SU1619217A1

SU1619217A1 - Волоконно-оптический датчик

Info

Publication number: SU1619217A1
Application number: SU884411319A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Тимофеевич Полухин
Original assignee: Предприятие П/Я Х-5806
Priority date: 1988-03-14
Filing date: 1988-03-14
Publication date: 1991-01-07

Description

1

,(21) 4411319/10 (22) 14.03.88 (46) 07.01.91. Бюп. № 1 (72) А.Т.Полухин

(53)681.7.068:621.396.2 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1462206, кл. G 01 Р 3/36, 1986.

Trans, of the V Int. Conf. of Fiber Optic and Lazer Sensors. - California , USA, 17-19 August, 1987, p. 186-189.

(54)ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

(57)Изобретение относитс к технике оптического приборостроени и может быть использовано дл изготовлени чувствительных волоконно-оптических датчиков. Цель изобретени - упрощение устройства. В волоконно-оптическом датчике, содержащем замкнутый оптический участок, соединенный с оптической линией, св зывающей источник излучени с приемником излучени , источник излучени выполнен когерентным . В датчик введен дополнительный замкнутый оптический участок, соединенный с оптической линией, св зываю щей источник излучени с приемником излучени , врем пробега света по которому , равное , удовлетвор ет равенству , , где К, и К - целые числа, Ј( - врем пробега света по замкнутому оптическому участку. При этом врем когерентности источника излучени беретс меньше любой из величин Ј| или 2 1 ил.

а 5S

Изобретение относитс к технике оптического приборостроени и может быть использовано дл изготовлени чувствительных волоконно-оптических датчиков.

Целью изобретени вл етс упрощение устройства.

На чертеже представлена функциональна схема датчика, выполненного в виде интерферометра Маха-Цендера.

Датчик содержит источник 1 излучени , приемник 2 излучени и регистратор 3, а также ответвитель 4, первый замкнутый оптический участок 5, второй ответвитель 6 и второй замкнутьй оптический участок 7.

Датчик работает следующим образом.

Оптический луч от источника 1 излучени попадает в оптическую линию

8 и разбиваетс на два основных луча, которые интерферируют на фотоприемнике 2. Первый измерительный луч попадает через ответвитель 4 в первый замкнутый оптический участок 5, где совершает К оборотов и при этом К раз проходит через первый замкнутьй оптический участок 5. Затем измерительный луч через тот же ответвитель 4 выходит из замкнутого оптического участка 5 и по оптической линии 8 попадает на приемник 2 излучени , где интерфе- рирует с опорным лучом. Опорный луч образуетс из части оптического луча, котора от источника излучени попадает в оптическую линию 8, далее через второй ответвитель 6 попадает во второй замкнутый оптический участок 7, совершает по нему один оборот и

ими.

о

QO

к

м

«л.

выходит обратно через второй ответви- тель 6 на оптическую линию 8, по которой попадает в приемник 2 излучени , в котором происходит его интерференци с измерительным лучом. В общем случае опорный луч совершает не один, а несколько оборотов по второму замкнутому оптическому участку, что позвол ет уменьшить длину второго замкнутого оптического участка и тем самым дополнительно упростить конструкцию датчика. В действительности в датчике образуетс много лучей, часть которых проходит по опорному каналу, а часть - по измерительному, но с разным количеством оборотов. Выбор величины времени когерентности источника излучени достаточно малой и выбор длин опорного и измерительно- го каналов позвол ют исключить из интерференции все множество этих лучей.

Когерентными оказываютс только два луча, один из которых (опорный) проходит оптическую линию 8 и с-овер- шает один оборот по второму замкнутому оптическому участку, а другой (измерительный ) также проходит оптическую линию 8 и совершает заданное К число оборотов через первый замкнутый оптический участок. Все остальные лучи оказываютс некогерентными и только ухудшают видность интерференционной картины, образованной выбранными опорным и измерительным лучами. Дл каждого из этих лучей различие времени пробега от источника до приемника излучени отличаетс от времени - пробега любого другого луча на величину , больше времени когерентности источника излучени , поэтому они не могут образовывать устойчивой интерференционной картины.

Claims

Опорный и измерительные лучи проход т одну и ту же оптическую линию 8. Врем их прооега точно равно друг другу, если Јг KЈ, или К2Ј, К, . В этом случае видимость их интерференционной картины максимальна. Но лучи интерферируют и при неточном соблюдении этих равенств. Дл их интерференции достаточно, чтобы времена их пробега не отличались более, чем на врем когерентности источника излучени . При неточном соблюдении этих равенств видность интерференционной картины падает пропорционально величине exp - Ј, К J /Јс, где сс - врем когерентности источника излучени . Формула изобретени

Волоконно-оптический датчик, содержащий источник излучени ,оптическую линию, на которой установлен чувстви - тельный элемент, выполненный в виде первого замкнутого оптического участ- ка световода с ответвителем, приемник излучени и регистратор, отличающийс тем, что, с целью упрощени устройства, в него введен второй замкнутый оптический участок, ссединенньй с оптической линией и установленный последовательно с первым, длина второго замкнутого оптического участка соответствует 1 с2 С, при условии . , , где С - фазова скорость волны; Ј, - врем пробега света по первому замкнутому оптическому участку; Ј - врем пробега света по второму замкнутому участку; К и KЈ - целые числа, при этом источник излучени выполнен когерентным, врем когерентности которого 6С удовлетвор ет условию ЈcЈЈj , с Ј2 .