Волоконно-оптический датчик, Кто, что слышал? Опции

[Alexandr]

Попалась мне тут обзорная статейка про волоконно-оптические датчики физических величин и стало мне интересно что это за зверь такой. Люди, кто, что при них слышал, может занимался кто ими - отзовитесь, пообщаемся!

[bbg]

Попалась мне тут обзорная статейка про волоконно-оптические датчики физических величин и стало мне интересно что это за зверь такой. Люди, кто, что при них слышал, может занимался кто ими - отзовитесь, пообщаемся!

Ну дык статью в студию! На то она и обзорная. А так навскидку видел
я вот такие датчики, назовем их "датчиками давления" проникает субъект на
объект, давит на цапу (уже не обязательно субъект и необязательно ногой),
часть волокна испытавает смещение - уровень сигнала уменьшается - TDR
отсекает место.. А вот еще тема - люди делают измерительный дивайс и для полной изоляции части его изолируют волокном. Чем не "интеллектуальный датчик (произвольных, кстати) физ. величин с оптоволоконным интерфейсом". Ой, а еще гироскопы и прочие интерферометры..

А что все же было в статье?

[Alexandr]

Статью к сожалению выложить не могу, случайно удалось глянуть на нее одним глазом Но идея там была такая - автор говорил что хорошая штука для взрывоопасных производств, ибо волокно - не имеет реактивного сопротивления, значит не может накапливать энергию и отдавать ее в ненужные моменты времени. Про принцип действия или конкретные примеры применения ни слова.

[aal]

Читал лет 15 назад о измерителе уровня радиации на основе "помутнени" или рассеивании света в волокне, под действием внешнего фона....

[lightport]

to Alexandr

Одно из применений оптоволоконных датчиков- системы охраны периметров.
Вот одна из статьей по указанной теме с описанием физических принципов работы.

С уважением, Lightport

Прикрепленные файлы

 Распределенные_волоконно.doc ( 95 килобайт ) Кол-во скачиваний: 710

 

[bbg]

Но идея там была такая - автор говорил что хорошая штука для взрывоопасных производств

Угу. Вот именно поэтому это мы и делали. Этакую специальную
пожарно-охранную сигналку. Но до конца не сделали ,пусть
теперь нахрен взрывается, монополист естественный

А всеже интересно, какие физвеличины и как можно померять
непосредственно волокном? Знаю, что есть ктакие шпиенские
микрофончики, цепляемые на волокно, но это тоже своего
рода датчик давления..

[Alexandr]

Цитирую кусок текста из статьи присланной уважаемым lightport.
"Современные волоконно-оптические датчики позволяют измерять почти все. Например, давление, температуру, расстояние, положение в пространстве, ускорение, колебания, массу, звуковые волны, уровень жидкости, деформацию, коэффициент преломления, электрическое поле, электрический ток, магнитное поле, концентрацию газа, дозу радиационного излучения и т.д. Оптическое волокно используется как линия связи, а также является чувствительным элементом. В последнем случае используется чувствительность волокна к электрическому полю (эффекту Керра), магнитному полю (эффект Фарадея), к вибрации, температуре, давлению, деформациях (изгибу)."

О как! Е-мое, а чего ж такое счастье у нас нигде не используется. Волокно вроде стоит копейки. Видимо тут не все так просто.

[lightport]

to Alexandr

О как! Е-мое, а чего ж такое счастье у нас нигде не используется. Волокно вроде стоит копейки. Видимо тут не все так просто.

Все действительно не так просто. Для этих целей используется не совсем обычное оптоволокно. В нем, при помощи самых различных методов, по длине оптоволокна и с определенным шагом создаются неоднородности, изменяющие в этих точках показатель преломления (так называемые оптоволоконные решетки).При различных воздействиях ( растяжение,изгиб, температура и т.д.) происходит изменение периода решетки, место и величину которого можно оценить по изменению соответствующей этому периоду частоты резонанса отраженного или проходящего света. Подробнее об этом можно почитать http://gratings.fo.gpi.ru/index.php?page=19. А не используется
"такое счастье" широко, скорее всего, из-за сложности и технологии получения таких пространственных решеток и дороговизны регистрирующего оборудования, несмотря на потрясающие возможности ( например пространственный датчик, измеряющий распределение температуры по всей длине обьекта, или пространственный датчик деформаций).

