Микрорезонаторные волоконно-оптические датчики и системы измерения физических величин на их основе

• Автор: Бурков, Валерий Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 239 с. : ил.

1. АВТОМОДУЛЯЦИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ В ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ Обзор литературы.

1.1 Физические механизмы самовозбуждения микрорезонаторных структур.

1.2 Экспериментальное исследование автоколебательных систем на основе .

Постановка задачи

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СВОЙСТВ СИСТЕМЫ ЛАЗЕРМРС

2.1 Физическая модель системы лазер .

2.2 Математическая модель

2.3. Анализ и решение уравнений движения системы

лазер.
2.4. Численное моделирование явления резонансной автомодуляции в системе эрбиевый волоконный лазермикрорезонатор.

Выводы к главе.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СИСТЕМЫ ЭРБИЕВЫЙ ВОЛОКОННЫЙ ЛАЗЕРМИКРОРЕЗОНАТОР.
3.1 Технология изготовления , определение их основных характеристик
3.2 Определение параметров волоконного лазера
3.3 Резонансная автомодуляция в системе эрбиевый волоконный лазерМРС с оптической связью через ИФП
3.4 Резонансная автомодуляция в системе ЭВЛколлиматоргМРС
Выводы к главе.
4. АВТОГЕНЕРАТОРНЫЕ, МИКРОРЕЗОНАТОРНЫЕ ВОЛОКОННООПТИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН АМРВОД.
4.1 Основные характеристики АМРВОД физических величин.
4.2 АМРВОД давления и температуры
4.3 Исследование дестабилизирующих факторов, определяющих точностные характеристики АМРВОД.
4.4 Общая оценка влияния амплитуднофазовых флуктуаций информационного сигнала АМР ВОД физических величин. 1б
4.4.1 Характеристики нестабильности частоты сигналов АМРВОД
4.4.2 Нестабильность частоты сигнала АМР ВОД обусловленная шумами источника излучения
4.4.3 Нестабильность частоты сигнала автогенераторного АМРВОД, обусловленная тепловыми колебаниями микрорезонатора
Выводы к главе.
5. ОПТИЧЕСКОЕ МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЕ АВТОГЕНЕРАТОРНЫХ МИКРОРЕЗОНАТОРНЫХ ВОЛОКОННООПТИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН.
5.1 Мультиплексная система измерений температуры и давления на основе АМРВОД.
5.2 Аппаратная реализация системы мультиплексирования автогенераторных микрорезонаторных волоконнооптических датчиков физических величин.
5.3 Алгоритмы и ПО для обработки данных и взаимодействия с внешней вычислительной системой.
5.4 Конструкции измерительных головок микрорезонаторных ВОД на основе интерферометра ФабриПеро и автоколлиматора
5.4.1 Конструкция ИГ микрорезонаторного датчика на основе
интерферометра ФабриПеро
5.4.2 Конструкции ИГ ВОД на основе автоколлиматора.
Выводы к главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Анализ условий самовозбуждения показывает, что с ростом резонансной частоты мембраны резко возрастает пороговая мощность возбуждающего излучения которая, например, при р 3,5 кГц составляет мВт. Если учесть, что резонансные частоты , как правило, превышают кГц, то реализация данного механизма самовозбуждения в практически значимых системах сопряжено с определенными трудностями. При столь значительных уровнях оптической мощности 0 0 мВт возникают серьезные проблемы, связанные с зависимостью резонансной частоты
от мощности возбуждающего излучения . Кроме того, могут иметь место нелинейные термоупругие эффекты в , не принятые во внимание в предложенной модели и которые могут существенно изменить характер поведения рассматриваемых систем. Механизм оптического самовозобуждения , основанный на термооптической неустойчивости системы рассмотрен в работе . В ней исследованы оптически нелинейные свойства элемента, представляющего собой систему связанных резонаторов ФабриПеро, образованных отражающими поверхностями мембраны и зеркала, отделенного от мембраны воздушным зазором. Под действием падающего оптического излучения происходит локальный нагрев мембраны, приводящий к ее деформации. Характерным параметром отклика элемента на тепловую нагрузку является критическая температура т, отвечающая порогу Эйлеровской упругой неустойчиыости первоначально плоской мембраны. Пуассона Д. Кхарактерный размер нагретой области мембраны с диаметром о. Механические напряжения, возникающие в мембране под действием локального лазерного нагрева эквивалентны механической нагрузке, приложенной к ее границе. X1
.