WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные матриалы
 


Pages:     | 1 ||

«ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ В МНОГОМОДОВЫХ ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДАХ С ИЗМЕНЯЮЩИМСЯ МОДОВЫМ СОСТАВОМ ...»

-- [ Страница 2 ] --

В случае быстрого и относительно маленького воздействия к элементу Пельте добавлялся акустический динамик. Для смены сегмента, подверженного воздействию, и проведения эксперимента проводились те же, уже описанные выше действия. Динамик управлялся генератором Г6-28 и создавал синусоидальные возмущения частотой 5 Гц. Длительность записи сигнала составляла 15 мин для каждого сегмента. Амплитуда воздействия сохранялась неизменной и одинаковой для обоих сегментов. Во время проведения экспериментов элементом Пельтье также обеспечивалось медленное изменение температуры участка световода, чтобы наблюдать сигнал при различных положениях рабочей точки и условиях фединга.

Эксперименты проводились при различных положениях элемента Пельтье относительно МК, и в ходе них было показано, что для данного эксперимента его положение в целом не имеет значения, разве что при нагревании второго сегмента рабочая точка меняется быстрее, чем при нагревании первого.

После окончания эксперимента строились зависимости сигналов фотоприемников от времени. Также строились зависимости усредненных амплитуд сигналов от времени. Для этого для сигнала каждого фотоприемника проводилась фильтрация фильтром верхних частот, чтобы исключить постоянную и медленно меняющуюся составляющие, затем находилась зависимость амплитуды сигнала от времени для каждого фотоприемника, после чего эти зависимости усреднялись по восьми фотоприемникам в целях снижения влияния фединга.

В случае тракта, состоящего из трех сегментов, было уже невозможно менять место воздействия путем «смены направления» тракта. Вместо этого, сегменты тракта состояли из двух патчкордов каждый, чтобы между ними можно было поместить патчкорд, подверженный внешнему воздействию. В остальном температурные эксперименты с тремя сегментами проводились по той же, описанной выше схеме.

Температурный эксперимент с двумя сегментами и контроллером на основе микроизгибов был также проведен по изложенной выше схеме.

4.2. МЕТОДИКИ НАСТРОЙКИ ВОЛОКОННОГО ТРАКТА. ОЦЕНКА

МОДОВОГО СОСТАВА

–  –  –

экспериментах, кроме подготовительной схемы, (п. 4.1. и 4.1), использовался DFB лазер с =1300нм) (рис 4.6).

Самый простой способ проконтролировать модовый состав – это наблюдать на торце МВС изображение интерференционной картины, регистрируемой видеокамерой. При расширении модового состава интерференционная картина претерпевает изменения: диаметр картины становится больше, а интерференционные пятна – меньше. Наблюдая интерференционную картину, можно качественно дать оценку, расширился модовый состав или нет, что на первом этапе было достаточно для проведения экспериментов. Поэтому в экспериментах расширение модового состава в результате действия МК контролировалось по изображению спекл-картин.

Однако, для более формальной оценки, а также более глубокого изучения вопроса преобразования модового состава в результате действия модовых контроллеров, было также проведено вычисление MPD на выходе каждого сегмента тракта.

Рис. 4.7 Схема экспериментальной установки для контроля модового состава.

Для регистрации спекл-картин и измерений MPD использовалась схема, изображенная на рис. 4.7. МВС возбуждался одномодовым пигтейлом DFB лазера QPHOTONICS QDFBLD-1300-10, который управлялся драйвером THORLABS ITC 502 (рис 4.8). Многомодовый тракт состоял из нужного количества сегментов (до 6 сегментов) с модовыми контроллерами между ними. На выходе тракта свет с выходного МВС поступал через 40х микрообъектив и линейный поляризатор на фоточувствительную площадку USB веб-камеры Logitech C525 (Рис. 4.9), встроенный объектив которой был

–  –  –

4.3 СЛУЧАЙ ВОЗДЕЙСТВИЙ С БОЛЬШИМИ ИНДЕКСАМИ ДФМ

(СПЕКТРАЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ)

Данная экспериментальная установка обеспечивала внешние воздействия больших амплитуд (больших индексов ДФМ) и предназначалась для следующих основных целей:

Исследование спектральных характеристик сигналов МВИ с 1) постоянным модовым составом вдоль МВС в зависимости от количества возбужденных в МВС мод при внешних воздействиях больших амплитуд;

Исследование спектральных характеристик сигналов МВИ с 2) расширением модового состава от сегмента к сегменту ММ ВО тракта в зависимости от места внешнего воздействия при внешних воздействиях больших амплитуд;

Сравнение спектральных характеристик выходного сигнала МВИ 3) при воздействии на один и тот же сегмент, но при различном количестве сегментов в тракте.

Схема экспериментальной установки представлена на рис. 4.12 [190].

Рисунок 4.12 Схема экспериментальной установке для случая воздействий больших амплитуд.

Использовался полупроводниковый DFB лазер QPHOTONICS QDFBLDрис. 4.6) с рабочей мощностью излучения 10мВт, работающий в непрерывном режиме на длине волны 1300 нм, и управляемый контроллером лазерных диодов THORLABS ITC 502 (рис. 4.8). Свет через одномодовый пигтейл лазера с FC/PC разъемом вводился в многомодовый тракт, осуществляя возбуждение минимального количества мод. Многомодовый

–  –  –

приблизительно 2,34 м. Максимальный размах температуры элемента Пельтье составлял примерно 65 0С. Зная эти параметры и коэффициент теплового расширения МВС можно оценить максимальное оптическое удлинение по формуле:

= (4.1) L=10-5[1/0С]*60[0C]*2,34[м]=1,4[мм].

Патчкорд, подверженный внешнему температурному воздействию (т.е.

нагреваемый и охлаждаемый элементом Пельтье) мог помещаться в любой сегмент тракта, таким образом обеспечивая внешнее воздействие на участки тракта с различным модовым составом.

В целом можно сказать, что данная схема была основана на базовой схеме, представленной в п 4.1.

Однако по сравнению с базовой она имела ряд доработок:

–  –  –

контраста спекл-картины и, соответственно, выходных сигналов.

Применена USB веб-камера для регистрации ДФМ сигналов.

5) Преимущества применения видеокамеры - это более широкие возможности цифровой обработки сигналов, большое количество фотоприемников (в качестве которых в пределе могут служить отдельные пиксели камеры), возможность контроля спекл-картины на торце световода (то есть в ближней зоне излучения), возможность оценки MPD (см. раздел 4.2) Однако по сравнению с применением отдельных фотоприемников есть и недостатки:

низкая частотная полоса, определяемая максимальной скоростью регистрации кадров – 30 кадров в секунду, небольшой динамический диапазон (8 разрядов).

Снижено время эксперимента до одного линейного нагревания от 6) низшего до высшего значений температуры. Для обеспечения достаточного количества интерференционных минимумов и максимумов, полученных за время эксперимента, и необходимых для получения четкого спектра, длина волокна, подверженного нагреванию, была существенно увеличена и составляла 2,3 м.

Эксперимент проводился по следующей методике. Патчкорд, подверженный внешнему воздействию, подключался к заданному сегменту тракта. Выставлялась и стабилизировалась исходная температура элемента Пельтье. Затем одновременно включалась запись сигнала МВИ и запускалось нагревание волокна. Изменение температуры осуществлялось однократно от 10 0С до 75 0С (скорость нагрева составляла примерно 8,70С/мин) и носило линейный характер. По достижению температуры значения 75 0С запись сигнала останавливалась, волокно переводилось в исходное температурное состояние 10 0С, а подверженный воздействию патчкорд перемещался в другой сегмент.

Эксперимент проводился «с наращиванием» линии: сначала исследовался тракт, состоящий из одного сегмента, затем из двух с нагреванием первого и второго сегмента по очереди, затем из трех и так далее до шести (рис. 4.15). Это позволяло объединить в одном эксперименте все три

–  –  –

Рис. 4.16 Примеры временной зависимости сигнала пикселя и его спектра при температурном воздействии на второй (вверху) и шестой (внизу) сегменты в линии из шести сегментов.