Lightport

[RayDen]

Отдельные мировые автогиганты собирались начать внедрение
оптоволоконных датчиков давления на капоты своих автоизделий
с целью предотвращения серьезных повреждений случайно
подвернувшихся под колеса данных изделий неосторожных пешеходов...

[Альберт]

Недавно у нас один человек защитил диссеру по волоконно-оптическим датчикам крутящего момента. В чем суть сказать не смогу (не моя тема), но по его оценке стоимость подобного датчика снизится примерно на 60-80% с учетом стоимости регистрирующей аппаратуры.

[Alexandr]

Становится все интереснее. Значит все-таки эти датчики существуют не только в теории. А поскольку оптоволокно придумали не вчера, тогда по логике должны существовать книги, монографии, диссертации в конце концов, по волокнно оптическим датчикам. Отсюда вопрос, а точнее просьба: не знает ли кто названия, авторов и т.д., а если кто знает, где лежит или готов поделиться тому GRAND

Для начала вот две книги из списка литературы статьи присланной lightport:
Selvarajan A. Fiber optic sensor and their applications / Indian Institute of Science.
Волоконно-оптические датчики / Под ред.Т.Окоси, Пер.с яп., М, Энергоатомиздат, 1990.
Может у кого есть?

[lonzhin]

Не понимаю проблемы. Откройте Гугл, наберите fiber sensor и читайте про это всю оставшуюся жизнь.

Успехов.

[sK0T]

Ну вот например у нас есть такая штука:
http://www.nanonewsnet.ru/index.php?module...ub&tid=10&pid=3

Если интересно, задавайте вопросы. С удовольствием возьмём НИОКР на много денег. Всё работает, всё измеряется.

[Alexandr]

Интерферометр значит. Сейчас буду задавать вопросы
Я так понял - есть некая не прозрачная коробочка с чувствительной мембраной на которую падает излучение, которое отражается, а разность фаз принятого и излучаемого светового потока, а следовательно и интерференционная картина зависят от положения (смещения) мембраны.
Если все описанное верно (поправьте меня), то возникают вопросы:
1. Куда попадает отраженное излучение - в отдельный световод или в тот же самый передающий
2. Как принимаете сигнал: есть ли в приемнике (и передатчике) линзы (в общем секло), что представляет из себя приемный элемент - фото (резистор, диод, транзистор) или ПЗС матрица.
3. Как крепится световоды (световоды) к самому датчику - на разъеме или встроены. Если встроены, что называется "на смерть", то как укрепили в стенке датчика. Как попадает свет на мембрану - напрямую из среза волокна или через некий компаунд, линзу и т.д. Да и под каким углом?
4. Источник света у вас должен быть когерентным. Отсюда вопрос - что именно используете (лазерные диоды и т.п) и как обеспечивается температурная и др. стабильность.
5. Какое оптоволокно используете: одномодовое или многомодовое. Это волокно стандартное или специально изготовленное (как говорилось ранее оптоволоконные решетки). Какая максимальная дальность между датчиком и самой измерительной аппаратурой - грубо говоря на сколько можно отойти от места измерения имея вместо меди оптоволоконный кабель.

Ну вот пока все что пришло в голову. Жду ответа.

[resiner]

Поскольку мне сподручнее писать про технические детали, и поскольку принимал участие написании той статьи на News, то с позволения sKOT, я отвечу на вопросы:

[quote=Alexandr,Jan 19 2005, 14:33]
Интерферометр значит. Сейчас буду задавать вопросы
Я так понял - есть некая не прозрачная коробочка
R> коробочки в данном конкретном исполнении нет - это обычный торец волокна, в прочих исполнениях, например, для измерения температуры, коробочка составляет размер порядка нескольких милиметров диаметра и сантиметр длиной

с чувствительной мембраной на которую падает излучение, которое отражается, а разность фаз принятого и излучаемого светового потока, а следовательно и интерференционная картина зависят от положения (смещения) мембраны.

R> иногда помимо мембраны (и даже чаще всего) используется торец второго волокна, что удобнее.

Если все описанное верно (поправьте меня), то возникают вопросы:
1. Куда попадает отраженное излучение - в отдельный световод или в тот же самый передающий
R> обратно в тот же световод.

