Fig u r e  3 .   Op tical  s p ec tr u m   s ig n al       W av elen g t h   s h i f t s   o cc u r r ed   a s   p h o to n s   in ter ac ted   w i th   t h e   FB G,   alter in g   its   r ef r ac tiv e  in d ex   an d   g en er ati n g   elec tr o n - h o le  p air s   in   t h e  I n Ga As  d etec to r .   T o   s u m   u p ,   v ar iatio n s   in   r e f le ctiv it y   co u ld   ca u s e   v ar iatio n s   i n   t h e  a m o u n t  o f   l ig h t  co u p led   i n to   t h e  g r ati n g   s tr u ct u r e,   lead in g   to   in co n s i s ten t   r esp o n s e s   a n d   f l u ctu a tio n s   i n   d etec ted   s i g n a ls .   T h is   r esu lt s   i n   an   er r o r   in   th e  r ef lecta n ce   ca lc u lated   f r o m   th e  tr a n s m i s s io n   s p ec tr u m   o f   t h e  g r ati n g .   T h is   co u ld   co m p licate  t h e  g r atin g   s elec tio n   in   f ib er   laser   d esig n .   Nev er th e less ,   i n   th e   FB G  m ea s u r e m en t  p r o ce s s ,   v a r io u s   f ac to r s   h ad   ce r tai n   e f f ec t s   o n   t h e  s p ec tr u m ,   s u ch   as  f ib er   t y p e,   th e  q u alit y   o f   s p lices,  an d   t h e  test   e n v ir o n m en t.     3 . 2 .     Wa v eleng t h v a ria t io n   T h e  p ea k   w av ele n g t h   v ar iati o n   o f   t h e  u n i f o r m   FB G  w as   in f l u en ce d   b y   p h o to d etec to r   lin ea r it y ,   te m p er atu r e  c h an g es,   r esp o n s iv it y   an d   w a v ele n g th - to - v o lta g e  co n v er s io n .   T h e  ac cu r ac y   o f   th i s   co n v er s io n   d ir ec tl y   af f ec ted   th e  co n s is te n c y   o f   th e  elec tr ical  s ig n al.   An y   n o n - li n ea r it y   i n   th e  p h o to d etec to r   co u ld   ca u s e   w a v ele n g t h   s h i f t s .   T h ese  f ac t o r s   i m p ac ted   th e  r eliab ilit y   o f   th e  FB G  o u tp u t  [ 2 8 ] .   T h e  v a r iatio n s   i n   t h e  p ea k   w a v ele n g t h   o f   th e  u n i f o r m   FB G  af ter   co n v er s io n   w er e  attr ib u ted   to   m u ltip le  f ac to r s ,   in c lu d in g   th e  li n ea r it y   o f   th e  p h o to d etec to r ,   tem p er at u r e  ch an g es,  r esp o n s iv it y ,   a n d   th e   w a v elen g t h - to - v o lta g e  co n v er s io n   p r o ce s s .     T h e   d i v e r s ity   o f   g r a tin g s   w i th   n a r r o w   s p e c t r a l   b an d w i d th s   p r o v i d e d   an   in h e r en t   a d v an t ag e   in   t e r m s   o f   s en s i t iv ity   [ 9 ] ,   [ 2 9 ] .   A   n a r r o w e r   s p e c t r al   b a n d w i d th   in c r e as es   r ef r a c t iv e   in d e x   s en s i ti v i ty ,   f a ci l it a t in g   p r e c is e  d e t e c t i o n   o f   s m a ll   e n v i r o n m en ta l   c h an g es .   F ig u r e   4   s h o w s   th e  c o r r e l a t i o n   b e tw e en   th e   w av ele n g th   an d   p o w e r   in   t h e   u n if o r m   F B G .   T h e   r e f l e c ted   w av e le n g th   r e a ch e d   a b o u t   3 0 %   o f   th e   in c i d en t   p o w e r   a t   th e   B r a g g   w av e l en g th .  T h e   r e f le c t e d   li g h t   p o w e r   d im in is h e d   a s   t h e   w av e le n g t h   d ev i at e d   s ig n if ic an t ly   f r o m   th e   B r ag g   w av el en g th .     I n   Fi g u r e   4 ,   d if f e r en ce s   i n   th e   c u r v es   an d   w av e le n g t h   s h if ts   o f   o p ti c a l   s ig n a ls   w e r e   c o n v e r t e d   i n t o   e l e c t r ic a l   s ig n al s   c au s e d   b y   v a r i o u s   f a ct o r s   d u r i n g   th e   s i g n al   c o n v e r s i o n   p r o c e s s .   T h e   m o s t   im p o r t an t   r e as o n   f o r   t h e  w av el en g th   s h if t  w as   th e  ch a n g e   in   th e  B r ag g   w av el en g th   o f   th e   la s e r   g r a t in g   d u e  t o   a l t e r at io n s   in   th e   ef f e ct iv e  m o d e   i n d ex   c au s e d   b y   m o d u l a ti o n   t e ch n i q u e s   s u ch   a s   d i r e ct   m o d u l a ti o n .   I n   d i r e ct   m o d u l a ti o n ,   a   l as e r   s o u r c e   w as  b i a s e d   n e a r   it s   th r esh o l d ,   d r iv en   b y   a n   e l e ct r i c a l   b i t s t r e am ,   an d   t h e   a p p li e d   cu r r e n t   w as   in c r ea s e d   w el l   a b o v e   th e  l a s e r ’ s   th r es h o l d ,   p r o d u c in g   l ig h t   p u ls es   r e p r e s e n t in g   th e   s ig n a l  m o d u l a ti o n .   T h e   tw o   r a t e   e q u a ti o n s   m u s t  b e   s o l v e d   n u m e r i c al ly .   Du e   t o   th e   l as e r ’ s   lim i t e d   m o d u l a ti o n   b an d w i d th ,   th e   lig h t   p u l s es   d i d   n o t   h av e   s h a r p   r i s in g   an d   f a l lin g   e d g es .   S ig n if i c an t   d e lay s   o c cu r   b e c a u s e   it   t o o k   t im e   f o r   th e   o p t i c a l   p o w e r   t o   r i s e .   Fro m   th e  g r ap h ,   b o th   o f   th e m   h ad   s tr e n g th s   an d   w ea k n e s s es.  9 0 %  r ef lecti v it y   w as  s u itab le  f o r   ap p licatio n s   w h er e  h i g h   s e n s i tiv it y   to   e x ter n al   f ac to r s   w as   d esire d   s in ce   i t  h ad   a  s tr o n g er   in ter ac tio n   w it h   ex ter n al  s ti m u li,  lead in g   to   a  m o r e  p r o n o u n ce d   w a v ele n g th   s h i f t,  w h er ea s   it  also   lea d s   to   a  s m aller   ch a n g e  in   w a v ele n g t h   s h i f t  f o r   a  ce r tain   s ti m u lu s   s in ce   p o s s es s i n g   a  s tr o n g er   g r ati n g   s tr u ct u r e,   w h ich   m ad   a  s m aller   w a v ele n g t h   s h i f t  as  it  w as  les s   r esp o n s iv e  to   ch an g es  li k e  s tr ain   o r   tem p er atu r e.   