На рис. 4.16 приведены примеры временных сигналов и соответствующих спектров отдельного пикселя для случаев воздействия на второй и выходной шестой сегмент тракта. Как видно из рисунков, спектры носят довольно сложный характер. Полученная теоретически зависимость в виде эквидистантных пиков с расстоянием между ними, определяемым эквидистантным расположением значений постоянных распространения модовых групп в параболическом МВС (см.

главу 2), прослеживается лишь для начальных сегментов тракта. Для последующих сегментов появляются дополнительные гармоники, далеко не всегда наблюдается эквидистантность пиков. Это может быть вызвано различными причинами в эксперименте, например, наличием некоторой нелинейности в зависимости температуры МВС от времени, недостаточным разрешением спектральной зависимости ввиду ограниченности диапазона изменения температуры (что ограничивает время эксперимента), дополнительными хаотичными колебаниями оптической длины МВС ввиду изменения температуры окружающей среды во время эксперимента и т.д. Поэтому способ оценки ширины спектров для их сравнения является отдельным вопросом.

Учитывая вышесказанное, для сравнения ширин спектров были применены два способа обработки сигналов, учитывающих усреднение по множеству пикселей, лежащих в пределах спекл-картины. Первый - это усреднение спектров сигналов множества пикселей и сравнение усредненных спектров. После усреднения спектр становился относительно гладким, что позволяло сравнивать ширины спектра по заданному уровню. И второй - это нахождение количества максимумов на временном сигнале отдельных пикселей, вычисление некоторой «характеристической» частоты через «характеристический» период, равный отношению времени измерения и количества максимумов на временной зависимости, усреднение «характеристической» частоты по множеству пикселей и сравнение полученных значений для воздействий на различные сегменты тракта.

Подсчет количества максимумов осуществлялся программно при помощи алгоритма пикового детектирования. Результаты сравнения по изложенным двум алгоритмам приведены в разделе 5.3.

Помимо сравнения спектров сигналов при одинаковом линейном температурном воздействии на различные сегменты тракта была проведена приблизительная оценка спектральной характеристики для тракта с увеличением количества мод, состоящего из трех сегментов, а также тракта с постоянным модовым составом для трех вариантов модового возбуждения, равных возбуждению каждого из трех сегментов тракта с переменным модовым составом. Поскольку элемент Пельтье, управляемый генератором сигналов специальной формы, обеспечивал нагрев на известную одинаковую температуру за известное одинаковое время, можно считать зависимость

–  –  –

Однако возможность применения данного модулятора была ограничена следующими факторами. Во-первых, в экспериментах максимальная амплитуда модуляции длины МВС (десятки мкм) была недостаточна для обеспечения больших индексов ДФМ, а значит, данный модулятор был непригоден для экспериментов в режиме измерения спектров сигналов. Вовторых, модулятор обладал крайне низкой эффективностью модуляции размеров пьезокерамического цилиндра на низких частотах, поэтому применение обычной видеокамеры в данном случае не представлялось возможным. Ввиду последнего фактора при применении пьезокерамического модулятора вместо видеокамеры для регистрации сигнала использовались фотодиоды. Для увеличения значений максимальной глубины ДФМ был использован температурный модулятор на основе элемента Пельтье, обеспечивающий максимальные значения изменения длины МВС порядка 1мм. Но такой модулятор при больших индексах модуляции обеспечивал только очень низкие частоты модуляции (тысячные доли Гц), что обуславливало дополнительный неотличимый источник погрешности – изменения температуры окружающей среды в лаборатории, а также существенно увеличивал длительность экспериментов. Что касается акустического динамика, то модулятор на его основе, применявшийся в разделе 4.1, был довольно примитивным и неточным, но простым и приемлемым для простейших базовых экспериментов по выявлению зависимости сигналов МВИ от количества распространяющихся мод в месте воздействия в режиме регистрации амплитуд сигналов. В последующих экспериментах он был заменен на пьезокерамический.

Отметим также и вспомогательную роль температурного модулятора. Он применялся в экспериментах в режиме регистрации амплитуд, а также экспериментах с модуляцией оптической частоты лазера для относительно медленного изменения «рабочих точек» регистрируемого участка спеклкартины для устранения эффекта фединга.

4.4 СЛУЧАЙ ВОЗДЕЙСТВИЙ С МАЛЫМИ ИНДЕКСАМИ ДФМ(АМПЛИТУДНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ)

Данная экспериментальная установка обеспечивала внешние воздействия малых амплитуд (малых индексов ДФМ) и предназначалась для следующих основных целей:

Исследование амплитудных характеристик сигналов МВИ с 1) постоянным модовым составом вдоль МВС в зависимости от количества возбужденных в МВС мод при внешних воздействиях малых амплитуд;

Исследование амплитудных характеристик сигналов МВИ с 2) расширением модового состава от сегмента к сегменту ММ ВО тракта в зависимости от места внешнего воздействия при внешних воздействиях малых амплитуд;

Сравнение амплитудных характеристик выходного сигнала МВИ при 3) воздействии на один и тот же сегмент, но при различном количестве сегментов в тракте.

Схема экспериментальной установки представлена на рис. 4.18 [190].

Рисунок 4.18 Схема экспериментальной установке для случая воздействий малых амплитуд.

Как и в спектральных измерениях (см. п. 4.3), использовался полупроводниковый DFB лазер QPHOTONICS QDFBLD-1300-10 (рис. 4.6) с рабочей мощностью излучения 10мВт, работающий в непрерывном режиме на длине волны 1300 нм, и управляемый контроллером лазерных диодов THORLABS ITC 502 (рис. 4.8). Свет через одномодовый пигтейл лазера с FC/PC разъемом вводился в многомодовый тракт, осуществляя возбуждение минимального количества мод. Многомодовый тракт состоял из нескольких (от 1 до 3) сегментов МВС с ДС 62,5 мкм длиной 20 м с установленными между ними модовыми контроллерами, обеспечивающими увеличение количества возбужденных мод от сегмента к сегменту. Модовый контроллер представлял собой соединение FC/PC – FC/APC разъемов двух коротких (3 м) ММ патчкордов с ДС 62,5 мкм, образуя таким образом стык прямого и скошенного торцов двух МВС.

В качестве источника возмущений использовался пьезокерамический цилиндр диаметром 75мм и высотой 50мм с намотанным и приклеенным к нему МВС в первичной оболочке длиной приблизительно 16 м (167 витков) [200]. Управление пьезокерамикой осуществлялось генератором Г3-112 с усилителем Г3-112/1. Резонансная частота цилиндра составляла приблизительно 104 Гц. Воздействие на МВС осуществлялось на частоте 1 кГц. На этой частоте при помощи волоконного интерферометра Фабри-Перо была измерена чувствительность данной системы и составила 3 мкм/В.

Максимальное удлинение МВС достигало значений 60 мкм.

Чтобы исключить влияние фединга, участок выходного сегмента МВС был подвержен линейному медленно меняющемуся от 10 до 70 С температурному воздействию посредством элемента Пельтье. При изменении температуры происходили изменения рабочей точки, что изменяло на амплитуду сигнала в процессе изменения температуры. Максимальные значения амплитуд записывались и затем усреднялись.

Высокая частота сигнала возмущения не позволяла использовать в качестве регистрационной системы ДФМ сигнала имеющуюся USB видеокамеру, максимальная скорость регистрации кадров которой составляла 30кадров/с. Поэтому для регистрации сигнала ДФМ использовался германиевый фотодиод ФД-9Г, включенный в схему с обратным смещением.

Сигнал фотодиода поступал на цифровой осциллограф, позволяющий измерять характеристики сигнала, например, амплитуду и частоту.