2. Как принимаете сигнал: есть ли в приемнике (и передатчике) линзы (в общем секло), что представляет из себя приемный элемент - фото (резистор, диод, транзистор) или ПЗС матрица.
R> внутри коробочки имеется парочка линз и ПЗС матрица с диффракционной решеткой

3. Как крепится световоды (световоды) к самому датчику - на разъеме или встроены.
R> датчик pigtail т.е. имеет хвост на котором имеется разъем

Если встроены, что называется "на смерть", то как укрепили в стенке датчика.
R> волокно вклеивается в датчик

Как попадает свет на мембрану - напрямую из среза волокна или через некий компаунд, линзу и т.д. Да и под каким углом?
R> свет выходит напрямую из волокна, под углом 90 плюс, минус 10 градусов

4. Источник света у вас должен быть когерентным.
R> источник свет, как раз и не когерентный - светодиод с некоторой шириной спектра

Отсюда вопрос - что именно используете (лазерные диоды и т.п) и как обеспечивается температурная и др. стабильность.
R> стабильность характеристик светодиода, неважна, в том и плюс, также не важны многие другие параметры, например, характеристики волокна: потери, изгибы и пр.

5. Какое оптоволокно используете: одномодовое или многомодовое.
R> можно многомодовое, но одномодовое гораздо лучше

Это волокно стандартное или специально изготовленное (как говорилось ранее оптоволоконные решетки).
R> стандартное волокно

Какая максимальная дальность между датчиком и самой измерительной аппаратурой - грубо говоря на сколько можно отойти от места измерения имея вместо меди оптоволоконный кабель.
R> скорее всего несколько километров, но сами не проверяли, поскольку уж очень много волокна нужно

Ну вот пока все что пришло в голову. Жду ответа.
R> надеюсь, что прояснил, есть более подробное описание, могу выслать если интересно

[Alexandr]

Появились еще вопросы. Что называется "как в сказке - чем дальше, тем страшнее". Очень меня заинтересовали ВОД. Поэтому буду благодарен за любую информацию. Вот мое мыло elektron2002@list.ru
Почитаю, и тогда задам грамотные вопросы, чтобы не мучить Вас по пустякам.

[ghost]

кодировка

[rubin]

А вот интересно, насколько сложно изготовить сейчас в "кустарных" условиях более-менне приемлемый волоконно-оптический датчик угловой скорости этак на 3600грд/сек - что думают мастера по этому поводу?

[resiner]

Я думаю, что проблем никаких нет. Источник света, сопряженный с многомодовым волокном, ответвитель (но можно и без него), зеркальце или просто нечто отражающее приклеенное на вращаемую часть, приемник света (практически любой). Лучше еще добавить схему модуляции источника излучения и синхронный детектор. И думаю будет работать.

А вот интересно, насколько сложно изготовить сейчас в "кустарных" условиях более-менне приемлемый волоконно-оптический датчик угловой скорости этак на 3600грд/сек - что думают мастера по этому поводу?

[rubin]

Я думаю, что проблем никаких нет.  Источник света, сопряженный с многомодовым волокном, ответвитель (но можно и без него), зеркальце или просто нечто отражающее приклеенное на вращаемую часть, приемник света (практически любой). Лучше еще добавить схему модуляции источника излучения и синхронный детектор. И думаю будет работать.

А вот интересно, насколько сложно изготовить сейчас в "кустарных" условиях более-менне приемлемый волоконно-оптический датчик угловой скорости этак на 3600грд/сек - что думают мастера по этому поводу?

Это имеется в виду, что источник и приемник находятся на какой-либо неподвижной части? А меня интересует, насколько реально собрать нечто вроде волоконно-оптического гироскопа, наподобие вот как у них
http://www.fizoptika.ru/
но конечно не такой точный (и тем более не такой дорогой!), а чтобы получить грубую оценку скорости вращения (либо угла поворота) на довольно быстро вращающемся объекте - 5-15 Гц.

[resiner]

Я думаю, что проблем никаких нет.  Источник света, сопряженный с многомодовым волокном, ответвитель (но можно и без него), зеркальце или просто нечто отражающее приклеенное на вращаемую часть, приемник света (практически любой). Лучше еще добавить схему модуляции источника излучения и синхронный детектор. И думаю будет работать.

А вот интересно, насколько сложно изготовить сейчас в "кустарных" условиях более-менне приемлемый волоконно-оптический датчик угловой скорости этак на 3600грд/сек - что думают мастера по этому поводу?

Это имеется в виду, что источник и приемник находятся на какой-либо неподвижной части? А меня интересует, насколько реально собрать нечто вроде волоконно-оптического гироскопа, наподобие вот как у них
http://www.fizoptika.ru/
но конечно не такой точный (и тем более не такой дорогой!), а чтобы получить грубую оценку скорости вращения (либо угла поворота) на довольно быстро вращающемся объекте - 5-15 Гц.

