Физические принципы организации адаптивных оптоэлектронных информационно-измерительных систем для реконструкции распределений физических полей в реальном времени

• Автор: Каменев, Олег Тимурович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Б.м.
• Количество страниц: 241 с. : ил.

1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ ОРГАНИЗАЦИИ АДАПТИВНЫХ ОПТОЭЛЕКТРОННЫХ ИНФОРМАЦИОННОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ

1Л. Общие принципы организации информационно-измерительных

систем мониторинга распределений физических полей

1.2. Современные тенденции создания распределенных волоконно-оптических измерительных сетей '
1.3. Современные тенденции применения нейросетевых методов обработки данных в информационно-измерительных системах

1.4. Постановка целей и задач диссертации

2. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИНТЕГРИРУЮЩИХ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 70 РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
2.1. Общие принципы построения интегрирующих волоконно-оптических измерительных линий
2.2. Физические принципы организации и функционирования интегрирующих фазовых волоконно-оптических измерительных линий

2.3. Принципы создания фазовых интегрирующих измерительных

линий на основе одноволоконных двухмодовых интерферометров

2.4. Принципы создания фазовых интегрирующих измерительных линий на основе одноволоконных многомодовых
интерферометров
2.5 Выводы

3. АДАПТИВНЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ВЫХОДНЫХ
СИГНАЛОВ ИНТЕГРИРУЮЩИХ ФАЗОВЫХ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ
ЗЛ. Метод адаптивной обработки выходных сигналов интегрирующих измерительных линий на основе одноволоконных двухмодовых интерферометров с использованием элемента согласования одно- и двухмодовых волоконных световодов
3.2. Метод адаптивной обработки выходных сигналов интегрирующих измерительных линий на основе одноволоконных многомодовых интерферометров с использованием электронного устройства корреляционной обработки
3.2.1. Обработка поля излучения на выходе одноволоконного многомодового интерферометра с использованием фотографического амплитудного корреляционного пространственного фильтра
3.2.2. Корреляционный метод оптоэлектронной амплитудной пространственной фильтрации излучения для адаптивной обработки сигналов одноволоконных многомодовых интерферометров
3.3. Метод адаптивной обработки выходных сигналов интегрирующих измерительных линий на основе одноволоконного многомодового интерферометра с использованием динамических голограмм
3.3.1. Обработка поля излучения на выходе одноволоконного моногомодового интерферометра методом голографической фильтрации на стационарной голограмме
3.3.2. Процесс формирования адаптивного корреляционного голографического фильтра в фоторефрактивной среде

3.3.3. Особенности процесса формирования адаптивного корреляционного голографического фильтра в фоторефрактивной среде осциллирующей спекловой картиной одноволоконного многомодового интерферометра
3.3.4. Экспериментальное исследование адаптивных свойств корреляционного фильтра, сформированного в фоторефрактивном кристалле, в задаче мониторинга состояния твердых тел, находящихся под действием механических напряжений
3.4. Выводы
4. НЕЙРОСЕТЕВЫЕ ПРИНЦИПЫ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
4.1. Принципы формирования информационных массивов распределенными волоконно-оптическими измерительными 164 сетями томографического типа
4.2. Нейросетевая обработка информационных массивов, формируемых распределенными измерительными сетями с линейной функцией передачи
4.3. Нейросетевая обработка информационных массивов, формируемых распределенными измерительными сетями с нелинейной функцией передачи
4.4. Нейросетевые принципы реконструкции распределений физических полей с использованием адаптивной
оптоэлектронной информационно-измерительной системы
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение
материале сердцевины. В конструкцию поляризационных датчиков входят поляризаторы и анализаторы, которые обычно устанавливаются в той области пространства, где осуществляется измерение. Это обусловлено возможной деполяризацией излучения или дополнительным двулучепреломлением, которые могут возникнуть в подводящих или отводящих световодах. Такое расположение поляризаторов существенно ограничивает область применения поляризационных ВОД. Кроме того, использование скрещенных поляризатора и анализатора вызывает значительные потери мощности в оптической системе [77].
Наиболее чувствительными методами регистрации физических воздействий с использованием средств волоконной оптики являются методы, основанные на модуляции фазы световой волны, распространяющейся в ВС. Техника оптической интерферометрии позволяет фиксировать изменение фазы колебаний до 10'8 радиан [17,77]. Эти изменения возникают при внешнем воздействии на ВС и регистрируются при наложении сигналов измерительного и опорного каналов. Поскольку используются оптические сигналы с длинами волн порядка микрометров, оказывается возможным зарегистрировать ничтожно малые изменения оптической длины измерительного канала.
Датчики с фазовой модуляцией строятся на основе нескольких известных схем интерферометров: 1) кольцевого интерферометра Саньяка, 2)
интерферометра Маха-Цендера, 3) Майкельсона, 4) интерферометра Фабри-Перо, 5) интерферометра на основе межмодовой интерференции.
Как показали результаты многочисленных исследований, волоконные интерферометры позволяют потенциально достичь наибольшей чувствительности для измерительных устройств. Необходимость обеспечивать высокие метрологические качества этих устройств повлекла за собой ужесточение требований к выбору волоконных световодов. Поэтому в большинстве реализованных конструкций волоконных интерферометров