Лазерный сейсмометр на основе двухрезонаторной системы с общей активной средой

• Автор: Бухаров, Данил Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 168 с. : ил.

ГЛАВА 1. ПРИБОРНАЯ БАЗА СОВРЕМЕННОЙ СЕЙСМОЛОГИИ

1.1 Задачи сейсмологии на современном этапе

1.1.1 Прогнозирование сейсмической обстановки

1.1.2 Сейсмическая разведка полезных ископаемых

1.2 Параметры сейсмических сигналов и особенности

их регистрации

1.2.1 Классификация сейсмоколебаний и их характерные особенности

1.2.2 Магнитуда землетрясений

1.2.3 Амплитуда и период сейсмических колебаний

1.2.4 Эксплуатационных требования, предъявляемые к сейсмометрическому оборудованию

1.3 Типы современных сейсмометров

1.3.1 Ключевые признаки и классификация сейсмометров
1.3.2 Емкостные сейсмометры
1.3.3 Магнитоиндукционные сейсмометры
1.3.4 Пьезоэлектрические сейсмометры
1.3.5 Электрокинетические преобразователи
1.3.6 Электродиффузионные датчики
1.3.7 Лазерные сейсмометры
1.4 Сравнительные характеристики сейсмометров
1.5 Постановка задачи исследований
ГЛАВА 2. СЕЙСМОМЕТР НА ОСНОВЕ ДВУХРЕ301 ЗАТОРНОГО ЛАЗЕРА С ОБЩЕЙ АКТИВНОЙ СРЕДОЙ
2.1 Двухрезонаторные лазерные измерительные системы
2.2 Схема сейсмометра на основе двухрезонаторного лазера и ее
характерные особенности

2.3 Математическая модель лазерного сейсмометра
2.3.1 Модель двухрезонаторного лазера с общей активной средой
2.3.2 Преобразование уравнений двухмодового лазера для случая
не фиксированной разности частот взаимодействующих волн,
2.3.3 Учёт остаточной деполяризации излучения
2.3.4 Перекрытие стоячих волн в активной среде
2.4 Оценка численных значений коэффициентов в уравнениях модели сейсмометра
2.5 Особенности регистрации сейсмосигналов в лазерном сейсмометре89
2.6 Использование модели двухрезонаторного лазера для анализа характеристик гравитационно-волнового детектора «Дулкын»
2.7 Выводы
ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СЕЙСМОМЕТРА НА ОСНОВЕ ДВУХРЕЗОНАТОРНОГО ЛАЗЕРА И ЕГО МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
3.1 Алгоритмы численного моделирования
и программное обеспечение
3.1.1 Разработка программы
3.1.2 Проверка результатов работы программы
3.2 Результаты моделирования лазерного сейсмометра
3.2.1 Исследование влияния пространственной связи
3.2.2 Исследование особенностей затягивания частот генерации в условиях конкуренции
3.3 Оценка метрологических характеристик
3.3.1 Чувствительность сейсмометра
3.3.2 Динамический диапазон
3.3.3 Частотный диапазон
3.3.4 Передаточная характеристика
3.4 Обсуждение полученных результатов
3.5 Выводы

ГЛАВА 4. МОНИТОРИНГ НЕСТАБИЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ЛАЗЕРНОГО СЕЙСМОМЕТРА
4.1 Влияние конкуренции и синхронизации волн на режимы работы лазерного сейсмометра
4.2 Модель мониторинга нестабильных режимов
4.2.1 Принципы организации системы мониторинга нестабильных режимов
4.2.2 Алгоритм мониторинга нестабильных режимов
4.2.3 Моделирование системы мониторинга нестабильных режимов.,146
4.3 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Рис. 1.13. Схема активного сейсмометра, разработанного в Московском Физическом Институте имени П.Н. Лебедева (1,2 - лазерные системы, 3,4 - системы частотной стабилизации, 5, 6 и 7 - расщепители,
8 - поворотное зеркало, 9 - фотоприемник, 12 - датчик, выполнений в виде двух корпусов 13 и 14, которые содержат два оптических резонатора с зеркалами 15-18)
Представленная измерительная система содержит датчик 12, две лазерные системы 1,2, две системы частотной стабилизации 3,4, расщепители 5-7, поворотное зеркало 8, фотоприемник 9. Датчик 12 содержит два оптических резонатора (интерферометра Фабри-Перо) с зеркалами 15-18. Измерительный блок связан с датчиком 12 волоконно-оптическими кабелями 10,11. Датчик выполнен в виде двух корпусов 13,14, вложенных один в другой и имеющих общую стенку. Зеркала 15,16 закреплены на противоположных стенках внутреннего корпуса 14, а зеркала 17,18 закреплены на противоположных стенках корпуса 13.
Деформации внешнего корпуса 13, направленные вдоль оптической оси интерферометра с зеркалами 17,18, приводят к изменению расстояния между зеркалами 17,18, что вызывает перестройку частоты лазера 1, частота другого лазера 2 остается неизменной. Излучение лазеров 1,2 совмещаются на