Hen ce ,   a  lar g er   w a v ele n g t h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l           Op timiz in g   s ig n a l c o n ve r s io n   in   u n ifo r m  F B Gs w ith   I n Ga A s   p h o to d etec to r s   fo r   …  ( Ten g ku   E mri n a ld i )   1063   s h i f t  co m p ar ed   to   h ig h er   r ef le ctiv it y   FB G  in   t h e  3 0 %  r ef lectiv it y .   I ts   m ad e  s u itab le  f o r   ap p licatio n s   w h er e  a   h ig h er   s e n s iti v it y   to   ex ter n a l  f ac to r s   w a s   d esire d ,   m ea n w h i le ,   it  h ad   a  w ea k er   i n ter ac tio n   with   e x ter n al  s ti m u li,   w h ic h   co u ld   r esu l t  in   a  s m alle r   w av e len g t h   s h i f t  co m p ar ed   to   FB Gs  w it h   h ig h er   r ef lecti v it y .   Ho w e v er ,   b ased   o n   th e   g e n er al  p r in cip le s   o f   o p tical  s en s in g   m o n ito r in g ,   a   h i g h er   r e f lecti v it y   o f   9 0 %  w a s   m o r e  b e n ef icial  b ec au s e  it  h ad   t h e  p o ten tial  t o   p r o v id e  a  r eliab le  s ig n al  a n d   s tab ilit y .   H ig h er   r ef lectiv it y   co u ld   en h an ce   th e   in ter ac tio n   w i th   e x ter n a l sti m u li,  lead in g   to   a  m o r e  p r o n o u n c ed   an d   co n s is te n t si g n al  ac q u i s itio n .           Fig u r e  4 .   P ea k   d etec tio n   w it h   I n Ga A s       T h e  v o ltag e  o n   t h e  c u r v e  w a s   r elate d   to   th e  p h o to elec tr ic  ef f ec t.  T h e  w av ele n g t h   o f   a   wav e  co u ld   af f ec t  th e  en er g y   o f   th e  elec tr o n s   e m it ted   b y   th e  w a v e.   A   s y s te m   th a t  m ea s u r ed   th e  in te n s it y   o f   lig h t  u s i n g   p h o to d etec to r s   th at  w er e  s en s i tiv e  to   d if f er en t  w a v ele n g t h s   o f   lig h t.  T h e  p h o to d etec to r s   c o n v er ted   th e  o p tical  s ig n al  i n to   a  cu r r en t  s i g n al,   wh ich   w a s   th e n   co n v er ted   to   a  v o ltag e  s ig n al  u s i n g   a  tr an s - i m p ed a n ce   a m p li f ier .   T h e  v o ltag e  s ig n al s   f o r   ea ch   c u r r en t  d etec tio n   w er e  co m b i n e d   an d   co n v er ted   to   d i g ital  d ata  u s i n g   an   an alo g - to - d ig ital  co n v er ter .   T h e  cu r v e  s h o w ed   th e  Ga u s s ian   p atter n .   T h e  m o s t  p r o m in e n t  Ga u s s ia n   f o r   t h e  b est  FB G   s en s o r   w as sh o w n   b y   u n i f o r m   9 0 % .   T h is   d esig n   o f f er s   o p ti m ized   r ef lectiv i t y   a n d   lo w er   s id elo b e  s tr en g t h ,   th e n   m ak in g   it  id ea l  f o r   s en s in g   ap p licatio n s .   T h e  id ea l  s en s o r   b ased   o n   th e  Gau s s ian   p atter n   r esp e ctiv el y   w as  s h o wn   b y   m a x i m u m   r ef lecti v it y .     3 . 3 .    H um a n hea rt   ra t e  det ec t io n   E x e m p li f y   r esear c h   w a s   t h e   m ea s u r e m en t  o f   th e   h u m an   h ea r t  r ate.   Dete c tio n   o f   m i n u te   s tr ai n   v ar iatio n s   in d u ce s   w a v ele n g t h   s h i f ts   i n   B r ag g   g r ati n g ,   an d   th e  u til izatio n   o f   a  n ar r o w  s p ec tr al  b an d w id t h   en ab les  m o r e  p r ec is e  m ea s u r e m en ts   o f   t h ese   s h i f ts .   T h is   v a l u e  w a s   o b tain ed   a s   t h e  tr an s m i tted   lig h t  d etec t s   t h e  id en tical  w a v elen g t h   as it p as s es th r o u g h   [ 3 0 ] ,   [ 3 1 ] .   A n   ad d itio n al  b en e f it o f   a  n ar r o w   s p ec t r al  b an d w id t h   w as   m iti g ati n g   in ter f er en ce   f r o m   o th er   o p tical  s ig n a ls .   T h e  r ed u ce d   s p ec tr al  b an d w id t h   m i n i m i ze s   th e  p o ten tial f o r   o v er lap   w it h   o th er   o p tical  s ig n als,  t h er eb y   p r eser v in g   t h e  ac cu r ac y   o f   m ea s u r e m e n t s .   I n   ad d itio n ,   th e  n ar r o w   s p ec tr al  b an d w id th   o f   u n i f o r m   FB G  r en d er ed   th e m   les s   v u l n er ab le  to   f ab r icatio n   er r o r s   an d   v ar iatio n s ,   lead i n g   to   m o r e  s tab le  a n d   r ep r o d u cib le  m ea s u r e m e n t s .   T h is   r esear ch   d e m o n s tr ated   th i s   ch ar ac te r is tic,   w h er e  FB G s   w it h   n ar r o w   s p ec tr al  b an d w id t h s   s h o w ed   s u p er io r   s u itab ili t y   as  s e n s o r s   d u e  to   t h eir   h ig h   s e n s it iv i t y ,   e x ce lle n t   s tab ilit y ,   a n d   m i n i m al  i n ter f er en ce   [ 3 2 ] .    T h e  m ea s u r e m e n t  o f   ca r d iac  p u ls atio n   co u ld   b e  ascer tai n ed   b y   as s ess in g   t h e  w a v ele n g th   m ag n it u d e  in   th r ee   d is tin c t  s tates  o f   ac tiv i t y ,   n a m el y   m o t io n les s n ess ,   a m b u latio n ,   an d   s p r in ti n g   [ 2 4 ] ,   [ 2 9 ] .   C o n s eq u e n tl y ,   w a v ele n g t h   m a g n i tu d e  co u ld   b e  co n v er ted   in to   a  v o lta g e  v a lu e  t h r o u g h   a  co n v e r ter   s y s te m   li n k ed   w i th   FB G.   T h e  v o ltag e  r a n g e   e m p lo y ed   s p an n ed   f r o m   ze r o   to   f iv e  v o lt s   to   ac h ie v e  li n ea r it y   i n   t h e  o u t co m e s .   T h u s ,   ea ch   w a v ele n g t h   v al u e  s h o u ld   h av e   p o s s ess ed   a  v o ltag e  m a g n it u d e  p r o p o r tio n ate  t o   th e  ab o v e  r an g e.   FB G  s en s o r s   w er e  u s ed   to   m o n ito r   h ea r t  r ate  d u r in g   ex er ci s e,   as  th e y   w er e  i m m u n e  to   elec tr o m a g n etic  in te r f er en ce ,   as  s h o w n   in   F ig u r e  5 .   