Волоконно-оптический датчик

Волоконно-оптический датчик

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- Ьовано в оптической интерферометрии для регистрации малых акустических сигналов, деформаций и температуры. Целью изобретения является повышение чувствительности датчика за счет устранения влияния паразитного двулучепреломлення оптических волокон. Излучение от источника 1 света, например лазера, проходит через линейный поляризатор 2 и разбивается светоделителем 3 на два пучка одинаковой интенсивности . Пучки распространяются в световодах 4 и 5, проходят в конце каждого из световодов через ячейки Фарадея 11 и 12 соответственно. После отражения от отражателей 6 и 7 пучки вторично проходят через ячейки 11 и 12 и после сложения их на светоделителе 3 части излучения попадают на приемники 13 и 14 излучения. При этом на входы приемников 13 и 14 поступает излучение, в котором паразитное изменение поляризации является скомпенсированным. В схеме 13 обработки и индикации происходит преобразование сигналов с приемников 13 и 14. 1 3.п. ф-лы, 1 ил. о САЭ in СС

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (511 4 0 01 В 1 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!) 3739763/24-28 (22) 04.05.84 (46) 07,06.87. Бюл. 1(21 (71) Институт прикладной физики

АН СССР (72) В. M. Геликонов, В. И, Леонов и М. А. Новиков (53) 531.717(088.8) (56) Kersey А, D., Jakson D, А., Jones J. D. All-hibr е, Mickelson

thermometer Electron T,etters, 1983, 9, Р 13, р,р. 471-473, (54) ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в оптической интерферометрии для регистрации малых акустических сигналов, деформаций и темгературы.

Целью изобретения является повышение чувствительности датчика за счет устранения влияния паразитного двулучепреломления оптических волокон. Излучение от источника 1 света, например л аз ер а, проходит через линейный поляризатор 2 и разбивается светоделителем 3 на два пучка одинаковой интенсивности, Пучки распространяются в световодах 4 и 5, проходят в конце каждого из снетоводов через ячейки

Фарадея 11 и 12 соответственно, После отражения от отражателей 6 и 7 пучки вторично проходят через ячейки

11 и 12 и после сложения их на светоделителе 3 части излучения попадают на приемники 13 и 14 излучения, При этом на входы приемников 13 и 14 поступает излучение, в котором паразитное изменение поляризации является скомпенсированным. В схеме 1S обработки и индикации происходит преобразование сигналов с приемников 13 и 14 ° 1 з.п, ф-лы, 1 ил.

13 1 5797

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в оптической интерферометрии для регистрации малых акустических сигналов, деформаций и температуры.

Цель изобретения — повышение чувствительности за счет устранения влияния паразитного днулучепреломпения оптических волокон.

На чертеже изображена схема волоконно-оптического датчика..

Датчик содержит источник 1 света, расположенные по ходу излучения поляризатор 2, интерферометр Майкельсо. на, состоящий из светоделителя 3, двух нолоконных световодов 4 и 5, образующих два плеча интерферометра, двух отражателей 6 и 7, установленных в каждом из плеч интерферометра, фазовый модулятор 8, размещенный в одном иэ плеч интерферометра, звуковой генератор 9, выход которого электрически связан с входом модулятора

8, блок 10 обработки и регистрации, два входа которого оптически связаны с выходными торцами световодов 4и 5, а третий электрически связан с выходом генератора 9, две ячейки Фарадея

11 и 12, каждая из которых установлена в одном из плеч интерферометра перед отражателями б и 7. Ячейки Фарадея ll и 12 выполнены в одном из возможных вариантов в виде катушки (не показана) электромагнита постоянного тока с намотанными на нее витками светоноца 4 и 5 таким образом, что они расположены перпендикулярно виткам катушки, а снетовод выполнен из парамагнитных или ферромагнитных материалов °

Блок 10 обработки и регистрации содержит два приемника 13 и 14 излучения и схему 15 обработки и индикации °

Устройство работает следующим образом.

Излучение от источника 1 света, например лазера, проходит через линейный поляризатор 2. Линейно поляризованное излучение с помощью волоконного светоделителя 3 разбивается на два пучка одинаковой интенсивности, которые распространяются н снетоводах 4 и 5. Снетовод 4 помещается в исследуемую среду и на него оказывает воздействие измеряемая величина, например акустическое поле или температура, На световод 5 исследуемая

35 среда влияния «е оказывает, но его оптическая длина изменяется по синусоидальному закону под действием модулятора 8. В конце световодов 4 и 5 пучки проходят через ячейки Фарадея

11 и 12, отражаются от зеркальных отражателей 6 и 7 и вторично проходят через ячейки 11 и 12 в обратном направлении. После сложения пучков на светоделителе 3 часть излучения попадает на приемник 13, а часть на приемник 14. Вследствие интерференции пучкон в светоделителе 3 фазы сигналов на выходе приемников 13 и

14 отличаются на 7 . В схеме 15 обработки и индикации эти сигналы поступают на дифференциальный усилитель с синхронным детектором, с выхода которого сигнал, пропорциональный измеряемой величине, преобразуется в цифровой код и визуально отображается элементами индикации. Под влиянием внешних условий за счет ларазитной анизотропии в материале световодон 4 и 5 нозникает паразитное изменение как эллиптичности, так и азимута поляризации. В результате прохождения пучков в каждом из световодов через ячейку Фарадея в прямом и после отражения от изотропного зеркала в обратном направлении паразитное изменение поляризации компенсируется, а результатирующая поляризация излучения на выходе снетоводов испытывает лишь вращение плоскости поляризации на 7 /2.

Формула изобретения

1, Волоконно-оптический датчик, содержащий источник света, интерферометр Майкельсона, состоящий из светоделителя, двух волоконных световодов, образующих дна плеча интерферометра, двух отражателей, установленных в каждом из плеч интерферометра, и фазового модулятора, размещенного в одном из плеч интерферометра, звуковой генератор, выход которого электриче ски сняз ан с входом модулятора, и блок обработки и регистрации, два входа которого оптически связаны с выходными торцами световодов, а третий электрически связан с выходом генератора, о тл и ч ающий ся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен поляризатором, установленным между источником света и интерферометром, и двумя ячейками

Составитель Б. Потапов

Техред М. Ходаннч

Редактор Л. Козориз

Корректор Л, Пилипенко

Заказ 2344/42

Тираж 677

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

3 131

Фарадея, каждая из которых установлена в одном иэ плеч интерферометра перед отражателем.

2. Датчик по п, 1, о т л и ч а юшийся тем, что каждая ячейка

Фарадея выполнена.в виде катушки

5797 4 электромагнита постоянного тока с намотанными на нее витками световода таким образом, что они расположены перпендикулярно виткам катушки, а световод выполнен из парамагнитных или ферромагнитных материалов.