Как и схема для спектральных измерений, можно сказать, что данная схема была основана на базовой схеме, представленной в п 4.1. Однако помимо доработок, указанных в предыдущем п. 4.3, касающихся лазера, модовых контроллеров и поляризатора, в качестве источника воздействий был использован пьезокерамический модулятор в отличие от установки с акустическим динамиком (см. п. 4.1). Это позволило контролировать форму и амплитуду внешних воздействий.

Методика эксперимента. Патчкорд, подверженный внешнему воздействию (с намотанным на керамику МВС), подключался к заданному сегменту тракта. Устанавливалась требуемая амплитуда внешнего воздействия на заданной частоте. Температура элемента Пельтье, изменяющего температуру участка выходного МВС, устанавливалась в исходное положение 10 0С, после чего производился запуск изменения температуры. В процессе изменения температуры от 10 до 70 0С и обратно (1 цикл) происходило «гуляние» амплитуды выходного сигнала вследствие фединга. Максимумы амплитуд сигнала фиксировались и записывались.

После чего находилось результирующее значение амплитуды сигнала посредством усреднения полученных максимумов амплитуд за один цикл изменения температуры.

После получения результирующего значения амплитуды сигнала устанавливалось следующее значение амплитуды внешнего воздействия, и проводилась та же последовательность действий. После измерений для требуемого количества значений амплитуд внешнего воздействия проводилась смена сегмента тракта, подверженного внешнему воздействию, и проводилась описанная выше процедура измерений. Всего было проведено 12 измерений (для трех сегментов и четырех значений амплитуды внешнего воздействия для каждого сегмента). По результатам измерений строились графики зависимости результирующей амплитуды сигнала от амплитуды внешнего воздействия для каждого из сегментов.

Для правильного сравнения амплитудных характеристик, их необходимо нормировать на максимальное значение амплитуды в области насыщения АХ.

Однако диапазон амплитуд внешнего воздействия при помощи пьезокерамического модулятора обеспечивал получение лишь линейной части амплитудной характеристики, не доходя до области насыщения. Поэтому амплитуды, соответствующие участку насыщения, вычислялись из зависимости сигнала ДФМ от изменения температуры, вызываемые элементом Пельтье: амплитуда колебаний медленно меняющегося сигнала ДФМ использовалась для нормировки амплитудных характеристик.

Поскольку пьезокерамический модулятор обеспечивал получение лишь линейной части АХ, амплитудные характеристики были рассчитаны также из результатов спектральных измерений (п. 4.3) для получения полных АХ с участком насыщения. Поясним данные вычисления. Зависимость сигнала ДФМ от изменения температуры имеет вид колебаний (см., например, рис.

4.16), соответствующих «перераспределению» интерференционных пятен спекл-картины. Полная смена темных участков на яркие и наоборот соответствует области насыщения амплитудной характеристики. Частичные изменения интенсивности в точке наблюдения соответствуют области возрастающего участка АХ. Если из полной зарегистрированной зависимости сигнала ДФМ от изменения температуры взять участок (окно) заданной длины, соответствующий заданной величине изменения температуры, вычислить СКО окна для различных его положений на общей зависимости и усреднить, то можно получить среднеквадратическое значение амплитуды сигнала для заданной величины внешнего воздействия. Изменяя размер окна, можно изменять величину внешнего воздействия и, таким образом, получить полную амплитудную характеристику. Зная длину участка МВС, подверженного температурному воздействию, можно приблизительно оценить изменение длины МВС для данного значения изменения температуры, и, таким образом, построить АХ как зависимость от удлинения МВС.

4.5 ДВУНАПРАВЛЕННАЯ СХЕМА С ЛОКАЛИЗАЦИЕЙ

Данная экспериментальная установка была предназначена для исследования возможности локализации произвольных воздействий в МВИ с увеличением модового состава вдоль световода. В отличие от установок, представленных в разделах 4.3 и 4.4, где локализация возможна только при одинаковых заранее известных внешних воздействиях, данная установка предусматривает локализацию при произвольных внешних воздействиях.

Схема экспериментальной установки представлена на рис. 4.19, 4.20 [190]. В виду того, что в случае воздействий малых амплитуд при помощи пьезокерамического цилиндра частота воздействий существенно превышает частоту регистрации кадров видеокамеры (см. п. 4.4), схема была реализована в двух вариантах регистрации сигнала: при помощи видеокамер (рис. 4.19) и при помощи фотодиодов (рис. 4.20). Когерентный свет, излучаемый DFB лазером QPHOTONICS QDFBLD-1300-10 (длина волны 1300 nm), при помощи одномодового Y-разветвителя разделяется на две части в пропорциях 50/50.

Чувствительный элемент (ЧЭ) возбуждается с двух сторон в противоположных направлениях посредством двух многомодовых 50/50 Yразветвителей с ДС 62,5мкм.

Возбуждение входов ММ разветвителей посредством ОМ световодов обеспечивало маломодовое возбуждение света на начальных участках (через порты P3). ММ Y-разветвители вносили некоторое расширение модового состава, однако, тем не менее, в начальных сегментах свет был достаточно маломодовым.

ЧЭ состоял из трех сегментов градиентных МВС с ДС 62,5мкм длиной до 20м с двумя одинаковыми модовыми контроллерами между ними. Модовые контроллеры, как и в схеме из п. 4.3, 4.4, представляли собой стык двух МВС с прямым (PC) и скошенным (APC) торцами.

На выходе из ЧЭ свет вновь поступал на ММ разветвители (через порт P3), после чего на выходах P2 разветвителей поступал на систему регистрации.

Рисунок 4.19 Схема экспериментальной установки двунаправленной схемы с локализацией для регистрации воздействий больших амплитуд.

Рисунок 4.20 Схема экспериментальной установки двунаправленной схемы с локализацией для регистрации воздействий малых амплитуд.

–  –  –

вычислялся результирующий спектр аналогично п. 4.3. Поскольку в двух противоположных направлениях количество мод нарастает также в противоположных направлениях, то, зная спектры сигналов для каждого направления, можно определить место воздействия. Например, при воздействии на первый сегмент сигнал в прямом направлении будет иметь самый узкий спектр, соответствующий минимальному числу распространяющихся мод, а в обратном – самый широкий, соответствующий максимальному числу распространяющихся мод. Для среднего сегмента ширины спектров будут одинаковыми (хотя на практике это труднодостижимо, так как сложно создать абсолютно одинаковые условия возбуждения мод на участках тракта в противоположных направлениях). Для третьего сегмента ситуация будет обратной первой. Таким образом, после вычисления ширин спектров вычисляется соответствующий параметр локализации, введенный в разделе (3.4), после чего строится зависимость значений параметров локализации от номера сегмента, подверженного воздействию. Аналогичные действия проводились для случая возмущений малых амплитуд посредством пьезокерамики.

4.6 СХЕМА С ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ ЛАЗЕРА

Задачей данного эксперимента было измерение зависимостей сигналов ДФМ, вызванных частотной модуляцией лазера, для различных типов волокон (со ступенчатым и градиентным профилями показателя преломления), нахождение и построение соответствующих зависимостей амплитуды и спектра от девиации оптической частоты лазера.

Схема экспериментальной установки для исследования сигналов ДФМ при частотной модуляции лазера представлена на рис. 4.22.

Применялся одночастотный полупроводниковый DFB-лазер QPHOTONICS QDFBLD-1300-10 (длина волны 1300 nm, пороговый ток 9 mA, рабочий ток 35 mA, мощность, соответствующая рабочему току, 6 mW), управляемый контроллером лазерных диодов THORLABS ITC 502.

Перестройка оптической частоты осуществлялась методом прямой модуляции по току с посредством генератора электрических сигналов. Выход генератора подключался ко входу модуляции драйвера THORLABS ITC 502. Частота синусоидального модулирующего сигнала равнялась 1Гц. Величина девиации частоты оценивалась по амплитуде модулирующего сигнала, подаваемого на вход модуляции драйвера лазера, при известном коэффициенте преобразования ток-частота (550 МГц/мА), который был получен при помощи калибровки системы частотной модуляции лазера разбалансированным волоконным интерферометром Маха-Цендера.

