Журнал
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики
УДК:535-45
Номер:5 (151)
Скачать PDF0 Кбайт
Исследование влияния наведенного периодического механического напряжения на величину связи поляризационных мод в двулучепреломляющем оптическом волокне
Аннотация:
Введение. Одним из применений двулучепреломляющих оптических волокон является создание различных сенсоров, в том числе датчиков уровня и гидростатического давления. Внешнее механическое воздействие на двулучепреломляющее оптическое волокно приводит к перекачке части оптического излучения между ортогональными модами. В датчиках давления на микро- и макроизгибах затухание оптического сигнала растет при увеличении внешнего давления. Совмещение двух физических принципов в одном датчике позволяет создавать волоконно-оптические датчики высокой чувствительности для работы при давлении более 18 кПа. При этом существенно упрощается схема регистрации. Метод. В качестве опытного образца использовано оптическое волокно с эллиптической напрягающей оболочкой ESC-4. В исследовании применен широкополосный источник излучения ThorLabs S5FC1005SXL с центральной длиной волны 1560 нм и полушириной спектра 45 нм. Рассмотрено влияние наведенного периодического механического напряжения на величину связи поляризационных мод в двулучепреломляющем оптическом волокне с эллиптической напрягающей оболочкой. Наведенное периодическое напряжение создавалось предложенной и специально изготовленной периодической структурой из отрезков оптического волокна, приклеенных к стеклянной подложке. Давление на опытный образец волокна изменялось грузами известной массы, а также путем поворота волокна вокруг своей оси с шагом 5°. Гидростатическое давление создавалось с помощью резервуара с водой, помещенного в барокамеру. Мощность излучения, перекачиваемая между поляризационными модами, регистрировалась при помощи двух фотоприемных устройств с использованием поляризационного делителя. Основные результаты. Показано, что наибольшая величина относительной перекачиваемой мощности достигнута при периоде механического воздействия, равного длине биений двулучепреломляющего оптического волокна. Для опытного образца датчика получена зависимость относительной перекаченной мощности от гидростатического давления. Обнаружено, что наибольшее значение относительной перекаченной мощности — при давлении 80 кПа, а пороговой чувствительности — 20 кПа. Снижение перекачиваемой мощности при давлении более 80 кПа объясняется наведенными оптическими потерями, а при давлении менее 20 кПа заметен гистерезис показателей до 0,006 отн. ед. Обсуждение. Получен образец датчика для измерения гидростатического давления до 80 кПа со среднеквадратичным отклонением результатов измерения до 7 %. Пороговая чувствительность ограничена величиной 20 кПа. Выполненное исследование может найти применение при разработке волоконно-оптических датчиков давления.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- Разработка адаптивной лазерной головки для компенсации погрешности положения перетяжки пучка во время лазерной обработки с использованием метода обнаружения пятна лазерного излучения
- Исследование изменения чувствительности волоконной брэгговской решетки к температуре и растяжению с помощью нанесения покрытий из легкоплавких металлов
- Метод поиска функции Ляпунова для анализа устойчивости нелинейных систем с использованием генетического алгоритма
- Робастная компенсация возмущений для многоканальных линейных систем с неизмеримым вектором состояния и запаздыванием в канале управления
- Управление отслеживанием траектории для мобильных роботов с адаптивным коэффициентом усиления
- Переключение электрических свойств тонкопленочных мемристивных элементов на основе GeTe последовательностями сверхкоротких лазерных импульсов
- Спектральные и кинетические характеристики свернутых в виде свитков ультратонких нанопластин селенида кадмия
- Метод оптимизации параметров установки камеры для видеоконтроля зоны наблюдения произвольной формы
- Использование антропометрических точек для внесения ограничений в синтез трехмерной модели тела человека с помощью SMPL
- Метод тестирования лингвистических моделей машинного обучения текстовыми состязательными примерами
- Новый эффективный адаптивный алгоритм шаблонного поиска для оценки движения
- Кластеризация в аналитике больших данных: системный обзор и сравнительный анализ (обзорная статья)
- Сегментация жестов слов на видео жестового языка
- Метод построения интерпретируемых скрытых марковских моделей для задачи поиска связываемых участков пептидов в последовательностях белков
- Планирование заданий в распределенной вычислительной системе на кристалле с минимизацией потребляемой мощности
- Система маршрутизации клиентов на основе их эмоционального состояния и возраста в системах обслуживания населения
- Последствия малоподвижного поведения для здоровья и выявление неопределенных моделей поведения у взрослых
- Доверительные липшицевы классификаторы: инструмент гарантированной надежности
- Среда визуальной разработки программ многомерных нечетких интервально-логических регуляторов
- Решение задачи пространственного вращения 3D-поверхностей и их отображения на плоскости
- Аналитическое и имитационное моделирование гибких сочленений для мехатронных и робототехнических систем
- Оценка влияния степени заполнения реакционного тигля железо-олово на процессы тепло- и массопереноса в присутствии электрического тока высокой плотности
- Измерение показателя преломления с помощью автоколлимационного гониометра