Оптико-электронные измерительные системы на основе квазираспределенных волоконно-оптических брэгговских датчиков

• Автор: Пнев, Александр Борисович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с. : 7 ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
Введение
ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОЗДАНИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ БРЭГГОВСКИХ ДАТЧИКОВ
1.1. Анализ волоконно-оптических измерительных систем на основе эффекта рассеяния Манделынтама-Бриллюэна
1.1.1. Анализ распределенных волоконно-оптических измерительных систем на основе эффекта рассеяния Манделынтама-Бриллюэна
1.1.2. Анализ метода бриллюэновской рефлектометрии
1.1.3. Анализ распределенных волоконно-оптических измерительных систем на основе эффекта бриллюэновского усиления/ослабления во временной области
1.1.4. Взаимосвязь метрологических характеристик распределенных волоконно-оптических оптико-электронных измерительных систем на
основе эффекта рассеяния Мандельштама-Бриллюэна
1.2. Исследование возможности создания квази-распределенных волоконно-оптических измерительных систем на основе брэгговских решеток
1.2.1. Влияние деформаций и температуры волоконного световода на спектр отражения брэгговской решетки
1.2.2. Параметрический анализ зависимости коэффициентов отражения
и пропускания брэгговских решеток
1.2.3. Методы изготовления волоконно-оптических брэгговских решеток
1.2.4. Анализ срока службы и надежности брэгговских решеток
1.2.5. Квази-распределенные волоконно-оптические оптико-
электронные измерительные системы деформации на базе волоконно-оптических брэгговских решеток
1.3. Сравнительный анализ распределенных волоконно-оптических оптико-электронных измерительных систем на эффекте рассеяния Мандельштама-Бриллюэна и резонансного отражения от волоконно-
оптических брэгговских решеток
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ, ФОРМИРУЕМЫХВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИМИ БРЭГГОВСКИМИ ДАТЧИКАМИ
2.1. Характеристики информационного сигнала, формируемого волоконно-оптическим брэгговским датчиком
2.2. Методики регистрации информационных сигналов, формируемых волоконно-оптическими брэгговскими датчиками, на основе спектрального мультиплексирования
2.2.1. Методика регистрации информационных сигналов с использованием перестраиваемых по частоте источников излучения.
2.2.2. Разработка методик регистрации информационных сигналов с

применением широкополосных источников излучения
2.2.2.1. Разработка методики регистрации сигналов с применением широкополосного источника излучения и монохроматора
2.2.2.1.1. Разработка методики регистрации информационных сигналов с помощью полихром атора
2.2.2.1.2. Методика регистрации информационных сигналов с помощью монохроматора с одноплощадочным фотоприемным устройством
2.2.2.3. Методика регистрации информационных сигналов с применением интерферометра Фабри-Перо

2.3. Методика регистрации информационных сигналов, формируемых волоконно-оптическими брэгговскими датчиками на основе временного мультиплексирования
2.4. Методика регистрации информационных сигналов, формируемых волоконно-оптическими брэгговскими датчиками на основе пространственно-временного мультиплексирования
2.5. Обоснование технического пути построения макетного образца квази-распределенной оптико-электронной измерительной системы на основе волоконно-оптических брэгговских датчиков
2.6. Разработка алгоритмической модели квази-распределенной волоконно-оптической оптико-электронной измерительной системы
2.6.1. Орграфовая модель модели квази-распределенной волоконно-оптической оптико-электронной измерительной системы
2.6.2. Алгоритмическая модель поведения квази-распределенной
волоконно-оптической оптико-электронной измерительной системы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МАКЕТНОГО ОБРАЗЦА КВАЗИ-РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ БРЭГГОВСКИХ ДАТЧИКОВ
3.1. Стенды для исследования характеристик информационных сигналов, формируемых волоконно-оптическим брэгговскими датчиками
3.1.1. Стенд для исследования спектральных характеристик сигналов, формируемых волоконно-оптическим брэгговскими датчиками
3.1.2. Стенд для исследования групповой задержки
3.2. Разработка макетного образца квази-распределенной волоконно-оптической оптико-электронной измерительной системы

С целью упрощения системы уравнений, удобно обозначить функции, определяющие амплитуду поля, через функции и И V с помощью следующего соотношения:
Ъх (г) = и(£) ехр(+г — 2) ехр(+г ]"<т(2 V2')
Л °г (1-41)
(г) = у(г) ехр(-/ 2) ехр(-/*|сг(2 ')Аг')
После подстановки (1.41) в (1.36) получается следующая система уравнений:
8и .
— = +1 5м + д( г) V,
* (1.42)
— = -1-8у + д*(г)-и
где 8=/2-2ж/Л- разностное волновое число, а модифицированный
коэффициент связи, определяемый в новых переменных, как:
у (г) = /к'(г) ехр(—2/ *|сг(2 ')«&(1-43)

Функции Ь)(г) к Ь-](г) не зависят от константы распространения /? и частоты, а переменные и и V, можно трактовать как пронормированные функции поля, отличающиеся только фазовыми членами. Так как разностное волновое число 5-0 В окрестности брэгговской ДЛИНЫ ВОЛНЫ Хб=2пэфф Л то функции и (г), v(z) и q(z)- медленно изменяющиеся, то есть, их изменениями на участке равном периоду А можно пренебречь.
Если изменения показателя преломления имеют место только в
сердцевине оптического волокна (что фактически соответствует
действительности), и более того, если допустить что решетка имеет постоянный период, тогда исходный коэффициент связи О(г):
0{г) = ~{п' -пг)-т] (1-44)

или для модифицированного коэффициента связи
(Ы5)