Details

Целью работы является анализ возможности определения параметров внешней среды при использовании сигнала интерференции фундаментальной и оболочечных мод одномодового оптического волокна. Работа проведена на базе лаборатории «Волоконная оптика». В процессе работы был выполнен численный расчет датчика показателя преломления на основе SMSMS-структуры в диапазоне концентраций глицерина в воде от 0 до 40%. Проанализирован отклик интерференционных компонент на изменение концентрации, учтены его особенности для получения стабильного сигнала, обеспечивающего наименьшую методическую погрешность, которая составила 1.7·10-4 RIU, что соответствует 0.13% концентрации глицерина в воде. Проведено экспериментальное исследование SMSMS-структуры, и выполнено сравнение зарегистрированных сигналов и чувствительностей с численно рассчитанными. Шумовые погрешности в эксперименте составили 2.04·10-5 RIU и 0.16% концентрации водного раствора глицерина. Полученные результаты могут быть использованы при разработке волоконно-оптических рефрактометров. В процессе работы была использована библиографическая и реферативная база данных рецензируемой научной литературы Scopus, научная электронная библиотека eLIBRARY, а также применены программно-математические обеспечения такие как программная среда Octave/MATLAB.

The purpose of the work is to analyse the possibility of determining the parameters of the external environment using the interference signal of the fundamental and cladding modes of a single-mode optical fiber. The work was carried out on the basis of the laboratory «Volokonnaya optika».  In the process of work the numerical calculation of the refractive index sensor on the basis of SMSMS-structure in the range of glycerol concentration in water from 0 to 40% was performed. The r esponse of interference components to concentration changes was analysed, its peculiarities were taken into account to obtain a stable signal providing the smallest methodological error, which was 1.7∙10-4 RIU, which corresponds to 0.13% of glycerol concentration in water. An experimental study of the SMSMS structure was carried out, and the recorded signals and sensitivities were compared with the numerically calculated results. The noise errors in the experiment were 2.04∙10-5 RIU and 0.16% of glycerol aqueous solution concentration. The obtained results can be used in the development of fiber optic refractometers. In the process of work was used bibliographic and abstract database of peer-reviewed scientific literature Scopus, scientific electronic library eLIBRARY, as well as applied software and mathematical software such as Octave/MATLAB software environment.