T h e  h i g h e s t  h ea r t  r ate  d etec tio n   o f   FB G  in   h u m a n s   w h e n   r u n n i n g   w as  s h o w n   b y   t h e  b lu e   g r ap h   in   Fig u r e  6 .   I t  w as  ca u s ed   b y   ca r d io v ascu lar   ex er cise  t h at  in cr ea s es  h ea r t  r ate.   Hea r t  r ate  w as  a  g o o d   m ea s u r e   b ec au s e  it  in d icate d   a  h i g h er   lev el  o f   p h y s ical  ac ti v it y .   T h e  p ea k   f l u ct u atio n s   th a t  o cc u r r ed   w h e n   r u n n i n g   w h e n   d etec tin g   h ea r t r ate  w it h   FB G  w er e  d u e  to   ca r d io v asc u lar   d r if t.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 :  1 058 - 1 0 6 8   1064   C ar d io v asc u lar   d r if t  r ef er r ed   t o   th e  n atu r al  in cr ea s e  in   h ea r t  r ate  w h e n   r u n n i n g   w it h   litt le  o r   n o   ch an g e   in   p ac e.   T h e  in cr ea s e  i n   h ea r t  r ate  w a s   m ain l y   ca u s ed   b y   th e   n at u r al  in cr ea s e  i n   co r e  b o d y   te m p er atu r e  w h e n   r u n n i n g   [ 2 7 ] ,  w h ic h   ele v ates  th e  h ea r t  r ate  th e  s a m e  w a y   r u n n i n g   in   h o t  co n d itio n s   d o es .   T h er ef o r e,   it  w as   i m p o r tan t  to   u n d er s ta n d   th e  ef f ec t  o f   ca r d iac  d r if t  o n   h ea r t  r ate  d etec tio n   w h e n   u s i n g   h ea r t  r ate  to   m ea s u r e  ea s y   an d   lo n g   r u n s ,   to   tr ain   m o r e  ef f ec ti v el y ,   a n d   to   m a x i m ize  p o ten tial.               Fig u r e  5 .   Hea r t r ate  d etec tio n   Fig u r e  6 .   Hu m a n   h ea r t   r ate   d etec tio n   u s in g   t h e  cu r r en tl y   p r o p o s ed   FB G  s y s te m       T h e  r ed   g r ap h   in   Fi g u r e  6   s i g n if ica n tl y   d ec r ea s ed   to w ar d s   t h e  en d   o f   6 0   s ec o n d s   co m p ar ed   to   th e  less   f l u ctu a tio n   i n   r est in g   h ea r t  r at e  s h o w n   b y   t h e  b lac k   g r ap h   s i n ce   w h en   w alk in g ,   t h e  h ea r t  r ate  in cr ea s e s   as  t h e   b o d y   d e m a n d s   m o r e  o x y g en   a n d   en er g y   to   s u p p o r t  th e  p h y s i ca l  ac tiv it y .   F u r th er m o r e,   th e  h ea r t  r ate  s tab ilize s   to   m ee t  th e  ac ti v it y ’ s   o x y g e n   an d   en er g y   r eq u ir e m e n ts ,   le ad in g   to   a  r elativ el y   co n s i s te n t  h ea r t  r ate  d u r in g   s u s tai n ed   w al k in g .   T o w ar d   th e   en d   o f   6 0   s ec o n d s   o f   w al k in g ,   th e  b o d y   s tar ted   ad ap ti n g   to   th e  ex er cise ,   b ec o m i n g   m o r e  ef f icie n t  i n   o x y g e n   u tili za tio n   an d   en er g y   p r o d u ctio n .   I t  ca u s ed   a  s li g h t  d e cr ea s e  in   h ea r t  r ate  as  th e   b o d y   ad j u s t s   to   t h e  w o r k lo ad .   T h e  b lack   o n e  r e f lecte d   t h e  b aseli n e  ca r d io v asc u lar   ac ti v it y   w h en   th e  b o d y   w a s   at  r est  an d   n o t  u n d er   p h y s ical  s tr ess .   I t  h ad   less   f l u ct u ati o n   s in ce   m in i m al  e x ter n al  f ac t o r s   in f l u en ce d   h ea r t   r ate  v ar iab ilit y ,   m ak i n g   it   m o r e  s tab le  t h an   w h en   e n g ag in g   i n   p h y s ical  ac ti v itie s   li k e  w a k i n g .   T h e  w a v ele n g t h   s h i f t  i n   th is   ex p er ie n ce   g e n e r all y   af f ec ted   th e  g r ati n g   s tr u ctu r e ’ s   r e f r ac tiv e  i n d ex   m o d u latio n   d u e  to   th e   in ter ac tio n   b et w ee n   li g h t  w a v es a n d   th e  g r atin g   s tr u ct u r e.   I n teg r atio n   o f   FB Gs,  a s   d escr i b ed   in   Fi g u r e  6   f o r   h ea r t  r ate   d etec tio n ,   h o ld s   p r o m i s i n g   i m p licatio n s   f o r   h ea lt h ca r e  m o n ito r in g .   T h e  n o n - in v a s iv e  n at u r e  o f   FB G - b ased   s e n s i n g   a n d   th e  ab ili t y   to   d etec t  h ea r t  r ate  w it h   h ig h   ac cu r ac y   a n d   r eliab ilit y   m a k e  it  a  v al u ab le  to o l  f o r   ca r d io v ascu lar   ass es s m e n ts .   T h e  r ea l - ti m e  m o n ito r i n g   ca p ab ilit i e s   o f   FB Gs,  co m b in ed   w it h   t h eir   co m p atib ilit y   w i th   w ea r ab le  d ev ice s ,   en ab le  co n tin u o u s   h ea r t  r ate  tr ac k in g ,   p o ten tia ll y   lead in g   to   ea r l y   d etec tio n   o f   c ar d io v ascu lar   ab n o r m alitie s   a n d   i m p r o v ed   p atien t  ca r e.     3 . 4 .    Adv a nt a g es a nd   dis a dv a nta g es   T h e  o p tical - to - elec tr ical  s ig n al  co n v er s io n   m et h o d   u s i n g   I n Ga A s   p h o to d etec to r s   in   F B Gs  o f f er s   s ev er al  s ig n i f ica n t  ad v a n ta g es .   On e  o f   its   m ai n   s tr en g th s   i s   i ts   h ig h   s e n s iti v it y   to   w av e len g th   s h i f ts ,   allo w i n g   p r ec is e  d etec tio n   o f   p h y s ic al  ch an g es  s u c h   as  te m p er atu r e  o r   p r ess u r e  [ 2 8 ] .   A d d itio n all y ,   I n Ga As  p h o to d etec to r s   h av e  a  b r o a d   s p ec tr al  r esp o n s e  w it h in   t h e  n e ar - in f r ar ed   w a v elen g t h   r an g e,   m ak in g   th e m   h ig h l y   s u itab le  f o r   m ed ical  ap p licati o n s   li k e  r ea l - ti m e  b o d y   co n d itio n   m o n ito r i n g .   T h e  s p ec tr al  r esp o n s e  o f   t h es e   p h o to d etec to r s   d e p en d s   o n   th e  n u m b er   o f   p h o to n s   ca p tu r ed   an d   co n v er ted   to   elec tr o n s ,   w it h   q u an t u m   e f f icie n c y   p lay in g   a  cr u c ial  r o le  in   t h i s   p r o ce s s .   