Рисунок 4.22 Схема экспериментальной установки для исследования сигналов ДФМ при частотной модуляции лазера.

Нижняя граница девиации определялась в основном отношением сигналшум в оптоэлектронной схеме приема и обработки сигнала. С другой стороны, наблюдение сигнала при малой девиации частоты (1 MHz) означает, что среднеквадратичная флуктуация частоты используемого лазера не превышает этой величины в полосе регистрации сигналов (10 kHz).

Для возбуждения в многомодовых световодах стабильного большого количества мод использовался волоконный скремблер типа ModCon производства Arden Photonics.

Регистрация сигнала осуществлялась в дальней зоне посредством системы фотодиодов ФД-9Г. Каждый фотодиод регистрировал часть спеклкартины выходного излучения световода, осуществляя пространственную фильтрацию необходимую для преобразования фазовой модуляции в модуляцию интенсивности. Для повышения контраста на выходе МВС был установлен линейный поляризатор Сигналы фотоприемников [130].

оцифровывались при помощи АЦП и записывались в память компьютера. В установке не применялся прием видеокамерой ввиду ее низкой частотной полосы, определяющейся ее максимальной скоростью регистрации кадров (30 кадров в секунду, то есть предел Найквиста составлял Fmax=15Гц).

Во время измерений ВО тракт не был специально подвержен каким-либо внешним возмущениям. Осуществлялась только перестройка оптической частоты.

Пример полученной зависимости сигнала ДФМ от времени при модуляции частоты лазера представлен на рис. 4.23.

Рисунок 4.23 Пример зависимости сигнала ДФМ от времени при модуляции частоты лазера.

Из графика можно выделить две составляющие сигнала: модуляция интенсивности с частотой 1 Гц, вызванная модуляцией тока лазера, и более быстрый сигнал ДФМ, вызванный модуляцией частоты лазера.

Изложим методику измерений. К волоконному тракту подключалось исследуемое волокно. Исследовались три тапа МВС: градиентный длиной 500м, ступенчатый длиной 500м и градиентный длиной 5км. Драйвером лазерных диодов выставлялся ток лазера, равный 35мА, соответствующий середине выбранного диапазона изменения тока, ограниченного порогом генерации снизу и началом участка насыщения сверху. На вход модуляции драйвера лазерных диодов подавался синусоидальный сигнал с генератора электрических сигналов с частотой 1Гц и амплитудой, соответствующей выбранной амплитуде колебаний оптической частоты лазера (коэффициент преобразования ток-частота составлял 550МГц/мА, коэффициент предобразования напряжение генератора - ток драйвера был также известен).

Далее при покоящейся схеме и отсутствии внешних воздействий проводилась регистрация и запись сигнала в течение времени порядка одной минуты. После этого амплитуда модулирующего сигнала перестраивалась так, чтобы обеспечивать следующее значение амплитуды модуляции оптической частоты лазера, и вновь проводилась регистрация и запись сигнала. Данная процедура проводилась по нескольку раз для всех значений амплитуды модуляции оптической частоты лазера, следующих с некоторым шагом, а также для каждого из исследуемых типов волокон. Амплитуда модуляции оптической частоты лазера ограничивалась сверху максимальным размахом колебаний тока лазера (от порога генерации до точки, близкой к началу участка насыщения), а снизу – шумами оптоэлектронной схемы приема и обработки сигнала [201].

В результате измерений для каждого типа волокна был получен набор временных зависимостей при различных амплитудах модуляции оптической частоты лазера. По полученным временным зависимостям вычислялись две характеристики: спектральная и амплитудная. Спектральная характеристика – это зависимость ширины спектра сигнала от амплитуды модуляции оптической частоты лазера. Амплитудная характеристика – это зависимость амплитуды выходного интерференционного сигнала МВИ от амплитуды модуляции оптической частоты лазера. Амплитудная и спектральная характеристики – это две взаимодополняющие зависимости: при малых индексах модуляции оптической частоты информативной является амплитудная характеристика, а при больших – спектральная.

При вычислении спектральных характеристик выполнялись следующие действия. Для каждого из 8 каналов вычислялся спектр сигнала при каждом значении амплитуды модуляции оптической частоты лазера. Далее определялась ширина спектра по выбранному критерию (величина гармоник спектра превышает уровень шума на данной частоте не менее, чем в 10 раз), после чего вычисленные ширины спектра усреднялись по 8 каналам приема сигнала для каждого значения амплитуды модуляции оптической частоты лазера. Эти операции были проведены для каждой итерации регистрации сигнала, после чего проводилось также усреднение по данным итерациям для каждого значения девиации оптической частоты. По усредненным значениям ширины спектра строилась спектральная характеристика. Поскольку наименьшей гармоникой сигнала являлась частота модуляции оптической частоты (1Гц), при малых амплитудах модуляции ширину спектра считали равной 1 Гц, хотя, строго говоря, величина данной гармоники может не удовлетворять вышеуказанному критерию вычисления ширины спектра.

Амплитудные характеристики вычислялись по следующей методике. Из временных зависимостей сигнала МВИ от времени вычислялась средняя по числу колебаний оптической частоты амплитуда сигнала. Амплитуда определялась как половина от величины, равной разности максимального и минимального значений сигнала на одном периоде модуляции оптической частоты. Далее значение амплитуды усреднялось по 8 каналам приема сигнала ДФМ. Эти операции были проведены для каждой итерации регистрации сигнала, после чего проводилось также усреднение по данным итерациям для каждого значения девиации оптической частоты. По усредненным значениям строилась предварительная амплитудная характеристика. Она содержала составляющие как интерференционного сигнала ДФМ, так и общей модуляции интенсивности.

Устранение компоненты сигнала, вызванной общей модуляцией интенсивности излучения лазера, достигалось вычитанием из предварительной амплитудной характеристики зависимости типа Y=bX, в которой коэффициент наклона b оценивался из полученных предварительных амплитудных характеристик при больших девиациях частоты (~10 GHz).

Поясним данные действия. При увеличении от нуля амплитуды модуляции оптической частоты происходит увеличение амплитуды сигнала ДФМ, но при достижении довольно больших индексов модуляции (~) происходит насыщение амплитуды. Это легко объясняется, если представить, что за один период заданной модуляции оптической частоты большой амплитуды через заданную точку спекл-картины проходит сразу несколько ярких и темных интерференционных пятен. Тогда амплитуда выходного сигнала будет ограничена значениями интенсивности этих пятен и не будет зависеть от дальнейшего увеличения девиации оптической частоты. Таким образом, при достаточном усреднении при больших индексах модуляции оптической частоты амплитуда сигнала ДФМ будет представлять собой горизонтальную прямую. При наличии же дополнительной модуляции общей интенсивности лазерного излучения указанная горизонтальная прямая обретет некоторый наклон. Вычисляя этот наклон (вышеуказанный коэффициент b), можно определить и затем вычесть составляющую амплитудной характеристики, соответствующую модуляции общей интенсивности, то есть получить амплитудную характеристику, соответствующую только модуляции оптической частоты.

После получения амплитудной характеристики проводилась ее нормировка на максимальное значение.

4.7 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4 В главе 4 подробно изложены схемы экспериментальных установок и методики измерений, которые были использованы в экспериментах.

Соответствующие каждой схеме результаты экспериментальных исследований приведены и проанализированы в главе 5.

5 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

В главе 5 представлены результаты экспериментальных исследований с использованием следующих схем:

- подготовительной схемы (в видимом спектральном диапазоне) (параграф 5.1);

- схемы для настройки волоконного тракта и оценки модового состава (параграф 5.2)

- схемы для случая воздействий с большими индексами ДФМ (случай применения спектральных характеристик) (параграф 5.3);

- схемы для случая воздействий с малыми индексами ДФМ (случай применения амплитудных характеристик) (параграф 5.4);

- двунаправленной схемы для локализации воздействий (параграф 5.5);

- схемы с частотной модуляцией лазера (параграф 5.6).

