SU1620818A1

SU1620818A1 - Многофункциональный интерферометрический оптоволоконный преобразователь

Info

Publication number: SU1620818A1
Application number: SU894679043A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Прохоров; Владимир Игоревич Бусурин; Виктор Иванович Садовников; Виктор Петрович Дмитриев
Original assignee: Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1989-02-20
Filing date: 1989-02-20
Publication date: 1991-01-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени температуры, давлени и др. параметров . Цель изобретени - повышение чувствительности. Излучение от источника с перестраиваемой длиной волны через фокусирующую систему, первую одномодовую линию св зи и первый оптический соединитель поступает на вход первичного преобразовател (ПП), выполненного в виде одномодового коаксиального концентрического световода со стержневым и трубчатым световодами и разделительным слоем между ними. При этом возбуждаютс одновременно стержневой и трубчатый световоды, разность фаз оптических сигналов с которых A L(/JR -0т). где 0R,0т-посто нные распространени стержневого и трубчатого световодов; L - длина ПП. Второй торец ПП через второй оптический соединитель и вторую одномодовую линию св зи соединен с фотоприемником, подключенным к одному из входов вычислител . При изменении внешнего воздействи происходит изменение разности фаз между сигналами стержневого и трубчатого све- юводов и, следовательно, изменение мощности, снимаемой со второй линии св зи . Выходна мощность Рвых sin2 Дуэ. Затем производ тс измерени на других длинах волн. Дл переключени длин волн используют тактовый генератор, один из выходов которого подключен к источнику излучени , другой - к второму входу вычислител , который решает систему линейных уравнений, св зывающих выходные сигналы с фотоприемника при различных длинах волн излучени источника с неизвестными параметрами внешнего воздействи . Чувствительность преобразовател не менее чем в 5 раз превышает чувствительность преобразователей на основе управл емой св зи световодов. 1 ил. 10 С

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени температуры, давлени и других параметров.

Цель изобретени - повышение чувствительности преобразовател путем использовани в первичном преобразователе фазового эффекта.

На чертеже приведена принципиальна схема многофункционального интерферо- метрического оптоволоконного преобразовател .

Преобразователь содержит источник 1 с перестраиваемой длиной волны излучател , фокусирующую систему 2, оптический соединитель 3, соедин ющий одномодовую линию4 св зи с первичным преобразователем 5, выполненным в виде одномодового коаксиального концентрического световода со стержневым и трубчатым световодами и разделительным слоем между ними. Второй торец первичного преобразовател 5 через второй оптический соединитель 6 и вторую одномодовую линию 7 св зи соединен с фотоприемником 8, при этом обеспечена оптическа св зь между источником 1 излучени и фотоприемником 8. Тактовый генератор 9 подключен ко входу источника 1 излучени и одному из входов вычислител 10, в качестве которого может быть использована ЦВМ, либо в случае измерени малого числа параметров аналогова схема. Ко второму входу вычислител 10 подключен выход фотоприемника 9.

Световодные части линий 4 и 7 св зи выполнены с диаметрами, не меньшими диаметра коаксиального световода первичного преобразовател 5, и с числовыми апперту- рами, не большими числовой аппертуры преобразовател 5.

Преобразователь работает следующим образом.

Излучение от источника 1 через фокусирующую систему 2. линию 4 св зи и оптический соединитель 3 поступает на вход первичного преобразовател 5 (ПП). При этом возбуждаютс одновременно стержневой и трубчатый световоды. Разность фаз оптических сигналов стержневого и трубчатого световодов записываетс :

Ay LOSR-jSr).

, посто нные распространени стержневого и трубчатого световодов;

L - длина ПП.

Чувствительность к любому внешнему воздействию Ј на длине волны А можно записать:

()

1 dn

all

,d/JR d/fT 1 -бТ)рк-р-г)

+

При изменении воздействи Ј происходит изменение разности фаз между сигналами со стержневого и трубчатого световодов, а следовательно, за счет интерференции , и изменение мощности, распростран ющейс в одномодовой линии 7 св зи. Мощность, снимаема с выходного торца одномодовой линии 7 св зи, записываетс

Рвых - Ро sin2 .

Можно выделить линейный участок функции преобразовани и использовать его в качестве рабочего,

После измерени на одной длине волны

5 производитс измерение на других длинах волн. Переключение с одной длины волны на другую производитс тактовым генератором 9. В итоге можно записать систему уравнений:

10

и|вых КЈ„ДЈ +...КЈ,пДЈп

15

иПвых КЈп1 ДЈ +...КЈПЛДЈП,

где Un вых - выходной сигнал с фотоприемника 8 при длине волны An ;

К Ј - коэффициент передачи на длине

волны АК относительно параметра Јт, кото- 20 рый можно записать

25 где К - коэффициент передачи электронной схемы.

Решение системы линейных уравнений вычислителем 10 по вол ет определить неизвестные параметры Јкт.

30 Период тактового генератора 9, т.е. врем прохождени п тактовых импульсов, определ етс исход из скорости изменени (частоты) наиболее быстро мен ющегос внешнего воздействи . Частота периодов

35 должна быть не менее чем на пор док больше частоты любого измер емого внешнего воздействи .

Численный анализ показывает, что чувствительность данного преобразовател не

40 менее чем в 5 раз превышает чувствительность преобразователей на основе управл емой св зи световодов.

Claims

Формула изобретени 45 Многофункциональный интерферомет- рический оптоволоконный преобразователь , содержащий источник излучени , выполненный с возможностью дискретного изменени длины волны излучени , фокуси- 50 рующую систему, линии св зи со световод- ными част ми, оптические соединители, первичный преобразователь с двухка- нальным световодом, фотоприемник и вычислитель, подключенный к выходу фото- 55 приемника, отличающийс тем, что, с целью повышени чувствительности, он снабжен тактовым генератором, линии св зи выполнены одномодовыми, первичный преобразователь - в виде одномодового коиПвых КЈп1 ДЈ +...КЈПЛДЈП,

аксиального концентрического световода со стержневым и трубчатым световодами и разделительным слоем между ними, све- товодные части линий св зи выполнены диаметрами, не меньшими диаметра коаксиального световода первичного преобразовател , и с числовыми аппертурами, не большими числовой аппертуры первичного преобразовател , первый выход тактового

0

генератора св зан с входом источника излучени , второй - с вторым входом вычислител , источник излучени оптически св зан с фотоприемником через последовательно установленные в ходе излучени фокусирующую систему, первую линию св зи, первый оптический соединитель, первичный преобразователь, второй оптический соединитель и вторую линию св зи.

5

ю