Волоконно-оптический датчик

„.SU,» 16192

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН А1 (1) С 02 В 6/00 опислник изовркт НиЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

; (21) 4411319/10 (22) 14. 03.88 (46) 07.01.91. Бюп. 1Ф 1 (72) А.Т.Полухин (53) 681.7.068:621.396.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У,1462206, кл . G 01 P 3/36, 1986.

Trans. of the U Int. Conf of Fiber Optic and Lazer Sensors. — Calif ornia, USA, 17 — 19 August, 1987, р, 186-189. (54) ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК . (57) Изобретение относится к технике оптического приборостроения и может быть использовано для изготовления чувствительных волоконно-оптических датчиков. Цель изобретения — упрощеИзобретение относится к технике оптического приборостроения и может быть использовано для изготовления чувствительных волоконно-оптических датчиков.

Целью изобретения является упрощение устройства.

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

Датчик содержит источник 1 излучеI ния, приемник 2 излучения и регистра. тор 3, а также ответвитель 4, первый замкнутый оптический участок 5, второй ответвитель 6 и второй замкнутый оптический участок 7.

Датчик работает следующим образом.

Оптический луч от источника 1 излучения попадает в оптическую линию ние устройства. В волоконно-оптическом датчике, содержащем замкнутый оптический участок, соединенный с оптической линией, связывающей источник излучения с приемником излучения, источник излучения выполнен когерентным. В датчик введен дополнительный замкнутый оптический участок, соединенный с оптической линией., связывающей источник излучения с приемником излучения, время пробега света по которому, равное с, удовлетворяет рал и венству К o = K <,, где К „и K - — цел лые числа, . - время пробега света по замкнутому оптическому участку.

При этом время когерентности источ(О . Ника излучения берется меньше любой из Величин с1 или o ° 1 ил °

8 и разбивается на два основных луча, которые интерферируют на фотогриемнике 2. Перьый измерительный луч попадает через ответвитель 4 в первый замкнутый оптический участс 5, где соьершает К оборотов и при этом К раз проходит через первый замкнутый 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 излучения, где интерфе- рирует с опорным лучом. Опорный луч образуется из части оптического луча, которая от источника излучения попадает в оптическую линию 8, дал= е через второй ответвитель 6 попадает во второй замкнутый оптический участок

7, совершает по нему один оборот и

16192 i 7

40 выходит обратно через второй ответви- .Ф тель 6 на оптическую линию 8, по которой попадает в приемник 2 излучения, в котором происходит его интер- ференция с измерительным лучом. В об" щем случае опорный луч совершает не, один, а несколько оборотов по второму замкнутому оптическому участку, что позволяет уменьшить длину второго замкнутого оптического участка и тем самым дополнительно упростить конструкцию датчика. В действительности в датчике образуется много лучей, часть которых проходит по опорному каналу, а часть — по измерительному, но с разным количеством оборотов. Выбор величины времени когерентности источника излучения достаточно малой

:и выбор длин опорного и измерительно- 2

ro каналов позволяют исключить из интерференции все множество этих лучей.

Когерентными оказываются только два луча, один из которых (опорный) проходит оптическую линию 8 и совершает один оборот по второму замкнутому оптическому участку, а другой (измерительный) также проходит оптическую линию 8 и совершает заданное К число оборотов через первый замкнутьй З оптический участок. Все остальные лу" чи оказываются некогерентнымн и только ухудшают видность интерференционной картины, образованной выбранными опорным и измерительным. лучами. Для каждого из этих лучей различие времени пробега от источника до приемника излучения отличается от временипробега любого другого луча на вели" чину, больше времени когерентности источника излучения, поэтому онн не могут образовывать устойчивой интерференционной картины.

Опорный и измерительные лучи проходят одну и ту же оптическую линию

8. Время их пробега точно равно друг

КЛ или К Кл

В этом случае видимость их интерференционной картины максимальна. Но лучи интерферируют и при неточном соблюдении этих равенств. Для их интерференции достаточно, чтобы времена их пробега не отличались более, чем на время когерентности источника излучения. При неточном соблюдении этих равенств видность .интерфер енционной . ,картины падает пропорционально вели-, I

t чине ехр " К вЂ” (,i К (jc, где с,с

Л I Л время когерентности источника излуче« ния .

Формула из обр ет ения

Волоконно-оптический датчик, содержащий источник излучения, оптическую линию, на которой установлен чувстви тельный элемент, выполненный в виде первого замкнутого оптического участ-. .ка световода с ответвителем, приемниК

;излучения и регистратор, о т л и ч а ющи и с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введен второй замкнутый оптический участок, соединенный с оптической линией и ус". тановленный последовательно с первым, длина второго замкнутого оптического участка соответствует 1 = g С, при условии К 8 = К<6,, где С - фазовая скорость волны; б, - время пробега света по первому замкнутому оптичес:кому участку; с — время пробега сне° Г та по второму замкнутому участку; К и К - целые числа, при этом источник излучения выполнен когерентным, время когерентности которого сс удови летворяет условию С 6 1 o c с, 1619217

Составитель О.Яковлева

Редактор И.Дербак Техред Л.Сердюкова

Корректор М.Максимишинец

Заказ 45; Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101