5.1 ПОДГОТОВИТЕЛЬНАЯ СХЕМА ДЛЯ РАБОТЫ В ВИДИМОМСПЕКТРАЛЬНОМ ДИАПАЗОНЕ

В п. 4.1 были изложены схема и методика экспериментов с двумя и тремя сегментами и приемом сигнала в дальней зоне. Приведем результаты экспериментов [195, 196, 202].

На рис. 5.1 представлены фрагменты полученных зависимостей выходного сигнала фотоприемника от времени при температурном воздействии на первый и второй сегменты двухсегментного тракта соответственно. Из зависимостей видно, что при возмущении первого, маломодового сегмента наблюдается существенно меньшее количество осцилляций сигнала, чем при возмущении второго, многомодового сегмента.

На рис. 5.2 представлены усредненные по восьми каналам приема и сглаженные спектры сигналов при воздействии на первый и второй сегменты.

Из графиков видно, что спектр сигнала, при воздействии на маломодовый сегмент тракта существенно уже спектра при воздействии на многомодовый сегмент.

Рисунок 5.1 Зависимость выходного сигнала МВИ от времени при нагревании одного из участков тракта: маломодового (верхний) и многомодового (нижний).

На рис. 5.3 представлены фрагменты полученных зависимостей выходного сигнала фотоприемника МВИ от времени при относительно слабом механическом воздействии акустическим динамиком на маломодовый и многомодовый сегменты. Как видно, амплитуды выходных сигналов существенно отличаются: при увеличении количества мод в точке воздействия амплитуда также увеличивается.

На рис. 5.4 представлены фрагменты зависимости амплитуд сигналов МВИ от времени, усредненных по восьми каналам приема. Несмотря на усреднение, в полученных зависимостях отчетливо наблюдается влияние фединга. Тем не менее, на графике наблюдается четкое различие амплитуд при воздействии на рассматриваемые два сегмента волоконного тракта.

Далее представлены результаты температурных экспериментов с тремя сегментами и, соответственно, двумя МК между ними. Фрагменты зависимостей сигнала фотоприемника от времени для трех сегментов представлены на рис. 5.5, а соответствующие усредненные и сглаженные спектры - на рис. 5.6. Как видно, характер зависимостей сохранился и при увеличении количества сегментов с двух до трех.

Рисунок 5.2 Спектры выходных сигналов МВИ при воздействии на первый, маломодовый (красный) и второй, многомодовый (зеленый) сегменты.

Рисунок 5.3 Фрагменты зависимости выходного сигнала МВИ от времени при механическом воздействии акустическим динамиком на маломодовый (красный) и многомодовый (зеленый) сегменты.

Вышеописанные эксперименты были проведены и с волокнами с диаметром сердцевины 50мкм. В целом, характер зависимости был схожий, за исключением того, что различия характеристик при воздействии на разные участки тракта были менее выраженными. Это связано с тем, что в волокне с диаметром сердцевины 50мкм распространяется меньшее количество мод, чем в волокне с сердцевиной 62,5мкм. По формуле (4.2) можно оценить максимально количество модовых групп на длине волны 0,63 мкм: M32 модовые группы для МВС с ДС 62,5 мкм и M26 модовых групп для МВС с ДС 50 мкм.

Рисунок 5.4 фрагмент зависимости усредненных по 8 каналам приема амплитуд сигналов МВИ от времени при воздействии на маломодовый (красный) и многомодовый (зеленый) сегменты МВИ.

Рисунок 5.5 Зависимость выходного сигнала МВИ с тремя сегментами от времени при нагревании различных участков тракта: маломодового (верхний), с промежуточным значением количества мод (средний) и многомодового (нижний).

Рисунок 5.6 Спектры выходных сигналов МВИ при воздействии на маломодовый (красный), с промежуточным значением количества мод (зеленый) и многомодовый (синий) участки.

Аналогичные эксперименты были проведены с микроизгибными МК.

Полученные результаты в целом повторяют результаты, представленные выше.

По результатам данных экспериментов можно сделать вывод, что предположения о зависимости выходных сигналов МВИ с расширением модового состава вдоль световода от количества распространяющихся мод в месте воздействия подтверждены экспериментально.

Предположения подтвердились экспериментами с двумя и тремя сегментами, составляющими распределенный ММ ВО тракт, со световодами с ДС 50 и 62,5мкм, с МК на основе зазоров между торцами световодов и на основе микроизгибов. Для воздействий относительно больших амплитуд характеристикой, зависящей от места воздействия, является спектр сигналов, а для воздействий относительно малых амплитуд – усредненная амплитуда. Можно сказать, что эксперименты подтвердили возможность локализации внешнего воздействия при условии, что оно заведомо известно и одинаково.

5.2 НАСТРОЙКА ВОЛОКОННОГО ТРАКТА. ОЦЕНКА МОДОВОГОСОСТАВА

В разделе 4.2 была изложена методика вычисления MPD для контроля модового состава, а также представлена схема соответствующей экспериментальной установки. Приведем результаты измерений в виде графиков MPD, а также соответствующих примеров исходных спекл-картин и «замытых» спекл-картин. На рис. 5.7 представлены примеры исходных спеклкартин, а также соответствующие «замытые» изображения для рассматриваемых ММ трактов, включающих в себя от 1 до 6 сегментов с МК на основе стыка разъемов FC/PC – FC/APC (рис. 4.14). На рис. 5.8 представлены соответствующие графики MPD.

Рисунок 5.7 Примеры спекл-картин, а также соответствующие «замытые»

изображения на выходе рассматриваемых ММ трактов, включающих от 1 до 6 сегментов.

Таким образом, в рамках данного раздела проведено измерение MPD на выходе ММ трактов, состоящих из различного числа сегментов, и, соответственно, модовых контроллеров. Хотя измеренные зависимости носят оценочный характер, так как вычислены с учетом ряда ограничений и приближений, они позволяют контролировать распределение мощности по модам на выходе тракта, а также, вместе с изображениями спекл-картин, отслеживать корректность работы модовых контроллеров. Результаты измерения MPD на выходе тракта при его наращивании от 1 до 6 сегментов также отражают процесс преобразования модового состава от сегмента к сегменту в трактах из 2 - 6 сегментов.

Рисунок 5.8 графики MPD для рассматриваемых ММ трактов, включающих в себя от 1 до 6 сегментов.

Отметим, что идеальной была бы ситуация, в которой распределение мощности по модам было бы равномерно распределено по m модовым группам в каждом тракте, а m увеличивалось бы от сегмента к сегменту на заданную целую величину. Причем в модовых группах с номером, большим, чем m, мощность была бы равна нулю. На практике такое распределение, как минимум, труднодостижимо, поэтому следует учитывать преобразование MPD реальных модовых контроллеров.

Из полученных графиков MPD можно судить об эффективности работы модовых контроллеров на основе стыка волокон со скошенным и прямым торцами. В частности, можно сделать вывод, что, несмотря на перенос части мощности в более высокие модовые группы под действием используемых контроллеров, наибольшая мощность, приходящаяся на одну моду, наблюдается в области средних модовых групп.

5.3 СЛУЧАЙ ВОЗДЕЙСТВИЙ С БОЛЬШИМИ ИНДЕКСАМИ ДФМ(СПЕКТРАЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ)

Схема и методика экспериментов данного раздела были изложены в разделе 4.3. Приведем результаты экспериментов.

На рис. 5.9 приведены усредненные спектры сигнала при одинаковом температурном возмущении (линейный нагрев от 10 до 750С) различных сегментов для различных конфигураций тракта.

Как видно из графиков, при увеличении номера сегмента, подверженного внешнему воздействию, а значит, при увеличении количества распространяющихся мод в месте воздействия, происходит характерное увеличение ширины спектра.

Для численного сравнения спектров в качестве характеристики была использована ширина спектра по определенному уровню. Выбор данного уровня может рассматриваться как отдельная задача, которая может зависеть от различных параметров, в том числе от конкретных условий работы датчика.