Да, они находятся на неподвижной части. А если действительно гироскоп делать, то на волокне, я думаю, трудно получить дешево и сердито даже с низкими характеристиками. Мне кажется, что легче тогда на центробежной силе что-нибудь придумать, если скорости большие, типа динамометра с грузиком. Там же можно и волокно приспособить.

[Adviser]

Вот неплохой ресурс, где достаточно ясно описаны принципы функционирования таких датчиков:

Датчики на основе интерферометра

[Бабай]

Попалась мне тут обзорная статейка про волоконно-оптические датчики физических величин и стало мне интересно что это за зверь такой. Люди, кто, что при них слышал, может занимался кто ими - отзовитесь, пообщаемся!

Я работаю с ВОГами - датчики угловой скорасти

[Alexandr]

Я работаю с ВОГами - датчики угловой скорасти

А по подробнее, какие-нибудь ссылочки, ресурсы, где почитать можно об этом.

[Бабай]

Я работаю с ВОГами - датчики угловой скорасти

А по подробнее, какие-нибудь ссылочки, ресурсы, где почитать можно об этом.

http://www.fizoptika.ru/
ВГ941- 3АМ
ВГ 951

[net]

чтото файлы к сообщению не цепляются - положил на ftp

/upload/DOC/fiber_optic/Fiber Optic Sensor Technology Handbook.zip

[тавр]

Очень давно где то слышал про оптоволоконный датчик тока. Что-то там было про оптокинетический нистагм. Красиво, но что это?

[Old1]

Очень давно где то слышал про оптоволоконный датчик тока. Что-то там было про оптокинетический нистагм. Красиво, но что это?

А может есть статья про этот датчик (где этот самый нистагм упоминается), дык выложи, интересно почитать... Перелопатил все свои книжки по ВОД магнитных полей ничего подобного не нашел...

[Dr.NoA]

Мы сделали волоконно-оптический датчик температуры, так что эти идеи отнюдь не гипотетические

[resiner]

Мы сделали волоконно-оптический датчик температуры, так что эти идеи отнюдь не гипотетические

А на каком принципе, если не секрет: интерференционный, амплитудный? Разрешающая способность?

[Alexandr]

Мы сделали волоконно-оптический датчик температуры, так что эти идеи отнюдь не гипотетические

Рискну предположить, что на температурном расширении оптоволокна?

[Old1]

Рискну предположить, что на температурном расширении оптоволокна?

Не берусь судить о принципе действия ВОД температуры resiner-а, но рискну предположить, что вряд ли. Возможно тепловое расширение волокна в какой то мере и влияет на его светопропускание, но ИМХО не настолько, чтобы его (тепл. расшир. вол.) использовать для измерения температуры. Вообще ВОД температуры известно дольвольно много, причем разных типов: амплитудных, фазовых, поляризационных... Когда-то давно в бытность студентом на лаб. работах. юзал амплитудный ВОД температуры, работающий на принципе изменения потерь на микроизгибах волокна в зависимости от изменения температуры, эффект теплового расширения там использовался, но не волокна а каркаса на который оно наматывалось + изменение показателя преломления оболочки и сердцевины волокна от температуры...

[Alexandr]

To Old1: Вы правы, я имел ввиду раширение каркаса с намотанным на него волокном, просто не правильно выразился А где бы почитать про температурные ВОД?

[Old1]

To Old1: Вы правы, я имел ввиду раширение каркаса с намотанным на него волокном, просто не правильно выразился  А где бы почитать про температурные ВОД?

ВОД такого типа относятся к амплитудным датчикам, и ИМХО отличаются простотой конструкции и, к сожалению, относительно низкой чувствительностью (порог чувствительности порядка 0,01 К) по сравнению с фазовыми (п. ч. ~10-6 К) и поляризационными (п.ч. ~ 10-4 К).
Книжек, посвященных исключительно ВОД температуры, лично я не встречал,(да и не искал, они меня мало интересуют), но датчики температуры рассматриваются (как правило) во всех книгах посвященных ВОД. Могу посоветовать разыскать следующие книги (из тех, которые сам изучал в свое время):
А. Н. Казангапов, А.Л. Патлах, Р. Вильш, Г. Швотцер "Волоконная оптика в измерительной и вычислительной технике", Алма-Ата; Наука, 1989.
Ю.В. Гуляев, М.Я. Меш, В.В Проклов Модуляционные эффекты в волоконных световодах и их применение. Радио и связь. Москва. 1991г.
Окоси Т. и др. Волоконно-оптические датчики. Пер. с япон. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение. 1990. (эту книгу и еще несколько подобной тематики я где-то видел на местном ftp).
Волоконная оптика и приборостроение. Под ред. М.М. Бутусова.- Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение. 1987 г.
Все книги довольно старые, но ИМХО принципы действия и оптическая часть ВОД меняется мало, существенно меняется (со временем) электроника и обработка сигналов.

