Детальная информация

Название: Разработка методов расчета параметров сигналов в волоконно-оптических интерферометрических измерительных системах с мультиплексированием чувствительных элементов: научный доклад: направление подготовки 03.06.01 «Физика и астрономия» ; направленность 03.06.01_03 «Радиофизика»
Авторы: Костромитин Алексей Олегович
Научный руководитель: Котов Олег Иванович
Другие авторы: Краснова Надежда Константиновна
Организация: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций
Выходные сведения: Санкт-Петербург, 2020
Коллекция: Научные работы аспирантов/докторантов; Общая коллекция
Тематика: Датчики волоконно-оптические; Интерферометры; Генераторы квантовые; Электрические сигналы; мультиплексирование чувствительных элементов; частотные шумы лазера; интерференционный сигнал; multiplexing of sensitive elements; laser frequency noise; interference signal
УДК: 681.586.5
Тип документа: Научный доклад
Язык: Русский
Код специальности ФГОС: 03.06.01
Группа специальностей ФГОС: 030000 - Физика и астрономия
Права доступа: Текст не доступен в соответствии с распоряжением СПбПУ от 11.04.2018 № 141

Аннотация

Волоконно-оптические интерферометрические датчики физических величин получают всё более широкое распространение и активно применяются в различных областях промышленности и приборостроения, а также для научных экспериментов. Во многих случаях необходимо проводить распределенные измерения, в которых необходимо собирать и обрабатывать информацию об измеряемом воздействии с использованием большого числа датчиков. Например, в гидроакустических антеннах, где используется большое число гидрофонов. Одним из перспективных подходов для решения такой задачи является применение волоконно-оптических измерительных систем с мультиплексированием чувствительных элементов. Однако для улучшения характеристик таких измерительных систем требуется знать связь между параметрами отдельных элементов и системы в целом. Решению этой задачи посвящена эта работа. В работе предложена новая методика расчета мощности оптических сигналов от мультиплексированных схем. На примере одной схемы показана процедура расчета с использованием предложенной методики. Приведены результаты анализа зависимости относительной мощности интерференционного сигнала от числа чувствительных элементов в оптической схеме. Для измерения частотных шумов лазеров предложен новый метод с формированием интерференционного сигнала на поднесущей частоте. Выполнено сравнение результата измерения частотных шумов полученного с использованием нового метода со спектром частотного шума приведенного производителем лазера, которое показало хорошее совпадение. Результаты работы могут быть использованы при разработке новых измерительных систем на основе волоконно-оптических датчиков с мультиплексированием чувствительных элементов.

Fiber-optic interferometric sensors of physical quantities are becoming more widespread and are actively used in various fields of industry and instrumentation, as well as for scientific experiments. In many cases, it is necessary to perform distributed measurements, in which information about the measured impact must be collected and processed using a large number of sensors. For example, in hydroacoustic antennas, where a large number of hydrophones are used. One of the promising approaches for solving this problem is the use of fiber-optic measurement systems with multiplexing of sensitive elements. However, to improve the performance of such measurement systems, it is necessary to know the relationship between the parameters of individual elements and the system as a whole. This work is devoted to solving this problem. A new method for calculating the power of optical signals from multiplexed circuits is proposed. An example of one scheme shows the calculation procedure using the proposed method. The results of the analysis of the dependence of the relative power of the interference signal on the number of sensitive elements in the optical circuit are presented. To measure the frequency noise of lasers, a new method is proposed with the formation of an interference signal at a subcarrier frequency. A comparison of the frequency noise measurement result obtained using the new method with the frequency noise spectrum provided by the laser manufacturer was performed, which showed a good match. The results of this work can be used in the development of new measurement systems based on fiber-optic sensors with multiplexing of sensitive elements.