Детальная информация

Целью работы является исследование преобразования состояния поляризации света в spun-волокне с учетом его реальных поляризационных свойств и оценка влияния неидеальностей spun-волокна на точность измерений волоконно-оптического датчика тока. Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи: 1. Моделирование и анализ состояния поляризации света на выходе четвертьволновой пластинки при наличии поляризационных рассогласований в spun-волокне. 2. Моделирование интерференционного и выходного сигнала волоконно-оптического датчика тока в формализме матриц Джонса с учетом поляризационных рассогласований в spun-волокне. 3. Анализ влияния поляризационных рассогласований в spun-волокне на выходные характеристики волоконно-оптического датчика тока, выявление худших случаев поляризационных рассогласований. Работа проведена на базе лаборатории волоконной оптики ВШПФиКТ, ИЭиТ ФГАОУ ВО «СПбПУ». Были проведены математическое моделирование и численный анализ поляризационных преобразований в схеме волоконно-оптического датчика тока. Использовались формализм векторов и матриц Джонса, отображение результата на сфере Пуанкаре. В результате было показано, что реальные поляризационные свойства spun-волокна приводят к возникновению погрешностей при измерении тока; определены количественные критерии к параметрам spun-волокна. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании высокоточных волоконно-оптических датчиков тока и разработке алгоритмов компенсации погрешностей. При выполнении работы использовались программная среда Matlab для математического моделирования, библиотеки Symbolic Math Toolbox и Signal Processing Toolbox, а также текстовый редактор Microsoft Word.

The aim of this work is to study the transformation of the polarization state of light in spun fiber, taking into account its actual polarization properties, and to assess the influence of spun fiber imperfections on the measurement accuracy of a fiber-optic current sensor. To achieve this goal, the following tasks are solved: 1. Modeling and analyzing the polarization state of light at the output of a quarter-wave plate in the presence of polarization mismatches in spun fiber. 2. Modeling the interference and output signal of a fiber-optic current sensor using the Jones matrix formalism, taking into account polarization mismatches in spun fiber. 3. Analysis of the impact of polarization mismatches in spun fiber on the output characteristics of a fiber-optic current sensor, identification of worst-case polarization mismatches. This study was conducted at the Fiber Optics Laboratory of the Higher School of Physical, Technological, and Computer Engineering, Institute of Electrical Engineering and Telecommunications, Saint Petersburg Polytechnical University. Mathematical modeling and numerical analysis of polarization transformations in the fiber-optic current sensor circuit were performed. The formalism of Jones vectors and matrices was used, with the result being mapped onto the Poincaré sphere. It was shown that the actual polarization properties of spun fiber lead to errors in current measurement; quantitative criteria for spun fiber parameters were determined. The obtained results can be used in the design of high-precision fiber-optic current sensors and the development of error compensation algorithms. This study utilized the Matlab software environment for mathematical modeling, the Symbolic Math Toolbox and Signal Processing Toolbox libraries, and the Microsoft Word text editor.