[Joy]

Очень давно где то слышал про оптоволоконный датчик тока. Что-то там было про оптокинетический нистагм. Красиво, но что это?

Такие датчики действительно существуют и работают. Большинство построено на эффекте Фарадея (вращение эллипса поляризации под действием магнитного поля). Как правило, чувствительными элементами являются образцы материалов, особо восприимчивых к полю (с большим значением константы Верде), но есть варианты, когда детектирование идет на основе обычного волокна, много раз намотанного вокруг проводника с током (у волокна малая восприимчивость, но засчет длины эффект накапливается).
Мне не удалось найти ресурс по оптоволоконным датчикам тока, приходится искать разрозненные статьи в журналах типа Optics Letters. Если у кого-то есть инфа, буду весьма признателен, т.к. подобный датчик - тема моей (потенциальной) диссертации.

[Joy]

Очень давно где то слышал про оптоволоконный датчик тока. Что-то там было про оптокинетический нистагм. Красиво, но что это?

В догонку: еще есть магнитострикционные оптоволоконные датчики магнитного поля. Это когда волокно обмазывается магнитострикционным материалом (изменяющим объем под действием поля), когда включают поле, он сжимает волокно, а это в свою очеред изменяет излучение на выходе (фазовые изменения, изменения модового состава, потери на трещинах...)

[Old1]

Такие датчики действительно существуют и работают. Большинство построено на эффекте Фарадея (вращение эллипса поляризации под действием магнитного поля).

В литературе встречал упоминание датчиков, работающих на эффекте Джоуля, в частности известен фазовый датчик тока на основе интерферометра Маха-Цендера, чувствительным к току элементом является волокно с алюминиевым покрытием. Чувствительность такого датчика приблизительно 5 мкА/м при частоте тока 10 Гц.

[nadie]

To Joy

У меня сейчас нет под руками ссылок, но подобные оптоволоконный датчик тока датчики на эффекте Фарадея делаются серийно Siemens в Германии. Он у них стоит в высоковольтных распред устройствах, так как такие датчики существенно упрощают высоковольтную изоляцию.

Подобные устройства по этой причине есть и у других ведущих производителей.

Науки в этом осталось мало, есть достаточно много патентов, как еще бывших CCCP так и заграничных. В России они не распространены, так как прецизионная оптика (так как вам нужно в простейшем случае поляризовать свет и загнать его в одномодовый световод) и одномодовые волокна сохраняющие плоскость поляризации (которые существенно упрощают конструкцию датчика), со времен СССР были уделом только военных разработок, которые с развалом СССР ни кто особо и не развивал.

Что вы хотите в этом накопать на кандидатскую?

[_artem_]

Na avax'e kniga lezit - "Measurement Instrumentation Sensors" i "Handbook.of.Modern.Sensors.Physics.Designs.and.Applications" . Tam pro opticheskie datchiki nemnogo napisano. Na sayte est poisk. A ot nego na rapidshare link vyxodit.

www.avaxhome.ru

[Joy]

У меня сейчас нет под руками ссылок, но подобные оптоволоконный датчик тока датчики на эффекте Фарадея делаются серийно Siemens в Германии.

Пасиба, уже лажу по сайту, ищу инфу

Науки в этом осталось мало, есть достаточно много патентов, как еще бывших CCCP так и заграничных. В России они не распространены, так как прецизионная оптика (так как вам нужно в простейшем случае поляризовать свет и загнать его в одномодовый световод) и одномодовые волокна сохраняющие плоскость поляризации (которые существенно упрощают конструкцию датчика), со времен СССР были уделом только военных разработок, которые с развалом СССР ни кто особо и не развивал.

Что вы хотите в этом накопать на кандидатскую?