Для сравнения в данной работе были вычислены зависимости ширины спектра от номера сегмента, подверженного внешнему воздействию, для двух вариантов уровня вычисления ширины спектра: 0,1 относительных единиц для ненормированных спектров и 0,01 относительных единиц для нормированных на максимальное значение спектров.

На рис. 5.10 представлены графики зависимости ширины спектра по уровню 0,1 относительных единиц, от номера сегмента, подверженного воздействию, для трактов, состоящих из 2-6 сегментов соответственно. Как видно из графиков, во всех случаях наблюдается увеличение ширины спектра при увеличении номера сегмента, подверженного воздействию, а значит при увеличении количества распространяющихся в месте воздействия мод.

Помимо определения зависимости ширины спектра от места воздействия в конкретной реализации тракта, интерес представляет поведение ширины спектра при воздействии на один и тот же сегмент (с одинаковым модовым составом) при различном общем количестве сегментов в тракте. Например, второй сегмент может быть подвержен воздействию при общем количестве сегментов от 2 до 6.

Рисунок 5.9 Спектры сигнала МВИ при воздействии на различные сегменты тракта, состоящего из 1 - 6 сегментов, а также спектры сигнала при отсутствии воздействий.

На рис. 5.11 приведены зависимости ширины спектра от количества сегментов в тракте при воздействии на заданный сегмент. Поясним данный график. Например, красная зависимость соответствует ширине спектра при воздействии на первый сегмент. Первая точка соответствует случаю тракта, состоящего лишь из одного сегмента (первого), вторая точка – из двух сегментов и так далее до 6 сегментов. Зеленая кривая соответствует ширине спектра при воздействии на второй сегмент. Зависимость начинается с точки два по горизонтальной оси, так как тракт состоит минимум из двух сегментов.

–  –  –

Рисунок 5.10 Графики зависимости ширины спектра от номера сегмента, подверженного воздействию в трактах, состоящих из 2 - 6 сегментов.

Аналогично построены зависимости для случаев воздействия на третий, четвертый, пятый и шестой сегменты. Последняя зависимость, для шестого сегмента, состоит всего лишь из одной точки, так как только в одном случае возможно воздействие на шестой сегмент – в случае тракта, состоящего из шести сегментов.

–  –  –

количества сегментов от 2 до 6 (воздействие осуществляется всегда на последний сегмент) и тракта с неизменным числом сегментов, равным 6.

На рис. 5.13-5.15 приведены аналогичные результаты для случая сравнения ширины нормированных на максимальное значение спектров по уровню 0,01.

–  –  –

Рисунок 5.13 Графики зависимости ширины спектра от номера сегмента, подверженного воздействию для трактов, состоящих из 2-6 сегментов (вариант нормированных спектров).

Рисунок 5.14 Зависимость ширины спектра от количества сегментов в тракте при воздействии на заданный сегмент (нормированные спектры): нижняя красная кривая – на первый, зеленая – на второй, и так далее до шестого сегмента (бордовая точка вверху).

Рис. 5.15 зависимость ширины спектра от номера сегмента, подверженного воздействию для случаев тракта с увеличением количества сегментов от 2 до 6 (воздействие осуществляется всегда на последний сегмент) и тракта с неизменным числом сегментов, равным 6 (вариант нормированных спектров).

Как видно из графиков, во всех случаях также наблюдается увеличение ширины спектра при увеличении номера сегмента, подверженного воздействию, а значит при увеличении количества распространяющихся в месте воздействия мод. Можно также заметить, что в этом варианте вычисления ширины спектра результаты получились даже несколько лучше по сравнению с предыдущим: на графиках (рис. 5.13 - 5.15) наблюдается меньший разброс значений.

Из полученных результатов можно сделать следующие выводы. Ширина спектров увеличивается при увеличении номера сегмента, подверженного воздействию, при любой из рассматриваемых конфигураций тракта.

Некоторая неравномерность увеличения ширины спектра может быть связана с работой модовых контролеров. В разделе 5.2 была продемонстрирована работа используемых модовых контроллеров, рассчитаны графики MPD, из которых видно, что идеального расширения модового состава не происходит, распределение мощности по модовым группам не является равномерным для интересуемого их количества. Также модовые контроллеры могут несколько отличаться друг относительно друга, так как используемые патчкорды были закуплены у разных поставщиков. Кроме того, преобразование мод контроллером может зависеть от исходного модового распределения в тракте, предшествующем контроллеру. Наконец, неравномерность может быть связана со статистической природой исследуемых эффектов.

Если рассмотреть графики зависимости ширин спектров при воздействии на заданный сегмент от количества сегментов в тракте (рис. 5.11, 5.14), то в целом, наблюдается закономерность нахождения точек, соответствующих воздействиям на заданный сегмент, возле некоторых значений, но некоторыми отклонениями.

Отметим также, что для достижения наилучших результатов необходимо выбрать оптимальный уровень, по которому проводится вычисление ширины спектра, а также произвести нужную нормировку. Если сравнить результаты вычисления зависимости ширины спектра при воздействии на заданный сегмент тракта от количества сегментов в тракте для двух представленных выше случаев (рис. 5.11, 5.14), то видно, что для второго случая наблюдаются более ожидаемые результаты: ширины спектров при воздействии на первый сегмент не превышают ширин спектров при воздействии на второй сегмент и так далее (рис. 5.14), в то время, как для первого варианта встречаются случаи нарушения данной закономерности (рис. 5.11).

Далее приведем результаты обработки через оценку количества максимумов временной зависимости и вычисление «характеристической»

частоты. На рис. 5.16 приведены зависимости среднего числа максимумов временного сигнала ДФМ, а также соответствующей «характеристической»

частоты от номера сегмента, подверженного воздействию для случаев тракта с увеличением количества сегментов от 2 до 6 (воздействие осуществляется всегда на последний сегмент) и тракта с неизменным числом сегментов, равным 6.

Рис. 5.16 Зависимость среднего числа максимумов временного сигнала ДФМ, а также соответствующей «характеристической» частоты от номера сегмента, подверженного воздействию для случаев тракта с увеличением количества сегментов от 2 до 6 (воздействие осуществляется всегда на последний сегмент) и тракта с неизменным числом сегментов, равным 6.

Как видно из зависимостей, отчетливо наблюдается увеличение «характеристической» частоты при увеличении номера сегмента, подверженного воздействию, что соответствует расширению полосы частот.

Стоит отметить также некоторое снижение крутизны зависимости в случае тракта с фиксированным числом сегментов.

По полученным зависимостям сигнала ДФМ от времени (или от изменения температуры) также были приблизительно вычислены спектральные характеристики МВИ для трактов с постоянным модовым Рисунок 5.17 Примеры спекл-картин на выходе тракта с постоянным модовым составом в трех вариантах возбуждения мод, или на выходе каждого из трех сегментов в случае тракта с увеличением модового состава.

Рисунок 5.18 Относительные СХ в линейном и логарифмическом масштабах, вычисленные по результатам температурных экспериментов, для тракта с постоянным модовым составом для трех случаев распределения мощности по модам, соответствующих рис.

5.17 Рисунок 5.19 Относительные СХ в линейном и логарифмическом масштабах, вычисленные по результатам температурных экспериментов, для тракта с увеличением количества мод, в соответствии с рис. 5.17.

составом (рис. 5.18) и увеличением количества распространяющихся мод (рис.

5.19) для трех случаев возбуждения тракта (рис. 5.17) (или сегментов тракта) [190]. Методика вычислений изложена в п. 4.3. Для удобства СХ представлены в линейном и логарифмическом масштабах. Из зависимостей четко прослеживается увеличение крутизны СХ при увеличении количества распространяющихся мод в тракте с постоянным модовом составом и при увеличении номера сегмента в тракте с увеличением модового состава.