T h is   f le x ib ilit y   a n d   s e n s it iv i t y   m a k e  t h e  m e th o d   id ea l  f o r   o p tical  s en s o r   ap p licatio n s   in   v ar io u s   m o n ito r in g   s y s te m s .   Ho w e v er ,   th e  m et h o d   also   h as  ce r tain   l i m itatio n s .   O n e  p r i m ar y   c h alle n g e  is   i ts   s u s ce p tib ilit y   to   en v ir o n m e n tal  n o is e,   af f ec ti n g   s ig n al  co n v er s io n   ac c u r ac y ,   p ar ticu lar l y   i n   ap p licatio n s   r eq u ir in g   h i g h   p r ec is io n   [ 3 3 ] .  A d d itio n all y ,   d ir t y   o r   co n ta m i n ated   g r ati n g s   ca n   o b s tr u ct  p h o to n   d etec tio n ,   r ed u cin g   t h e  s y s te m ’ s  s en s iti v it y   a n d   co m p licatin g   a cc u r ate  s ig n al  co n v er s io n .   F u r th er m o r e,   f l u ct u atio n s   in   eq u i p m e n t  te m p er at u r e   ca n   i n tr o d u ce   m o d e  lo o p in g ,   l ea d in g   to   in co n s i s ten c ies  i n   t h e  o p tical  p ath   a n d   i m p ac ti n g   s en s o r   p er f o r m a n ce .   T h is   d ep en d en ce   o n   ex ter n al  f ac to r s   n ec es s itate s   b etter   co n tr o l  to   ac h iev e  m o r e  co n s is te n t  r esu lts .   A lt h o u g h   th e  h ig h   s en s iti v it y   i s   a  co n s id er ab le  ad v an ta g e,   f u r t h er   o p tim izatio n   is   s til l  r eq u ir ed   to   m i tig ate  t h e  i m p ac t  o f   u n co n tr o llab le  en v ir o n m en ta l v ar iab les.       4.   CO NCLU SI O N    Ou r   f in d i n g s   r e v ea led   a  co r r elatio n   b et w ee n   FB G  r ef lecti v it y   a n d   w av ele n g th   s h i f ts ,   i n d ic atin g   t h at   r ef lecti v it y   v ar iatio n s   af f ec t  th e  r ef lecte d   w a v ele n g t h   d etec ted   b y   th e  p h o to d etec to r .   T h is   w as  m ea s u r ed   as  a  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l           Op timiz in g   s ig n a l c o n ve r s io n   in   u n ifo r m  F B Gs w ith   I n Ga A s   p h o to d etec to r s   fo r   …  ( Ten g ku   E mri n a ld i )   1065   v o ltag e   s h i f t,   d e m o n s tr ati n g   p h o to n - to - c u r r en t   co n v er s io n   d em o n s tr ated   ac r o s s   d i f f er e n t  r e f lectiv it y   lev el s .   T h e   s y s te m   s u cc ess f u ll y   d etec ted   h ea r t  r ate  b y   m ea s u r i n g   th e  r e f lecte d   li g h t  i n to   v o ltag e,   w h i ch   w as  t h e n   f i lter ed ,   a m p li f ied ,   an d   an al y ze d .   T h ese  f in d in g s   en h a n ce   u n d er s tan d in g   o f   r ef lecti v it y - d ep e n d en t   b eh av io r   in   FB Gs,  aid in g   o p tical  s i g n al  p r o ce s s i n g ,   h ea lt h ca r e,   an d   co m m u n i ca tio n s .   Gr ap h s   i llu s tr ated   h o w   FB G  r ef lecti v it y   m o d u late s   w a v ele n g th   s h i f ts .   Fu t u r e  r esear ch   s h o u ld   ex p lo r e  en v ir o n m e n tal  f ac to r s   li k e  p r ess u r e  an d   h u m id it y   f o r   FB G  s tab ilit y   a n d   p er f o r m an ce   i m p r o v e m e n ts ,   esp ec iall y   i n   p r ec is e  m ed ical  ap p licatio n s .   A d v a n ce d   n o is e   r ed u ctio n   a n d   s i g n al  p r o ce s s i n g ,   p o ten tiall y   u s i n g   m ac h i n e   lear n i n g ,   co u ld   m i tig a te  en v i r o n m e n tal  n o is e  a n d   o p tim ize  s e n s o r   s tab i lit y .       ACK NO WL E D G M E NT S   W e  w o u ld   lik e  to   ex p r ess   o u r   s in ce r e  g r atit u d e  to   th e  Min i s tr y   o f   E d u ca tio n   a n d   C u lt u r e ,   Gen er al  Dir ec to r ate  o f   Hi g h er   E d u ca tio n   f o r   th eir   g e n er o u s   s u p p o r t  o f   th is   r esear ch   a n d   al s o   to   B R I N  f o r   th e  L ab o r ato r y   f ac ilit ies  u s ed   f o r   th i s   r esear c h .   Ou r   t h an k s   g o   to   L P P M  Un i v er s it y   o f   R ia u   f o r   t h e  s o u r ce   o f   f u n d in g   e n ab lin g   u s   to   co n d u c t  th e  e x p er i m e n ts ,   p r o v id ed   u n d er   r esear ch   co n tr ac t  n u m b er   1 4 0 6 /UN. 1 9 . 5 . 1 . 3 /PT . 0 1 . 0 3 /2 0 2 1 .   W e  ar e  tr u l y   g r ate f u l  to   t h e  L ab o r ato r y   o f   P las m a   an d   P h o to n i cs  a t  FMI P A   U n iv er s it y   o f   R iau   f o r   ad v an ci n g   s cien t if ic  r esear c h   i n   th e  f ield   o f   o p tical - to - e lectr ical  s i g n a l c o n v er s io n   f o r   m ed ical  ap p licat io n s .       F UNDIN G   I NF O RM AT I O N   T h is   r esear ch   w as  s u p p o r ted   b y   “ D ir ek to r a t  R is et  d a n   P en g a b d ia n   ke p a d a   Ma s ya r a k a t   ( DR P M) ” .  T h e   p r o j ec t  w a s   f u n d ed   u n d er   g r an t  n u m b er :   1 4 0 6 /UN. 1 9 . 5 . 1 . 3 / PT . 0 1 . 0 3 / 2 0 2 1 .   T h e  au th o r s   w o u ld   lik e  to   th an k   B ad an   R is et  Na s io n al  ( B R I N)   f o r   p r o v id in g   t h e  n ec e s s ar y   la b o r ato r y   s u p p o r t to   co m p lete  t h is   r esear c h .       AUTHO R  CO NT RIB UT I O NS ST A T E M E NT   T h is   j o u r n al  u s e s   th e  C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT )   to   r ec o g n ize  in d i v id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au t h o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co lla b o r atio n .     