Насколько мне известно, все, кто делал такие датчики, использовали отдельно лазер как источник света и отдельно оптоволокно как чувствительный элемент.
Есть надежда использовать оптоволоконный резонатор полупроводникового лазера для измерения тока. В этом случае, во-первых, не нужна прецезионная оптика (и вообще должна упроститься схема), а во-вторых, должна повысится чувствительность (благодаря тому, что это все-таки лазерный резонатор). Есть надежда через месяц провести експеримент по измерению (если ничего из оборудавания к этому времени не сгорит).

[nadie]

резонатор полупроводникового лазера для измерения тока это действительно что-то новое (во всяком случае для меня). Только в этом случае вы не будете охватывать весь токовый контур, иными словами вы будете мерить магнитное поле, а не ток. В этом случае возникает очень много вопросов о правильности пересчета и о влиянии окружения на измерения.

Насколько мне известно, последние коммерческие разработки основаны на super lum диодах, не лазерах, из за больших шумов лазеров. Возможно, что у вас малошумяший лазер, но те, с которыми мне приходилось иметь дело, были не очень для прецезионных измерений. Опять же какая аналоговая полоса и динамический диапазон у вашего разрабатываемого прибора?

[Joy]

Мы будем пробовать использовать оптоволоконный резонатор (система полупроводниковый оптический усилитель + оптоволоконный контур, замыкающий торцы усилителя). В этом случае схема измерения более-менее стандартна: волокно наматывается вокруг проводника. Только теперь это же волокно будет играть роль еще и лазерного резонатора.
По прикидкам, диапазон токов должен быть от десятков ампер до килоампер. Точность оценить трудно - зависит от многих параметров. Как на самом деле будет - покажет эксперимент. Пока что возимся с лазером, синхронизируем моды...

[nadie]

Ваша идея тогда достаточно продуманная. Как проведете эксперимент, напишите о результатах, интересно. Волокно одномодовое, или многомодовое? С сохранением плоскости поляризации или нет?

[Joy]

Обязательно! Только это будет, скорее всего, в январе, не раньше.

Волокно обыкновенное, одномодовое, SMF28.

[Joy]

Ваша идея тогда достаточно продуманная. Как проведете эксперимент, напишите о результатах, интересно. Волокно одномодовое, или многомодовое? С сохранением плоскости поляризации или нет?

Провели серию экспериментов. Пока неудачно: эффекта нет. Предположительно из-за того, что в системе нет синхронизации мод. Самосинхронизация плохая из-за большого количества продольных мод системы (десятки тысяч), принудительно синхронизировать систему не удается из-за некачественной модуляции питания полупроводника.
Кроме того, поиск причины затрудняется отсутствием информации о величине постоянной Верде для оптоволокна. Возможно, у кого-то есть такая информация? Буду рад любым данным.
В любом случае, руки пока не опустились, ковыряем дальше.

[nadie]

IMHO, постоянная Верде для оптоволокна разная для каждого конкретного волокна. Вовсяком случае у нас были волокна с разными постоянными. Если волокно одномодовое и качественное, то измерить постоянную достаточно просто, при наличии источника постоянного магнитного поля, просто накручиваете катушку с волокном и помещаете ее в поле, после измеряете сдвиг фазы. Только накручивать надо разумно, чтобы засчет преломления волокна не начались сказываться нелинейные эффекты.

[DS]

Вы хотите построить одномодовый диодный лазер с резонатором на обычном оптическом волокне неслабой длины ? Сильно, ничего не скажешь.

Волокно с сохранением поляризации вполне доступно, можно и импортное купить, и, кажется в ИОФАНе делают.

Пассивное детектирование, я думаю, здесь проще, особенно если волокно вытянуто из "правильного" материала. Волоконные гироскопы, между прочим, тоже пассивные. А предел чувствительности для активных и пассивных систем как нас учит товарищ Scully, одинаков.

[Joy]

IMHO, постоянная Верде для оптоволокна разная для каждого конкретного волокна. Вовсяком случае у нас были волокна с разными постоянными. Если волокно одномодовое и качественное, то измерить постоянную достаточно просто, при наличии источника постоянного магнитного поля, просто накручиваете катушку с волокном и помещаете ее в поле, после измеряете сдвиг фазы. Только накручивать надо разумно, чтобы засчет преломления волокна не начались сказываться нелинейные эффекты.

Вы не могли бы привести типичные значения (или разброс)? Мы в расчетах берем 10 в степени -6 1/А...

Вы хотите построить одномодовый диодный лазер с резонатором на обычном оптическом волокне неслабой длины ? Сильно, ничего не скажешь.