Таким образом, проведенная в рамках данного раздела серия экспериментов подтвердила и расширила выводы по результатам пробных экспериментов, представленных в разделе 5.1:

- характерное расширение спектра сигнала в случае внешних воздействий больших амплитуд при увеличении номера сегмента, подверженного внешнему воздействию, в тракте с расширением модового состава от сегмента к сегменту продемонстрировано для тракта, состоящего из 2 - 6 сегментов, и другого типа модовых контроллеров;

- продемонстрирована работоспособность используемых эффектов при регистрации сигналов в ближней зоне;

- получены количественные зависимости ширины спектра сигнала ДФМ от номера сегмента, подверженного внешнему воздействию;

- получены количественные зависимости ширины спектра сигнала ДФМ при воздействии на один и тот же сегмент от общего числа сегментов тракта.

Продемонстрировано приемлемое отклонение ширины спектра при воздействии на сегмент, не являющийся последним в тракте, по сравнению со случаем, если бы данный сегмент был последним (или тракт был бы с постоянным модовым составом, равным составу данного сегмента);

- получены зависимости ширины спектров от номера сегмента, подверженного воздействию при двух различных способов определения ширины спектра. Зависимости носят схожий характер, разнится лишь их качество, что говорит о необходимости продуманного выбора способа определения ширины спектра;

- проведена оценка спектральных характеристик для тракта, состоящего из трех сегментов. Продемонстрировано увеличение крутизны СХ при увеличении номера сегмента, подверженного воздействию;

- проведена оценка спектральных характеристик для тракта с постоянным модовым составом при различном количестве возбужденных мод.

Продемонстрировано увеличение крутизны СХ при увеличении количества возбужденных мод.

5.4 СЛУЧАЙ ВОЗДЕЙСТВИЙ С МАЛЫМИ ИНДЕКСАМИ ДФМ(АМПЛИТУДНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ)

Схема экспериментальной установки и методика измерений изложены в разделе 4.4. В ходе эксперимента были получены нормированные зависимости максимального размаха сигнала ДФМ от размаха модуляции длины МВС пьезокерамическим модулятором для трех случаев возбуждения МВС в МВИ с постоянным модовым составом вдоль МВС, а также для случаев модуляции длины МВС различных участков МВИ с увеличением количества распространяющихся мод вдоль тракта. Причем для изменения распределения мощности по модам в тракте с постоянным модовым составом и в МВИ с увеличением количества распространяющихся мод вдоль тракта использовались одни и те же модовые контроллеры, чтобы можно было сравнивать соответствующие результаты.

На рис. 5.20 приведены примеры зарегистрированных видеокамерой выходных спекл-картин для трех случаев тракта с постоянным модовым составом и соответствующих спекл-картин на выходе каждого из трех сегментов в МВИ с увеличением количества распространяющихся мод вдоль тракта.

На рис. 5.21 приведены нормированные АХ для тракта с постоянным модовым составом для трех случаев распределения мощности по модам, соответствующих рис. 5.20. На рис. 5.22 приведены нормированные АХ для тракта, состоящего из трех сегментов, с увеличением количества распространяющихся мод от сегмента к сегменту, также в соответствии с рис.

5.20.

Рисунок 5.20 Изображение спекл-картин на выходе каждого из трех сегментов тракта.

Нормированный размах сигнала МВИ, отн. ед.

–  –  –

0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2

–  –  –

Рисунок 5.21 Нормированные АХ для тракта с постоянным модовым составом для трех случаев распределения мощности по модам, соответствующих рис.

5.20.

Как видно из рис. 5.21 увеличение количества распространяющихся мод в МВС сопровождается увеличением крутизны АХ. Из рис. 5.22 также хорошо видно, что увеличение количества мод в месте воздействия приводит к увеличению крутизны АХ [190]. Кроме того, линейные аппроксимации АХ для одинакового модового состава в точке воздействия трактов с постоянным модовым составом и с увеличением количества мод довольно близки (рис.

5.23), что подтверждает показанные Главах 2 и 3 выводы.

–  –  –

0,5 0,4 0,3 0,2

–  –  –

Рисунок 5.23 АХ для трактов с постоянным модовым составом и с увеличением количества мод, выполненные на одном графике.

Как было изложено в п. 4.4, АХ были также вычислены по результатам температурных экспериментов, нацеленных на спектральные измерения. На рис. 5.24-5.25 приведены полученные АХ для трех случаев модового состава в точке воздействия (рис. 5.17) для трактов с постоянным распределением мощности по модам и увеличением количества мод вдоль тракта: на рис. 5.24 представлены АХ для тракта с постоянным распределением мощности по модам в логарифмическом и линейном масштабах, а на рис. 5.25 – для тракта с увеличением количества мод вдоль тракта [190].

Рисунок 5.24 Нормированные АХ в линейном и логарифмическом масштабах, вычисленные по результатам температурных экспериментов, для тракта с постоянным модовым составом для трех случаев распределения мощности по модам, соответствующих рис.

5.17.

Рисунок 5.25 Нормированные АХ, вычисленные по результатам температурных экспериментов, для тракта с увеличением количества распространяющихся мод от сегмента к сегменту, в соответствии с рис.

5.17.

На рис. 5.26 и 5.27 представлены вместе на одном графике амплитудные и спектральные характеристики, вычисленные из температурных экспериментов, для случаев тракта с постоянным распределением мощности по модам и увеличением количества мод вдоль тракта [190].

Рисунок 5.26 Нормированные АХ и СХ, вычисленные по результатам температурных экспериментов, для тракта с постоянным модовым составом для случаев возбуждения мод в соответствии с рис 5.

17.

Рисунок 5.27 Нормированные АХ и СХ, вычисленные по результатам температурных экспериментов, для тракта с увеличением количества распространяющихся мод от сегмента к сегменту, в соответствии с рис.

5.17.

5.5 ДВУНАПРАВЛЕННАЯ СХЕМА С ЛОКАЛИЗАЦИЕЙ

В разделе 4.5 были изложены схема и методика измерений сигналов в двунаправленной схеме с локализацией. Приведем результаты экспериментов [190, 199].

Результаты получены для двух случаев внешних воздействий:

относительно низких значениях амплитуд с использованием пьезокерамического модулятора (индекс модуляции разности фаз мод ) и относительно высоких значениях амплитуд на основе измерения температуры элементом Пельтье (индекс модуляции разности фаз мод ). В первом случае параметр локализации вычислялся через амплитуды сигнала, а во втором – через ширину спектра сигнала. На рис. 5.28 (справа) приведена зависимость параметра локализации от подверженного внешнему воздействию сегмента тракта в случае воздействий малых амплитуд, а на рис. 5.28 (слева) – в случае воздействий больших амплитуд. Каждый сегмент несколько раз подвергался воздействиям, различных формы, длительности и амплитуды, поэтому каждому сегменту соответствует несколько значений параметра локализации.

Из графиков хорошо видно, что значения параметра локализации концентрируются вокруг некоторого уникального значения в зависимости от номера сегмента, подверженного воздействию. Следует отметить, что значения для случая воздействия на центральный сегмент могут отличаться от нуля, а модули значений для двух крайних сегментов могут не равняться друг другу. Это можно объяснить тем, что в данной схеме не удается простыми настройками обеспечить одинаковые условия возбуждения модового состава в двух противоположных направлениях.

Результаты рассмотренных экспериментов показали на практике возможность определения места воздействия на ЧЭ вне зависимости от условий возмущения, используя МВИ в режиме двунаправленного возбуждения с неравномерным распределением возбужденных мод вдоль световода. Это свойство МВИ представляется полезным для повышения эффективности многомодовых распределенных интерферометрических датчиков.

Рисунок 5.28 Зависимость параметра локализации от номера сегмента, подверженного внешнему воздействию, для режимов амплитудных (справа) и спектральных (слева) измерений.

5.6 РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ СИГНАЛОВ ПРИ ЧАСТОТНОЙ

МОДУЛЯЦИИ ЛАЗЕРА

В разделе 4.6 были изложены схема и методика измерений сигналов при модуляции оптической частоты лазера. Приведем результаты экспериментов.