Na m e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   T en g k u   E m r i n ald i   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓   ✓       ✓           B am b a n g   W id iy at m o k o     ✓         ✓   ✓   ✓     ✓           B u n g a  Me y zia     ✓     ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓     ✓     Su m iat y   Am b r a n         ✓   ✓   ✓         ✓           Sak tio to           ✓   ✓         ✓     ✓   ✓   ✓   Mo h a m m ad   S y ah ad i       ✓     ✓           ✓           Ag itta  R ia n ar is       ✓     ✓           ✓           D w i H an to     ✓       ✓       ✓     ✓     ✓         C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y si s   I   :    I n v e st i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i si o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     T h e  au th o r s   d ec lar e  th at  th e y   h av e  n o   k n o w n   co m p eti n g   f i n an cial  i n ter ests   o r   p er s o n al  r elatio n s h ip s ,   id eo lo g ical  th at  co u ld   h a v e  i n f lu en ce d   t h e  w o r k   r ep o r ted   in   t h is   p ap er .   T h er e  ar e  n o   co n f lic ts   o f   i n ter est  r elate d   to   th e  r esear ch   p r esen ted   i n   th i s   m a n u s cr ip t.       DATA AV AI L AB I L I T Y    T h e  d ata   th at  s u p p o r t  th e  f in d i n g s   o f   th is   s t u d y   ar e  av ailab le  f r o m   th e  co r r esp o n d in g   au th o r ,   B u n g a  Me y zia   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u est.  Data   av ailab il it y   is   n o t  ap p licab le  to   th is   p ap er   as  n o   n ew   d a ta  w er e  cr ea ted   o r   an al y ze d   i n   th is   s t u d y .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 :  1 058 - 1 0 6 8   1066   RE F E R E NC E S   [ 1 ]   J .   Y a n g   e t   a l . ,   “ F a s t   a n d   H i g h - P r e c i s i o n   S h a p e   S e n s i n g   B a s e d   o n   D u a l - C o m b   F i b e r   B r a g g   G r a t i n g   A r r a y   D e m o d u l a t i o n , ”   J .   L i g h t .   T e c h n o l . ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / J L T . 2 0 2 4 . 3 4 5 1 0 5 3 .   [ 2 ]   Y .   Y u ,   B .   L i u ,   a n d   F .   X i a ,   “ D e s i g n   o p t i m i z a t i o n   o f   s e n s i t i v i t y - e n h a n c e d   s t r u c t u r e   f o r   f i b e r   B r a g g   g r a t i n g   a c o u s t i c   e m i s s i o n   s e n s o r   b a s e d   o n   a d d i t i v e   m a n u f a c t u r i n g , ”   S e n s o r s ,   v o l .   2 2 ,   n o .   2 ,   p .   4 1 6 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   h t t p s : / / d o i . o r g / 1 0 . 3 3 9 0 / s 2 2 0 2 0 4 1 6 .   [ 3 ]   B .   L i   e t   a l . ,   “ F e m t o s e c o n d   l a s e r   3 D   p r i n t e d   m i c r o   o b j e c t i v e   l e n s   f o r   u l t r a t h i n   f i b e r   e n d o s c o p e , ”   F u n d a m .   R e s . ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . f m r e . 2 0 2 2 . 0 5 . 0 2 6 .   [ 4 ]   R .   G u o ,   P .   Z h o u ,   W .   Z h a n g ,   H .   S o n g ,   a n d   S .   L i u ,   “ S t u d y   o n   t h e   T h e r m a l   R a d i a t i o n   C h a r a c t e r i s t i c s   o f   T u n g s t e n   S u r f a c e   G r a t i n g   S t r u c t u r e s   P r e p a r e d   b y   F e m t o se c o n d   L a s e r   D i r e c t   W r i t i n g , ”   C o a t i n g s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   8 ,   p .   1 0 4 5 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / c o a t i n g s 1 4 0 8 1 0 4 5 .   [5 ]   W .   L e i   a n d   H .   C h e n ,   “ R e f l e c t i v i t y   m e a s u r e m e n t   o f   f i b e r   B r a g g   g r a t i n g   b y   c a v i t y   r i n g - d o w n   s p e c t r o s c o p y   t e c h n i q u e , ”   O p t i k   ( S t u t t g ) . ,  v o l .   1 7 2 ,   p p .   5 2 6 – 5 3 0 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j l e o . 2 0 1 8 . 0 7 . 0 6 3 .   [ 6 ]   J .   E .   G ó me z - C o r r e a   e t   a l . ,   “ R o a d m a p   o n   A d v a n c e s   i n   V i s u a l   a n d   P h y s i o l o g i c a l   O p t i c s , ”   a r X i v   P r e p r .   a r X i v 2 4 1 1 . 1 4 6 0 6 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 4 8 5 5 0 / a r X i v . 2 4 1 1 . 1 4 6 0 6 .   [ 7 ]   B .   S a r k a r ,   D .   K .   M i s h r a ,   C .   K o l e y ,   N .   K .   R o y ,   a n d   P .   B i s w a s ,   “ I n t e n s i t y - mo d u l a t e d   f i b e r   B r a g g   g r a t i n g   s e n s o r   f o r   d e t e c t i o n   o f   p a r t i a l   d i s c h a r g e s   i n s i d e   h i g h - v o l t a g e   a p p a r a t u s , ”   I E E E   S e n s .   J . ,   v o l .   1 6 ,   n o .   2 2 ,   p p .   7 9 5 0 – 7 9 5 7 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / J S E N . 2 0 1 6 . 2 6 0 8 7 4 3 .   [ 8 ]   S .   K a n a k a m b a r a n ,   R .   S a r a t h i ,   a n d   B .   S r i n i v a s a n ,   “ I d e n t i f i c a t i o n   a n d   l o c a l i z a t i o n   o f   p a r t i a l   d i s c h a r g e   i n   t r a n s f o r m e r   i n s u l a t i o n   a d o p t i n g   c r o s s   r e c u r r e n c e   p l o t   a n a l y s i s   o f   a c o u s t i c   s i g n a l s   d e t e c t e d   u s i n g   f i b e r   B r a g g   g r a t i n g s , ”   I E E E   T r a n s .   D i e l e c t r .   E l e c t r .   I n s u l . ,   v o l .   2 4 ,   n o .   3 ,   p p .   1 7 7 3 – 1 7 8 0 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T D EI . 2 0 1 7 . 0 0 6 4 0 7 .   [ 9 ]   H .   K w o n ,   S .   K i m ,   a n d   D .   K i m ,   “ F i b e r - o p t i c   s t r a i n   s e n s o r   b a s e d   o n   F B G   a n d   I n G a A s   p h o t o d i o d e   f o r   s t r u c t u r a l   h e a l t h   m o n i t o r i n g   o f   w i n d   t u r b i n e   b l a d e s , ”   I E E E   S e n s .   J . ,   v o l .   2 0 ,   n o .   2 0 ,   p p .   1 1 9 0 8 – 1 1 9 1 6 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / J S E N . 