Волоконно-оптический интерферометрический датчик давления
Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить чувствительность волоконно-оптического интерферометрического датчика давления. Для этого, наряду с последовательно расположенными и оптически связанными лазером 1, коллиматором 2, устройством 4 ввода излучения в световод, чувствительным элементом 5 в виде световода, выходным устройством 6, фильтром 7 анализа мод, объективом 8 преобразования Фурье и фотоприемником 9, датчик содержит голографический синтезированный фильтр 3 формирования суммы двух мод, фильтр 7 анализа мод выполнен в виде голографического синтезированного фильтра анализа суммы двух мод, а световод 5 выполнен многомодовым. Фильтры 3 и 7 выполнены в виде набора голограмм сумм двух мод с различной разностью их порядков, установленного на турели 10. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (gg)5 G 01 L 11/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
М А 8TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4308227/24-10 (22) 23, 06. 87 (46) 07,06,90. 11юл, N 21 (71) Куйбышевский авиационный инсти тут им, акад. С.П,Королева и Институт общей физики AII СССР (72) В,И,Аджалов, В,П ° Гаричев, M.A,Голуб, С,В,Карпеев, С.Г.Кривошлыков, И.И.Сисакян, В.А.Сойфер и Г,В,Уваров (53) 531.787(088.8) (56) Carquille В., Spaier M. and
Maillotte Н. Application of intermodal interference to fibre sensors,—
0pt. Commun., 1986, v.60, Н- 5, рр, 261-264. (54) ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ИНТЕРФЕPOМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить чувствительность волоконно-оптического
ÄÄSUÄÄ 1569617 А1
2 интерферометрического датчика давления, Для этого, наряду с последовательно расположенными и оптически связанными лазером 1, коллиматором
2, устройством 4 ввода излучения в световод, чувствительным элементом
5 в виде световода, выходным устройством 6, фильтром 7 анализа мод, объективом 8 преобразования Фурье и фотоприемником 9, датчик содержит голографический синтезированный фильтр 3 формирования суммы двух мод, фильтр анализа мод 7 выполнен в виде голографического синтезированного фильтра анализа суммы двух мод, а световод 5 выполнен многомодовым ° Фильтры 3 и 7 выполнены в виде набора голограмм сумм двух мод с различной разностью их порядков, установленного на турели 10, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
1569617
Изобретение относится к приборо- . строению и может быть использовано для измерения давления и других физических величин в условиях действия электромагнитных помех, Целью изобретения является повышение чувствительности датчика.
На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. 10
Устройство содержит последователь но расположенные и оптически связанные лазер 1, коллиматор 2, голографический пространственный фильтр 3 формирования суммы двух мод, устрой- 15 ство 4 ввода излучения в световод, многомодовый световод 5, выходное устройство 6, голографический пространственный фильтр 7 анализа суммы двух мод, объектив 8 преобразования 20
Фурье, фотоприемник 9 и устройство
10 смены фильтров, выполненное, например, в виде двух связанных меж-> ду собой вращающихся турелей, Волоконно-оптический интерферо- 25 метрический датчик работает следующим образом, Излучение лазера 1 через коллиматор 2 падает на пространственный голографический фильтр 3, где осуществляется его модуляция в соответствии с распределением суммы двух мод, Промодулированный световой поток с помощью устройства 4 ввода излучения проецируется на входной торец многомодового световода 5, осуществляя селективное возбуждение двух мод в световоде, При распространении по световоду каждая мода будет иметь свой набег фаз. При действии на световод 40 давления или другой. измеряемой физической величины произойдет относительный сдвиг фаз распространяющихся по световоду мод, Комплексное распределение светового потока на выходе световода 5 через выходное устройство 6 проецируется на пространственный голографический фильтр 7, где производится дополнительная фильтрация (BblppJIpHHe) 50 суммы двух возбужденных мод из общего светового потока, в котором могут присутствовать параэитные (не несущие полезной информации) моды.. При прохождении светового т а ерез объектив 8 преобразования Фурье интенсивность света, измеряемая фотоприемником 9, в начале координат пропорциональна сумме двух возбужденных и прошедших через световод мод, т,е. будет наблюдаться интерференционная картина„
Кроме давления, могут измеряться и другие физические величины, вызывающие изменение длины световода, его диаметра или показателя преломления, При реализации датчика с использованием синтезированных на ЭВ1"1 голограмм суммы соседних мод, имеющих коэффициент межмодового затухания порядка 20 дБ, чувствительность возрастает на 10 дБ в сравнении с использованием бинарных амплитудных фильт- ров при тех же возбуждаемых в световоде модах, Чувствительность может быть дополнительно повышена при использовании голограмм сумм двух мод с большой разностью их порядков, Диапазон измерений и чувствительность можно изменять путем смены пространственных фильтров, которые возможно выполнить в виде наложенных голограмм, что упрощает механизм смены фильтров и расширяет функциональные воэможности датчика.
Датчик, таким образом, обладает высокой чувствительностью и точностью измерений, широким диапазоном и может применяться в труднодоступных местах различных объектов, Формула и з о б р е т е н и я
1,Волоконно-оптический интерферометрический датчик давления, содержащий последовательно расположенные-и оптически связанные лазер, коллиматор, устройство ввода излучения в световод, чувствительный элемент в виде световода, выходное устройство, фильтр анализа мод, объектив преобразования Фурье и фотоприемник, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен голографическим синтезированным фильтром формирования суммы двух мод, оптически связанным своими входом и выходом соответственно с выходом коллиматора и входом устройства ввода излучения в световод, фильтр анализа мод выполнен в виде голографического синтезированного фильтра анализа двух мод, а световод выполнен многомодовым, 2.Датчик по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в нем голографиСоставитель И.Сумцов
Техред Я,Дидык . Корректор О.Пипле
Редактор Л.Гратилло
Заказ 1439 Тираж 467 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101
5 1569617 6 ческие фильтры формирования и анализа разностью их порядков, установленносумм двух мод выполнены в виде набора го на введенном в датчик устройстве
1 голограмм сумм двух мод с различной смены фильтров,
