Details

Работа была проведена на базе лаборатории волоконной оптики СПбПУ. Данная работа посвящена разработке подхода корреляционного анализа сигналов межмодового волоконного интерферометра (МВИ) со спектральным опросом, который обеспечивает линейный отклик на внешнее воздействие. Принцип разработанного подхода заключается в следующем. Внешнее воздействие на многомодовый волоконный световод (МВС) приводит к сдвигу спектральной передаточной функции (СПФ) вдоль оси оптических частот. Этот сдвиг можно измерить путем измерения сдвига максимума взаимной корреляционной функции данной СПФ с опорной СПФ. Так как величина сдвига СПФ линейно связана с величиной внешнего воздействия, данный подход обеспечивает получение линейного отклика МВИ на внешнее воздействие. Было проведено теоретическое исследование параметров МВИ с помощью программных пакетов Matlab и Mathcad. Проведены расчеты теоретических СПФ и взаимных корреляционных функций (ВКФ), показано, что при удлинении МВС происходит сдвиг СПФ и сдвиг максимума соответствующей ВКФ. Для проверки корректности теоретических предположений было проведено экспериментальное исследование. Было показано, что внешнее воздействие на МВС действительно приводит к сдвигу максимума ВКФ, и величина сдвига линейно связана с величиной внешнего воздействия. В результате теоретически и экспериментально показано, что предложенный подход может быть использован для получения линейного и стабильного отклика МВИ на внешнее воздействие. Результаты данной работы могут быть использованы при разработке волоконно-оптических измерительных систем.

The work was carried out on in the SPBSTU Fiber Optics Laboratory. This work is devoted to the development of an approach for correlation analysis of intermodal fiber interferometer (IFI) signals with spectral interrogation, which provides a linear response to external impact. The principle of the developed approach is as follows. An external impact on a multimode fiber (MMF) leads to a shift in the spectral transfer function (STF) along the optical frequency axis. This shift can be measured by measuring the shift of the maximum of the cross-correlation function of a STF with the reference STF. Since the magnitude of the STF shift is linearly related to the magnitude of the external impact, this approach provides a linear response of the IFI to the external impact. A theoretical study of the IFI parameters was carried out using the Matlab and Mathcad software packages. Calculations of the theoretical STF and cross correlation function (CCF) have been carried out, and it has been shown that when the MMF is elongated, the STF and CCF shift by a fixed distance. An experimental study was conducted to verify the correctness of the theoretical assumptions. In the course of the study, theoretical assumptions were tested, STF and CCF shifted with physical impact on the MMF. As a result, it has been shown theoretically and experimentally that the proposed approach can be used to obtain a linear and stable response of the IFI to external impact. The results of this work can be used in the development of fiber-optic measuring systems.

• список аббревиатур, сокращений и обозначений
• Введение
• Глава 1. Обзор литературы
• 1.1Волоконные световоды
• 1.2 Интерференция света
• 1.3 Моды в оптическом волокне
• Глава 2. Межмодовый волоконный интерферометр
• 2.1. Введение
• 2.2. Схема МВИ
• 2.3. Сигналы в МВИ
• 2.4. Корреляционный анализ при сканировании оптической частоты источника
• Глава 3. экспериментальная часть
• Заключение
• Список использованных источников