2 0 2 0 . 3 0 1 6 2 8 3 .   [ 1 0 ]   N .   A .   U s h a k o v   a n d   L .   B .   L i o k u m o v i c h ,   “ M u l t i p l e x e d   e x t r i n s i c   f i b e r   F a b r y – P e r o t   i n t e r f e r o me t r i c   s e n s o r s:   r e s o l u t i o n   l i m i t s , ”   J .   L i g h t .   T e c h n o l . ,   v o l .   3 3 ,   n o .   9 ,   p p .   1 6 8 3 – 1 6 9 0 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / J L T . 2 0 1 5 . 2 3 9 6 2 0 1 .   [ 1 1 ]   Z .   G o n g   e t   a l . ,   “ W e a r a b l e   f i b e r   o p t i c   t e c h n o l o g y   b a s e d   o n   s m a r t   t e x t i l e :   A   r e v i e w , ”   M a t e r i a l s   ( B a s e l ) . ,   v o l .   1 2 ,   n o .   2 0 ,   p .   3 3 1 1 ,   2 0 1 9 ,  d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / m a 1 2 2 0 3 3 1 1 .   [ 1 2 ]   Q .   S o n g   e t   a l . ,   “ I m p r o v e d   l o c a l i z a t i o n   a l g o r i t h m   f o r   d i s t r i b u t e d   f i b e r - o p t i c   s e n s o r   b a s e d   o n   m e r g e d   M i c h e l s o n - S a g n a c   i n t e r f e r o me t e r , ”   O p t .   E x p r e s s ,   v o l .   2 8 ,   n o .   5 ,   p p .   7 2 0 7 – 7 2 2 0 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 3 6 4 / O E . 3 8 4 7 2 8 .   [ 1 3 ]   J .   M .   L u k e n s ,   N .   A .   P e t e r s ,   a n d   R .   C .   P o o se r ,   “ N a t u r a l l y   s t a b l e   S a g n a c – M i c h e l s o n   n o n l i n e a r   i n t e r f e r o m e t e r , ”   O p t .   L e t t . ,   v o l .   4 1 ,   n o .   2 3 ,   p p .   5 4 3 8 – 5 4 4 1 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 3 6 4 / O L . 4 1 . 0 0 5 4 3 8 .   [ 1 4 ]   J .   C h e n g ,   Q .   S o n g ,   H .   P e n g ,   J .   H u a n g ,   H .   W u ,   a n d   B .   J i a ,   “ O p t i m i z a t i o n   o f   V G G 1 6   a l g o r i t h m   p a t t e r n   r e c o g n i t i o n   f o r   s i g n a l s   o f   M i c h e l s o n – S a g n a c   i n t e r f e r e n c e   v i b r a t i o n   s e n s i n g   s y s t e m , ”   i n   P h o t o n i c s ,   M D P I ,   2 0 2 2 ,   p .   5 3 5 .   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / p h o t o n i c s 9 0 8 0 5 3 5 .   [ 1 5 ]   M .   G h o r a t ,   G .   B .   G h a r e h p e t i a n ,   H .   L a t i f i ,   M .   A .   H e j a z i ,   a n d   A .   L a y e g h i ,   “ P a r t i a l   d i s c h a r g e   a c o u s t i c   e m i s s i o n   d e t e c t o r   u s i n g   m a n d r e l - c o n n e c t e d   f i b e r   B r a g g   g r a t i n g   s e n s o r , ”   O p t .   E n g . ,   v o l .   5 7 ,   n o .   7 ,   p .   7 4 1 0 7 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 1 7 / 1 . O E . 5 7 . 7 . 0 7 4 1 0 7.   [ 1 6 ]   M .   P i s c o ,   D .   D a r w i c h ,   A .   Y o u s s e f ,   H .   Z a r a k e t ,   a n d   A .   C u s a n o ,   “ F i b e r   B r a g g   g r a t i n g   i n t e r r o g a t i o n   sy s t e m  b a s e d   o n   t h e   l a s e r   w a v e l e n g t h   m o d u l a t i o n   i n   a   d i g i t a l   s u p e r m o d e - d i s t r i b u t e d   B r a g g   r e f l e c t o r   l a se r , ”   J .   L i g h t .   T e c h n o l . ,   v o l .   4 1 ,   n o .   2 ,   p p .   6 8 4 – 6 9 4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / J L T . 2 0 2 2 . 3 2 1 6 2 6 8 .   [ 1 7 ]   H .   T .   T u n g ,   N .   L e   T h a i ,   M .   H .   N .   T h i ,   a n d   H .   T .   T h i e n ,   “ T h e   d e s i g n   a n d   o p t i c a l   p r o p e r t i e s   o f   o r t h o s i l i c a t e   p h o s p h o r - b r e d i g i t e - l i k e   s t r u c t u r e   a s   a   g r e e n   l i g h t   c o m p o n e n t   i n   W L ED   d e v i c e , ”   T E L K O M N I K A   ( T e l e c o m m u n i c a t i o n   C o m p u t .   E l e c t r o n .   C o n t r o l . ,   v o l .   2 2 ,   n o .   2 ,   p p .   4 5 4 – 4 6 1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 2 9 2 8 / t e l k o m n i k a . v 2 2 i 2 . 2 5 2 8 6 .   [ 1 8 ]   D .   H a n t o   a n d   R .   K .   U l a ,   “ C h a r a c t e r i z a t i o n   o f   t r a n s i m p e d a n c e   a m p l i f i e r   a s   o p t i c a l   t o   e l e c t r i c a l   c o n v e r t e r   o n   d e s i g n i n g   o p t i c a l   i n s t r u m e n t a t i o n , ”   i n  J o u r n a l   o f   P h y s i c s :   C o n f e r e n c e   S e r i e s ,   I O P   P u b l i s h i n g ,   2 0 1 7 ,   p .   1 2 0 2 2 .   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 4 2 - 6 5 9 6 / 8 5 3 / 1 / 0 1 2 0 2 2 .   [ 1 9 ]   M .   Y .   R o f i a n i n g r u m ,   Y .   O t a g a k i ,   a n d   H .   M u r a t a ,   “ E l e c t r o - o p t i c   M M I   c o u p l e r   a s   w a v e l e n g t h   d e m u l t i p l e x e r   f o r   a d v a n c e d   S D M   w i r e l e s s - W D M   o p t i c a l   s i g n a l   c o n v e r t e r , ”   T E L K O M N I K A   ( T e l e c o m m u n i c a t i o n   C o m p u t .   E l e c t r o n .   C o n t r o l . ,   v o l .   2 2 ,   n o .   4 ,   p p .   8 2 2 – 8 2 9 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 2 9 2 8 / t e l k o m n i k a . v 2 2 i 4 . 2 5 9 5 0 .   [ 2 0 ]   S .   K u m a r ,   B .   A mr u t u r ,   a n d   S .   A s o k a n ,   “ E v a l u a t i o n   o f   f i b e r   B r a g g   g r a t i n g   s e n s o r   i n t e r r o g a t i o n   u s i n g   I n G a A s   l i n e a r   d e t e c t o r   a r r a y s   a n d   G a u s s i a n   a p p r o x i m a t i o n   o n   e m b e d d e d   h a r d w a r e , ”   R e v .   S c i .   I n s t r u m . ,   v o l .   8 9 ,   n o .   2 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 6 3 / 1 . 5 0 2 2 5 4 8 .   [ 2 1 ]   D .   