Диодный лазер уже построен. Одна поперечная мода и тыщ сто продольных. При этом продольные моды самосинхронизуются, проблема в том, что пики самосинхронизации носят шумовой характер. Пытаемся щас замодулировать питание для получения красивенькой картинки принудительной синхронизации. Тогда-то (надеемся) у нас все и зажужжит.

Пассивное детектирование, я думаю, здесь проще, особенно если волокно вытянуто из "правильного" материала. Волоконные гироскопы, между прочим, тоже пассивные. А предел чувствительности для активных и пассивных систем как нас учит товарищ Scully, одинаков.

Может и проще... у всего есть свои плюсы и минусы... У нас плюс в (возможной) простоте обработки: не надо ни крутого волокна, ни хитрых поляризаторов, ни сложной схемотехники.

[nadie]

Я не хочу ввести вас в заблуждение с конкретными цифрами, так как проверить их не могу (сейчас нахожусь совершенно в другом месте), по памяти разница доходила до 50%, волокно было как американское, так и российского разлива.

Волокно с сохранением поляризации вполне доступно

Мы пытались использовать российское волокно. Проблема возникала в контактах, как механических, так и сварных. Сварка волокна с сохранением поляризации дико муторное занятие, механические контакты имеют смои недостатки.

To DS
Вы знаете фирму, которая бы начала серийное производство пассивных волоконно оптических датчиков в России? Интернет ничего не дает.

[MosAic]

Книжка по теме попалась.

[DS]

Физоптика производит волоконные гироскопы и еще много чего.

Joy, если не секрет, как Вы добиваетесь в волокне селекции одной частоты ? Казалось бы должны генерить все моды, на которых имеется достаточная инверсия, чтобы передавить потери в волокне.

[Joy]

Joy, если не секрет, как Вы добиваетесь в волокне селекции одной частоты ? Казалось бы должны генерить все моды, на которых имеется достаточная инверсия, чтобы передавить потери в волокне.

Так и есть. Генерируется десятки тыщ мод с частотами, отстоящими друг от друга на величину межмодового интервала резонатора (в нашей последней схеме это около 9МГц). А количество мод определяется шириной полосы усиления полупроводникового кристалла.
Теперь, если эти моды засинхронизировать с помощью модуляции питания, есть надежда, что под действием магнитного поля изменится эффективный показатель преломления (в резонаторе бегают два встречных эллиптически поляризованых луча) и в итоге изменится межмодовое расстояние. Разница частот межмодовых биений для встречных волн должна быть пропорциональна току.

Книжка по теме попалась.

То ли лыжи не едут, то ли я... Все что я могу скачать - это скан титульной странички

[DS]

А Вы доп. селектор мод, хотя бы на диф. решетке не пробовали ? И я еще видел решетку типа Брэгговской прямо в волокне, ходил к нам один деятель, показывал полкпроводниковые лазера с таким резонатором предлагал их вместо эталонных гелий-неонов ставить (изделие Российское), но не могу вспомнить как их фирма называется.
Засинхронизовать моды питанием не думаю, что возможно, очень большое запазадывание по рассасыванию носителей. Я это прямо вижу при модуляции тока лазера. А Покельсом не пробовали ?

[Joy]

А Вы доп. селектор мод, хотя бы на диф. решетке не пробовали ? И я еще видел решетку типа Брэгговской прямо в волокне, ходил к нам один деятель, показывал полкпроводниковые лазера с таким резонатором предлагал их вместо эталонных гелий-неонов ставить (изделие Российское), но не могу вспомнить как их фирма называется.
Засинхронизовать моды питанием не думаю, что возможно, очень большое запазадывание по рассасыванию носителей. Я это прямо вижу при модуляции тока лазера. А Покельсом не пробовали ?

Брэгговская решетка образует линейный лазер, а у нас идея построения датчика на кольцевом. Есть уже кольцевые газовые лазеры для измерения тока, там тоже две эллиптично поляризованные волны бегают навстречу друг другу. А под воздействием поля у них по разному изменяется межмодовый интервал - и в итоге видны биения между встречными волнами. Вот и мы хотим забуцать нечто подобное, тока на оптоволокне. По идее, точность должна остаться того же порядка, тока на волокне гораздо проще было бы смонтировать этот измеритель.

Нельзя ли поподробней по поводу синхронизации мод? Я читал, что люди успешно модулируют накачку лазера и в итоге получают принудительную синхронизацию мод...
Повтоюсь, самосинхронизация (без модуляции питания) у нас уже есть: на анализаторе спектра видны пики биений, но каждый пик, если рассмотреть, имеет шумовой характер. Вот от этого мы и надеемся избавится с помощью синхронизации.

