SU1569617A1

SU1569617A1 - Волоконно-оптический интерферометрический датчик давлени

Info

Publication number: SU1569617A1
Application number: SU874308227A
Authority: SU
Inventors: Владимир Исфаидиарович Аджалов; Валерий Павлович Гаричев; Михаил Аронович Голуб; Сергей Владимирович Карпеев; Сергей Гелиевич Кривошлыков; Иосиф Норайрович Сисакян; Виктор Александрович Сойфер; Геннадий Викторович Уваров
Original assignee: Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева; Институт Общей Физики Ан Ссср
Priority date: 1987-06-23
Filing date: 1987-06-23
Publication date: 1990-06-07

Abstract

Изобретение относитс к приборостроению и позвол ет повысить чувствительность волоконно-оптического интерферометрического датчика давлени . Дл этого, нар ду с последовательно расположенными и оптически св занными лазером 1, коллиматором 2, устройством 4 ввода излучени в световод, чувствительным элементом 5 в виде световода, выходным устройством 6, фильтром 7 анализа мод, объективом 8 преобразовани Фурье и фотоприемником 9, датчик содержит голографический синтезированный фильтр 3 формировани суммы двух мод, фильтр 7 анализа мод выполнен в виде голографического синтезированного фильтра анализа суммы двух мод, а световод 5 выполнен многомодовым. Фильтры 3 и 7 выполнены в виде набора голограмм сумм двух мод с различной разностью их пор дков, установленного на турели 10. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления и других физических величин в условиях действия электромагнитных помех.

Целью изобретения является повышение чувствительности датчика.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. IQ

Устройство содержит последовательно расположенные и оптически связанные лазер 1, коллиматор 2, голографический пространственный фильтр 3 формирования суммы двух мод, устрой- 15 ство 4 ввода излучения в световод, многомодовый.световод 5, выходное устройство 6, голографический пространственный фильтр 7 анализа суммы двух мод, объектив 8 преобразования 20

Фурье, фотоприемник 9 к устройство 10 смены фильтров, выполненное, например, в виде двух связанных меж-₍ду собой вращающихся турелей.

Волоконно-оптический интерферо- 25 метрический датчик работает следующим образом.

Излучение лазера 1 через коллиматор 2’ падает на пространственный голографический фильтр 3, где осущест- jg вляется его модуляция в соответствии с распределением суммы двух мод. Промодулированный световой поток с помощью устройства 4 ввода излучения проецируется на входной торец многомодового световода 5, осуществляя селективное возбуждение двух мод в световоде. При распространении по световоду каждая мода будет иметь свой набег фаз. При действии на световод дд давления или другой.измеряемой физической величины произойдет относительный сдвиг фаз распространяющихся по световоду мод.

Комплексное распределение свето- 45 вого потока на выходе световода 5 через выходное устройство 6 проецируется на пространственный голографический фильтр 7, где производится дополнительная фильтрация (выделение) суммы двух возбужденных мод из общего светового потока, в котором могут присутствовать паразитные (не несущие полезной информации) моды.· При прохождении светового потока через объектив 8 преобразования Фурье интенсивность света, измеряемая фотоприемником 9, в начале координат пропорциональна сумме двух возбужденных и прошедших через световод мод, т.е. будет наблюдаться интерференционная картина.

Кроме давления, могут измеряться и другие физические величины, вызывающие изменение длины световода, его диаметра или показателя преломления .

При реализации датчика с использованием синтезированных на ЭВМ голограмм суммы соседних мод, имеющих коэффициент межмодового затухания порядка 20 дБ, чувствительность возрастает на 10 дБ в сравнении с использованием бинарных амплитудных фильтров при тех же возбуждаемых в световоде модах. Чувствительность может быть дополнительно повышена при использовании голограмм сумм двух мод с большой разностью их порядков.

Диапазон измерений и чувствительность можно изменять путем смены пространственных фильтров, которые возможно выполнить в виде наложенных голограмм, что упрощает механизм смены фильтров и расширяет функциональные возможности датчика.

Датчик, таким образом, обладает высокой чувствительностью и точностью измерений, широким диапазоном и может применяться в труднодоступных местах различных объектов.

Claims

Формула изобретения

1. Волоконно-оптический интерферометрический датчик давления, содержащий последовательно расположенные¹' и оптически связанные лазер, коллиматор, устройство ввода излучения в световод, чувствительный элемент в виде световода, выходное устройство, фильтр анализа мод, объектив преобразования Фурье и фотоприемник, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен голографическим синтезированным фильтром формирования суммы двух мод, оптически связанным своими входом и выходом соответственно с выходом коллиматора и входом устройства ввода излучения в световод, фильтр анализа мод выполнен в виде голографического синтезированного фильтра анализа двух мод, а световод выполнен многомодовым,
2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что в нем голографи— ческие фильтры формирования и анализа сумм двух мод выполнены в виде набора голограмм сумм двух мод с различной разностью их порядков, установлённо· го на введенном в датчик устройстве смены фильтров.

‘Составитель И.Сумцов