T o s i ,   “ R e v i e w   o f   c h i r p e d   f i b e r   B r a g g   g r a t i n g   ( C F B G )   f i b e r - o p t i c   s e n s o r s   a n d   t h e i r   a p p l i c a t i o n s , ”   S e n s o r s ,   v o l .   1 8 ,   n o .   7 ,   p .   2 1 4 7 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 1 8 0 7 2 1 4 7 .   [ 2 2 ]   F .   M u m t a z ,   B .   Z h a n g ,   J .   D .   S m i t h ,   R .   J .   O ’ M a l l e y ,   R .   G e r a l d ,   a n d   J .   H u a n g ,   “ U l t r a - F a s t   A n n e a l i n g   I m p r o v e s   S N R   a n d   L o n g - t e r m  s t a b i l i t y   o f   a   H i g h l y   M u l t i p l e x e d   L i n e - by - L i n e   F B G   A r r a y   I n s c r i b e d   b y   F e m t o se c o n d   L a s e r   i n   a   C o r e l e s s   F i b e r   f o r   E x t r e me - T e m p e r a t u r e   A p p l i c a t i o n s , ”   I E E E   T r a n s .   I n s t r u m .   M e a s . ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T I M . 2 0 2 4 . 3 3 7 0 8 0 6 .   [ 2 3 ]   R .   M i n ,   B .   O r t e g a ,   a n d   C .   M a r q u e s ,   “ F a b r i c a t i o n   o f   t u n a b l e   c h i r p e d   m P O F   B r a g g   g r a t i n g s   u s i n g   a   u n i f o r m   p h a s e   m a s k , ”   O p t .   E x p r e s s ,  v o l .   2 6 ,   n o .   4 ,   p p .   4 4 1 1 – 4 4 2 0 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 3 6 4 / O E . 2 6 . 0 0 4 4 1 1 .   [ 2 4 ]   L .   G .   W r i g h t   e t   a l . ,   “ M u l t i m o d e   n o n l i n e a r   f i b e r   o p t i c s :   m a s s i v e l y   p a r a l l e l   n u m e r i c a l   so l v e r ,   t u t o r i a l ,   a n d   o u t l o o k , ”   I E E E   J .   S e l .   T o p .   Q u a n t u m   E l e c t r o n . ,   v o l .   2 4 ,   n o .   3 ,   p p .   1 – 1 6 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / J S T Q E . 2 0 1 7 . 2 7 7 9 7 4 9 .   [ 2 5 ]   K .   P e r e i r a ,   W .   C o i m b r a ,   R .   L a z a r o ,   A .   F r i z e r a - N e t o ,   C .   M a r q u e s ,   a n d   A .   G .   L e a l - J u n i o r ,   “ F B G - b a s e d   t e m p e r a t u r e   s e n s o r s   f o r   l i q u i d   i d e n t i f i c a t i o n   a n d   l i q u i d   l e v e l   e s t i m a t i o n   v i a   r a n d o m   f o r e s t , ”   S e n s o r s ,   v o l .   2 1 ,   n o .   1 3 ,   p .   4 5 6 8 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 1 1 3 4 5 6 8 .   [ 2 6 ]   R .   L a z a r o ,   A .   F r i z e r a - N e t o ,   C .   M a r q u e s ,   C .   E .   S .   C a s t e l l a n i ,   a n d   A .   L e a l - J u n i o r ,   “ F b g - b a s e d   se n s o r   f o r   t h e   a s se s s me n t   o f   h e a t   t r a n s f e r   r a t e   o f   l i q u i d s   i n   a   f o r c e d   c o n v e c t i v e   e n v i r o n m e n t , ”   S e n s o r s ,   v o l .   2 1 ,   n o .   2 0 ,   p .   6 9 2 2 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 1 2 0 6 9 2 2 .   [ 2 7 ]   B .   M e y z i a ,   M .   H a m d i ,   S a k t i o t o ,   a n d   R .   A me l i a ,   “ I m a g i n g   A n a l y s i s   o f   T h r e s h o l d i n g   I m a g e   F i l t e r i n g ,   B r a i n   A b n o r m a l i t i e s   M o r p h o l o g y ,   a n d   D o s e   R e p o r t   C T   S c a n   R e c o r d s , ”   i n   J o u r n a l   o f   P h y s i c s :   C o n f e r e n c e   S e r i e s ,   I O P   P u b l i s h i n g   L t d ,   N o v .   2 0 2 0 .   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 4 2 - 6 5 9 6 / 1 6 5 5 / 1 / 0 1 2 1 5 5 .   [ 2 8 ]   Y .   Y e   e t   a l . ,   “ F l e x i b l e   I n G a A s   P h o t o d e t e c t o r   W i t h   H i g h - S p e e d   D e t e c t i o n   a n d   L o n g - T e r m   S t a b i l i t y , ”   I E E E   J .   S e l .   T o p .   Q u a n t u m   E l e c t r o n . ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / J S T Q E . 2 0 2 4 . 3 3 5 0 4 3 1 .   [ 2 9 ]   R .   R o h a n ,   K .   V e n k a d e s h w a r a n ,   a n d   P .   R a n j a n ,   “ R e c e n t   a d v a n c e m e n t s   o f   f i b e r   B r a g g   g r a t i n g   s e n s o r s  i n   b i o m e d i c a l   a p p l i c a t i o n :   a   r e v i e w , ”   J .   O p t . , v o l .   5 3 ,   n o .   1 ,   p p .   2 8 2 – 2 9 3 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 2 5 9 6 - 0 2 3 - 0 1 1 3 4 - 9.   [ 3 0 ]   M .   A .   R i z a ,   Y .   I .   G o ,   S .   W .   H a r u n ,   a n d   R .   R .   J .   M a i e r ,   “ F B G   s e n s o r s   f o r   e n v i r o n m e n t a l   a n d   b i o c h e m i c a l   a p p l i c a t i o n s — A   r e v i e w , ”   I E E E   S e n s .   J . ,   v o l .   2 0 ,   n o .   1 4 ,   p p .   7 6 1 4 – 7 6 2 7 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / J S E N . 2 0 2 0 . 2 9 8 2 4 4 6 .   [ 3 1 ]   R .   G a o   e t   a l . ,   “ T e m p e r a t u r e   c o m p e n s a t e d   t h r e e - d i m e n s i o n   f i b e r   o p t i c   v e c t o r   m a g n e t i c   f i e l d   s e n s o r   b a s e d   o n   a n   e l l i p t i c a l   c o r e   m i c r o   f i b e r   B r a g g   g r a t i n g , ”   O p t .   E x p r e s s ,   v o l .   2 8 ,   n o .   5 ,   p .   7 7 2 1 ,   F e b .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 3 6 4 / o e . 3 8 4 9 2 6 .   [ 3 2 ]   E .   L i o k u m o v i t c h ,   Z .   G l a s se r ,   L .   S i n g h ,   R .   A b r a m o v ,   a n d   S .   S t e r n k l a r ,   “ O p t o e l e c t r o n i c   c h r o m a t i c   d i s p e r s i o n   i n   g e r m a n i u m   P N   p h o t o d i o d e s :   w a v e l e n g t h   m o n i t o r i n g   a n d   F B G   i n t e r r o g a t i o n , ”   O p t .   L e t t . ,   v o l .   4 6 ,   n o .   1 6 ,   p p .   4 0 6 1 – 4 0 6 4 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 3 6 4 / O L . 4 3 5 1 5 9 .   [ 3 3 ]   H .   D o n g   e t   a l . ,   “ D e s i g n   a n d   S i m u l a t i o n   o f   a   H i g h - R e s p o n s i v i t y   D i e l e c t r i c   M e t a s u r f a c e   S i - B a s e d   I n G a A s  P h o t o d e t e c t o r , ”   i n   P h o t o n i c s ,  M D P I   A G ,   2 0 2 4 ,   p .   9 0 6 .   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / p h o t o n i c s 1 1 1 0 0 9 0 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l           Op timiz in g   s ig n a l c o n ve r s io n   in   u n ifo r m  F B Gs w ith   I n Ga A s   p h o to d etec to r s   fo r   …  ( Ten g ku   E mri n a ld i )   1067   B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Te n g k u   E m r i n a l d i          is  a   S e n i o r  L e c tu re r  a t  th e   P h y sic s  De p a rt m e n t ,   F a c u lt y   o f  M a th e m a ti c s  a n d   Na tu ra l  S c ie n c e s,  Un iv e rsitas   Riau ,   P e k a n b a ru ,   In d o n e sia .   He   w o rk s  o n   m a teria l  p h o to n ics .   He   h a s  p u b li s h e d   m a n y   a rti c les .   His  c u rre n t  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   t h e   f ield   o f   p h o to n ics ,   m a teria ls,  a n d   th e ir  a p p li c a ti o n s.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  ten g k u . e m rin a ld i@lec tu re r. u n ri. a c . id .           B a m b a n g   W i d iy a t m o k o           is  a   S e n io r   e m p lo y e e   a t  th e   Re se a rc h   Ce n ter  f o r  P h o t o n ics ,   Na ti o n a l  Re se a rc h   a n d   In n o v a ti o n   A g e n c y ,   BRIN.  He   c o n d u c ts   re se a rc h   o n   d i o d e   las e rs  a n d   th e ir  a p p li c a ti o n s  in   f ib e r - o p ti c   c o m m u n ica ti o n s,  se n so rs ,   a n d   in str u m e n tatio n .   I n   a d d it i o n ,   h e   a ls o   c o n d u c ts   re se a rc h   o n   las e r  f re q u e n c y   sta n d a rd s  a n d   t h e ir  m e a su re m e n ts.   las tl y   c o n d u c ti n g   re se a rc h   a n d   d e v e lo p m e n t  o f   d isa ste r  in stru m e n tatio n .   He   h a s  p u b li s h e d   m o re   th a n   1 0 0   j o u r n a l   p a p e rs  in   b a sic   a n d   a d v a n c e d   p h o to n ics .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   b a m b a n g . w id i y a t m o k o @b rin . g o . i d .         B u n g a   M e y z ia           i s   a   P h . D .   s t u d e n t   a t   U n i v e r s i t i   T e k n o l o g i   M a l a y s i a   ( UT M ) .   S h e   r e c e i v e d   a   M a s te r ’ s   d e g r e e   f o rm   P h y s i c s   D e p t . ,   F a c u l ty   o f   M a t h e m a ti c s   a n d   N a t u r a l   S c i e n c e s ,   U n i v e rs i t a s  R i a u ,   P e k a n b a r u ,   I n d o n e s i a .   S h e   w o rk s   o n   P l a sm a   a n d   P h o t o n i c s   P h y s i c s .   He r   c u r r e n t   r e se a rc h   i n t e r e s t s   i n c l u d e   t h e   f i e l d   o f   p h o t o n i c s   a p p l i c a t i o n s   s u c h   a s   o p t i c a l   s e n s o r s   a n d   m i c r o w a v e   p l a sm a   a s   c o m m u n i c a t i o n ,   m e d i c a l   p h y s ic s ,   a n d   e l e c tr i c   sy s t e m s .   S h e   c a n   b e   c o n t a c t e d   a t   e m a i l :   b u n g a m e y z i a @ g m a i l . c o m ,   m e y z ia @g r a d u a te . u t m . m y .         S u m ia ty   A m b r a n           i s  a n   A s s o c iate   P r o f e ss o r  a t  M a la y sia - Ja p a n   In tern a ti o n a l  In stit u te   o f   T e c h n o l o g y ,   Un iv e rsi ti T e k n o lo g i  M a lay sia   (U T M ).   S h e   h a s  jo in e d   UT M   sin c e   2 0 0 6   a s  a n   a c a d e m ic  sta ff .   S h e   re c e iv e d   th e   Ba c h e lo r ’ s  d e g re e   in   El e c tro n ics   T e le c o m m u n ica ti o n   f ro m   Un iv e r siti T e k n o lo g i  M a la y sia ,   in   2 0 0 5   a n d   th e   M a ste r ’ s  d e g re e   f ro m   Un iv e rsiti T e k n o lo g i  M a ra ,   in   2 0 0 8 .   S h e   o b tai n e d   h e r  P h D  in   2 0 1 3   f ro m   th e   Op to e lec tro n ics   Re se a rc h   Ce n tre,  Un iv e rsit y   o f  S o u th a m p to n ,   Un it e d   Kin g d o m   in   th e   a re a   o f  p lan a r  i n teg ra ted   o p ti c a l   d e v ice s.  He r  re se a rc h   i n tere sts  in c l u d e   o p ti c a l  se n s o rs,  o p t ica l  tele c o m m u n ica ti o n ,   a n d   ra re - e a rth - d o p e d   o p ti c a l  d e v ice s  f o r  las e r   a n d   a m p li f ier  a p p li c a ti o n s.   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  su m iat y @ic . u tm . m y ,   su m iat y . k l@u tm . m y .         S a k tio t o           is  a   S e n io r  lec tu re r  a t  De p a rtme n t  o f   P h y sic s,  F a c u lt y   o f   M a th e m a ti c s   a n d   Na tu ra l   S c ien c e s,  Un iv e rsitas   Riau ,   P e k a n b a r u ,   I n d o n e sia .   H e   w o rk s  o n   P las m a   a n d   P h o t o n ics   P h y sic s.  He   h a s  p u b li sh e d   m a n y   a rti c les   a n d   su p e rv ise d   M a ste r ’ s  a n d   Do c to ra l   d e g re e s sin c e   2 0 0 9 .   His c u rre n t   re se a rc h   in tere sts in c l u d e   th e   f ield   o f   p h o t o n ics ,   p las m a ,   a n d   it s  a p p li c a ti o n s  su c h   a s  f ib e r  o p t i c s  a n d   m icro wa v e   p las m a   a s  c o m m u n ica ti o n ,   m e d ica l,   a n d   in d u strial  tec h n o l o g ies .   He   h a s  p u b li sh e d   m o re   th a n   6 0 0   jo u rn a l  p a p e rs  i n   th e   f ield s  o f   p h o to n ics   a n d   it s a p p li c a ti o n s.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  sa k ti o to @le c tu re r. u n ri. a c . id .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.