По поводу поккельса. Честно говоря, под рукой ячейки нема кроме того, хочется минимизировать кол-во элементов...

[nadie]

Физоптика производит волоконные гироскопы и еще много чего.

Я не могу судить о текущем моменте, но пару лет назад датчиков тока хотя бы мелко серийно не производилось.

Физоптика имеет не мало наработок, но в большинстве случаев (исключая военные разработки) это все таки был этап НИР только в единичных случаях начальные стадии ОКР.

[Alexandr]

Книжка по теме попалась.

То ли лыжи не едут, то ли я... Все что я могу скачать - это скан титульной странички

Вот рабочая ссылка http://rapidshare.de/files/15641756/Datchiki.rar.html
Сегодня вечером или завтра залью на ftp.

MosAic большой - давно искал эту книгу.

[DS]

Так если Брэгговкая решетка сделана внутри волокна, то она будет симметрично в обе стороны работать. Вы наверно путаете с DFB лазером.

Наверное модулируют на ГГЦах, где есть резонанс с носителями заряда.

Сообщение отредактировал DS_ - Mar 16 2006, 15:38

[Joy]

Так если Брэгговкая решетка сделана внутри волокна, то она будет симметрично в обе стороны работать. Вы наверно путаете с DFB лазером.

А что случится с поляризацией после отражения от решетки - никто не знает. с решеткой уже народ, вроде, делал, я де-то статью видел. У них излучение от лазера шло в волокно, намотанное на токопровод. Потом стояла брэгговская решетка, которая заворачивала свет обратно. И на выходе они долго выделяли полезный сигнал, высчитывали сдвиг фаз и т.д.
То есть, у них лазер отдельно, датчик отдельно, детектор отдельно. А мы хотим именно лазер в роли датчика бодяжить... или Вы предлагаете в кольцевой резонатор решетку втулить? Тогда я не совсем понимаю идею...
И простите за ламерство, но что такое DFB лазер?

Наверное модулируют на ГГЦах, где есть резонанс с носителями заряда.

Честно говоря. не помню. Просто везде о модуляции упоминается как-то вскользь, мол, взяли, замодулировали, засинхронизировали... Если у Вас есть инфа про подобные вещи (или про невозможность их использования), был бы рад почитать.

Вот рабочая ссылка http://rapidshare.de/files/15641756/Datchiki.rar.html
Сегодня вечером или завтра залью на ftp.

А можно на мыло eerie@ukr.net пожалуйста! А то до фтп я не скоро доберусь

[DS]

DFB - это distributed feedback. У этого лазера на поверхности выращена Брэгговская решетка, поэтому он может генерить только на одной частоте. Ширина линии порядка 1 Мгц, у более дешевых - до 10 Мгц.
Я имел в виду поставить частотно-селективный элемент прямо в резонатор, как это делается, скажем в лазерах на красителях. Вполне можно такое сделать, если поразмыслить над оптической схемой.

Про модуляцию - все зависит от свойств и конструкции полупроводникового кристалла, особенно, когда в нем гетеропереходы. Заряды могут рекомбинировать быстро, тогда модулировать очень удобно. А может так оказаться, что время рассасывания заряда значительно. Еще при изменении тока меняется коэффициент преломления кристалла, что создает дополнительные трудности. Т.н. "сверхъяркие диоды" зачастую имеют время спада до 1 мс, а уних структуры похожи на лазерные, только зеркал нет. Я пытался с помощью такого диода проверить скорость реакции фотодиода, был не мало удивлен. При модуляции частоты лазера током неоднократно наблюдал запаздывание модуляции прямо на осциллографе.
Так что внимательно изучите физику процессов рекомбинации конкретно в Вашем лазере.

И еще - чем больше возможных мод, тем короче должен быть суммарный импульс. Я боюсь, что у Вас должен получаться импульс в 1 фс или около того, что физически невозможно. Для сохранения формы короткого импульса в волокне нужно очень специфическое волокно, которое делается путем обкладывания кора полыми трубочками и вытягивания этого всего в волокно. Вобщем посчитайте, это не сложно. Импульс 20 Фс успевает разполстись на длине порядка нескольких метров воздухе, что уж про волокно говорить.

Сообщение отредактировал DS_ - Mar 17 2006, 09:38