RU2013117585A

RU2013117585A - Способ и устройство распределенного измерения двулучепреломления в волокнах с сохранением поляризации (варианты)

Info

Publication number: RU2013117585A
Application number: RU2013117585/28A
Authority: RU
Inventors: Михаил Владимирович Греков; Антон Сергеевич Кузин; Александр Николаевич Наумов; Евгений Викторович Фигура; Андрей Александрович Фотиади
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Уникальные волоконные приборы"
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2014-10-27
Also published as: RU2539849C2; WO2014171859A1

Abstract

1. Способ распределенного измерения двулучепреломления в оптических волокнах с сохранением поляризации, при которомвводят в отрезок оптического волокна с противоположных концов в поляризации одной из главных осей волокна с эффективным показателем преломления nоптические сигналы на частотахи, где Ω- частота ВРМБ сдвига,вводят в поляризации другой главной оси волокна с эффективным показателем преломления nзондирующий сигнал на частотесонаправленно с сигналом на частоте, вызывая модуляцию встречного излучения,детектируют излучение, встречное по отношению к зондирующему сигналу,определяют пространственное распределение частотного сдвига Н, соответствующее максимальному сигнальному отклику в заданной точке волокна, иопределяют по формуле n-n≈nHвеличину двулучепреломления,отличающийся тем, чтов оптическое волокно навстречу зондирующему сигналу и в поляризации зондирующего сигнала дополнительно вводят четвертый оптический сигнал на частоте,обеспечивают согласованное сканирование разности частотиотносительно величины Н, и разности частототносительно Ω,производят обработку регистрируемых сигналов методом обработки и накопления сигналов с нулевым средним.2. Способ распределенного измерения двулучепреломления в оптических волокнах с сохранением поляризации, при которомвводят в отрезок оптического волокна с противоположных концов в поляризации одной из главных осей волокна с эффективным показателем преломления nоптические сигналы на частотахи, где Ω- частота ВРМБ сдвига,вводят в поляризации другой главной оси волокна с эффективным показателем преломления nзондирующий сигнал на частотесонапр�

Claims

1. Способ распределенного измерения двулучепреломления в оптических волокнах с сохранением поляризации, при котором

вводят в отрезок оптического волокна с противоположных концов в поляризации одной из главных осей волокна с эффективным показателем преломления n_X оптические сигналы на частотах

ω_{L}^{X}

и

ω_{S}^{X} \approx ω_{L}^{X} - Ω_{0}

, где Ω₀ - частота ВРМБ сдвига,

вводят в поляризации другой главной оси волокна с эффективным показателем преломления n_Y зондирующий сигнал на частоте

ω_{L}^{Y}

сонаправленно с сигналом на частоте

ω_{L}^{X}

, вызывая модуляцию встречного излучения,

детектируют излучение, встречное по отношению к зондирующему сигналу,

определяют пространственное распределение частотного сдвига Н₀, соответствующее максимальному сигнальному отклику в заданной точке волокна, и

определяют по формуле n_Y-n_X≈n_YH₀ величину двулучепреломления,

отличающийся тем, что

в оптическое волокно навстречу зондирующему сигналу и в поляризации зондирующего сигнала дополнительно вводят четвертый оптический сигнал на частоте

ω_{S}^{Y} \approx ω_{L}^{Y} - Ω_{0}

,

обеспечивают согласованное сканирование разности частот

ω_{L}^{X} - ω_{L}^{Y} \equiv H_{L}

и

ω_{S}^{X} - ω_{S}^{Y} \equiv H_{S}

относительно величины Н₀, и разности частот

ω_{L}^{X} - ω_{S}^{Y} \equiv Ω

относительно Ω₀,

производят обработку регистрируемых сигналов методом обработки и накопления сигналов с нулевым средним.

2. Способ распределенного измерения двулучепреломления в оптических волокнах с сохранением поляризации, при котором

ω_{L}^{X}

и

ω_{S}^{X} \approx ω_{L}^{X} - Ω_{0}

, где Ω₀ - частота ВРМБ сдвига,

ω_{S}^{Y}

сонаправленно с сигналом на частоте

ω_{S}^{X}

, вызывая модуляцию встречного излучения,

отличающийся тем, что

ω_{L}^{X} \approx ω_{S}^{X} + Ω_{0}

,

ω_{L}^{X} - ω_{L}^{Y} \equiv H_{L}

и

ω_{S}^{X} - ω_{S}^{Y} \equiv H_{S}

относительно величины H₀, и разности частот

ω_{L}^{X} - ω_{S}^{Y} \equiv Ω

относительно Ω₀,

3. Способ распределенного измерения двулучепреломления в оптических волокнах с сохранением поляризации, при котором

ω_{L}^{X}

и

ω_{S}^{X} \approx ω_{L}^{X} - Ω_{0}

, где Ω₀ - частота ВРМБ сдвига,

ω_{L}^{Y}

сонаправленно с сигналом на частоте

ω_{L}^{X}

, вызывая генерацию встречного излучения,

детектируют излучение, встречное к зондирующему сигналу,

определяют пространственное распределение частотного сдвига H₀, соответствующее максимальному сигнальному отклику в заданной точке волокна, и

отличающийся тем, что

при детектировании встречного излучения в поляризации Y к нему дополнительно примешивают четвертый оптический сигнал на частоте

ω_{S}^{Y} \approx ω_{L}^{Y} - Ω_{0}

,

ω_{L}^{X} - ω_{L}^{Y} \equiv H_{L}

и

ω_{S}^{X} - ω_{S}^{Y} \equiv H_{S}

ω_{L}^{X} - ω_{S}^{Y} \equiv Ω

относительно Ω₀, и

4. Способ распределенного измерения двулучепреломления в оптических волокнах с сохранением поляризации, при котором

ω_{L}^{X}

и

ω_{S}^{X} \approx ω_{L}^{X} - Ω_{0}

, где Ω₀ - частота ВРМБ сдвига,

ω_{S}^{Y}

сонаправленно с сигналом на частоте

ω_{S}^{X}

, вызывая генерацию встречного излучения,

отличающийся тем, что

ω_{L}^{X} \approx ω_{S}^{Y} + Ω_{0}

,

ω_{L}^{X} - ω_{L}^{Y} \equiv H_{L}

и

ω_{S}^{X} - ω_{S}^{Y} \equiv H_{S}

ω_{L}^{X} - ω_{S}^{Y} \equiv Ω

относительно Ω₀, и

5. Устройство распределенного измерения двулучепреломления в оптических волокнах с сохранением поляризации, включающее

генератор оптического излучения для генерации оптического излучения с заданными характеристиками,

два поляризационных комбайнера для объединения линейных поляризаций от двух входных волокон с сохранением поляризации в двух ортогональных поляризациях одного выходного волокна с сохранением поляризации,

поляризационный делитель для разделения входного излучения по двум ортогональным поляризациям в два оптических канала,

РМ циркулятор для развязки излучения, поступающего с противоположных волоконных выходов с сохранением поляризации,

оптическое волокно, обладающее чувствительностью к изменению физических параметров, определяемых посредством регистрации величины резонансного сдвига, по крайней мере один фотодетектор, преобразующий оптическое излучение в электрические сигналы, и

процессор для обеспечения синхронной работы всех элементов системы, задающий момент испускания, форму и интенсивность импульсов оптических сигналов в генераторе оптического излучения, и осуществляющий сбор, накопление и математическую обработку сигналов с фотодетекторов,

причем генератор оптического излучения выполнен с возможностью выработки узкополосного оптического излучения одновременно на четырех различных частотах в окрестности частот

ω_{L}^{X}

,

ω_{L}^{Y}

,

ω_{S}^{X}

,

ω_{S}^{Y}

,

генератор оптического излучения снабжен средствами стабилизации и независимой перестройки разности частот

ω_{L}^{X} - ω_{L}^{Y} \equiv H_{L}

,

ω_{S}^{X} - ω_{S}^{Y} \equiv H_{S}

,

ω_{L}^{X} - ω_{S}^{Y} \equiv Ω

, и

процессор обеспечивает статистическую обработку регистрируемых сигналов методом обработки и накопления сигналов с нулевым средним.

6. Устройство распределенного измерения двулучепреломления по п.5, отличающееся тем, что физическими параметрами, определяемыми посредством регистрации величины резонансного сдвига, являются температура, или продольное натяжение, или поверхностное давление.

7. Устройство распределенного измерения двулучепреломления в оптических волокнах с сохранением поляризации, включающее

поляризационный комбайнер для объединения линейных поляризаций от двух входных волокон с сохранением поляризации в двух ортогональных поляризациях одного выходного волокна с сохранением поляризации,

волоконный РМ ответвитель, на который направляется сигнал от генератора оптического излучения на частоте

ω_{S}^{Y}

и посредством которого указанный сигнал объединяется с сигналом, поступающим с поляризационного делителя в Y-поляризации для их совместной регистрации,

ω_{L}^{X}

,

ω_{L}^{Y}

,

ω_{S}^{X}

,

ω_{S}^{Y}

,

ω_{L}^{X} - ω_{L}^{Y} \equiv H_{L}

,

ω_{S}^{X} - ω_{S}^{Y} \equiv H_{S}

,

ω_{L}^{X} - ω_{S}^{Y} \equiv Ω

, и

8. Устройство распределенного измерения двулучепреломления по п.7, отличающееся тем, что физическими параметрами, определяемыми посредством регистрации величины резонансного сдвига, являются температура, или продольное натяжение, или поверхностное давление.