На рис. 5.29-5.31 представлены примеры фрагментов временных зависимостей сигналов МВИ при различных значениях размаха оптической частоты для случаев градиентного волокна длиной 500м, ступенчатого волокна длиной 500м и градиентного волокна длиной 5 км соответственно.

Из временных зависимостей хорошо видна общая тенденция увеличения сперва амплитуды сигнала, а затем и частотной полосы при увеличении девиации оптической частоты.

При сравнении по графикам ступенчатого и градиентного световодов одинаковой длины видно, что ступенчатый световод намного более чувствителен к модуляции оптической частоты, чем градиентный, что подтверждает теоретические расчеты. Градиентный световод длиной 5км, несмотря на то, что он обладает в 10 раз большей длиной, показал более высокую чувствительность, чем ожидалось. Был сделан вывод, что используемый тип градиентного волокна длиной 5км обладает худшей полосой пропускания, чем используемое градиентное волокно длиной 500м, что вполне допустимо для различных марок выпускаемых волокон, относящимся к классам ОМ1-ОМ4.

Из зависимостей также можно легко видеть, что сигнал МВИ, как было подробно изложено в разделе 4.6, состоит из двух составляющих:

интерференционного сигнала ДФМ (более высокочастотного) и модуляции общей выходной интенсивности с частотой 1 Гц.

Рисунок 5.29 Фрагменты временных зависимостей сигнала МВИ для градиентного световода длиной 500м при различных амплитудах модуляции оптической частоты (55МГц, 550МГц, 5,5ГГц и 22ГГц).

Рисунок 5.30 Фрагменты временных зависимостей сигналов МВИ для ступенчатого световода длиной 500м при различных амплитудах модуляции оптической частоты (55МГц, 550МГц, 5,5ГГц и 22ГГц).

Рисунок 5.31 Фрагменты временных зависимостей сигналов МВИ для градиентного световода длиной 5км при различных амплитудах модуляции оптической частоты (55МГц, 550МГц, 5,5ГГц и 22ГГц).

На рис. 5.32 представлены нормированные на максимальное значение амплитудные характеристики, вычисленные по результатам экспериментально полученных временных зависимостей сигнала ДФМ при различных значениях размаха колебаний оптической частоты (показаны точками), а также вычисленные на основе модельных расчетов и аналитического выражения (см. главу 2), а на рис. 5.33 – соответствующие передаточные характеристики [186, 187]. При увеличении размаха частотной модуляции лазера происходит увеличение амплитуды сигнала ДФМ. При определенном значении размаха частотной модуляции амплитуда сигнала ДФМ достигает своего максимально возможного значения, соответствующего контрасту спекл-картины. Дальнейшее увеличение размаха ЧМ вызывает появление дополнительных частотных гармоник сигнала ДФМ, которые уже отражаются в спектральных характеристиках. Амплитудные характеристики в нормированном на максимальное значение виде фактически отражают контраст сигналов МВИ вследствие модуляции частоты лазера. Так, например, для градиентного световода длиной 500 m величина контраста 1% соответствует девиации частоты ~ 40 MHz.

На основе амплитудных характеристик целесообразно рассмотреть параметр чувствительности многомодового световода к изменениям частоты лазера: S = (U/Umax)/(·L) [%/(MHz·km)], где L -длина волокна. Изменения сигнала U от сдвига частоты на выбирали на начальном участке амплитудной характеристики и нормировали на максимальное значение Umax.

Оцененный по экспериментальным данным параметр составил величину: SGI ~ 0.02 %/(MHz·km) для градиентных параболических световодов и SSI ~ 2 %/(MHz·km) для «ступенчатых» волокон.

На рис. 5.34 представлены спектральные характеристики сигналов МВИ при частотной модуляции лазера [203]. При частоте модулирующего лазер сигнала 1 Гц ширина спектра соответствует числу гармоник на периоде сигнала модуляции, наблюдавшихся на временных зависимостях. Как видно из графиков, при низких значениях амплитуды частотной модуляции лазера ширина спектра сигнала МВИ равна частоте этой модуляции, что соответствует области роста амплитуды на амплитудных характеристиках (рис. 5.32). При увеличении амплитуды частотной модуляции лазера происходит рост числа гармоник сигнала МВИ, что соответствует увеличению спектральной полосы на спектральной характеристике (рис. 6.34) и участку насыщения на амплитудной характеристике (рис. 5.32).

По амплитудным и частотным характеристикам, как и по временным зависимостям сигналов МВИ, можно судить о частотной зависимости сигналов МВИ. Как видно, ступенчатые световоды существенно более чувствительны к изменению частоты источника.

Рисунок 5.32 Амплитудные характеристики 3-х световодов: градиентный 5000 м, ступенчатый 500 м и градиентный 500 м (слева направо).

Точками отмечены экспериментальные результаты, сплошными линиями – результаты модельных расчетов, пунктирными линиями – результаты аналитических расчетов, проведенных в главе 2.

Параметры световодов в расчетах: градиентный 5км – =2,06, M=9 мод; ступенчатый 500м

– =200, M=3 моды; градиентный 500м – =1,989, M=12 мод; для всех световодов 2а=50m, =0,01.

Рисунок 5.33 Передаточные характеристики 3-х световодов: градиентный 5000 м, ступенчатый 500 м и градиентный 500 м (слева направо).

Точками отмечены экспериментальные результаты, сплошными линиями – результаты модельных расчетов, пунктирными линиями – результаты аналитических расчетов, проведенных в главе 2.

Рисунок 5.34 Спектральные характеристики сигналов МВИ для трех световодов:

градиентного 500м (синий), ступенчатого 500м (зеленый), градиентного 5км (красный).

Сплошные линии – результаты модельных расчетов, точки – результаты экспериментов.

Параметры световодов в расчетах: градиентный 5км – =2,06, M=9; ступенчатый 500м – =200, M=3; градиентный 500м – =1,989, M=12; для всех световодов 2а=50m, = 0,01.

На рис. 5.35 представлен пример «совокупной» характеристики, то есть совмещенных амплитудной и спектральной характеристик, для градиентного световода длиной 5км [203]. Точки перегиба на амплитудной и спектральной характеристиках почти совпадают в логарифмическом масштабе и разделяют области с малым и большим индексами модуляции разности фаз мод ( и ). Координаты этих точек определяют вид «совокупной» амплитудноспектральной частотной характеристики световода (Рис. 5.35) и зависят от параметров световода (длины, профиля показателя преломления, параметра и числа возбужденных мод). С учетом результатов работы [142] можно предположить, что точки перегиба определяются полосой пропускания световода при данном модовом составе.

Рисунок 5.35 Совмещенные амплитудная и спектральная характеристики сигналов МВИ для градиентного световода длиной 5км.

Таким образом, в рамках данного раздела были зарегистрированы сигналы МВИ при модуляции оптической частоты лазера. По результатам измерений показано, что при увеличении девиации оптической частоты происходит сначала увеличение амплитуды сигнала МВИ (при малых индексах модуляции ()), а затем увеличение частотной полосы (при больших индексах модуляции ()). Это отображено на соответствующих амплитудных и спектральных характеристиках. Установлено, что ступенчатые МВС существенно более чувствительны к модуляции оптической частоты по сравнению с градиентными. Учитывая, что чувствительность к внешним воздействиям ступенчатых и градиентных МВС различается не настолько существенно, можно сделать вывод, что использование градиентных волокон в качестве ЧЭ МВИ обеспечивает существенное увеличение соотношения сигнал/шум.

5.7 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5

Результаты экспериментальных исследований подтвердили предположение о зависимости выходных сигналов МВИ с расширением модового состава вдоль световода от количества распространяющихся мод в месте воздействия. Зависимость продемонстрирована для ММ трактов, содержащих до шести сегментов, а также для нескольких типов модовых контроллеров. Полученные количественные зависимости амплитуды сигнала и ширины его спектра от номера сегмента, подверженного внешнему воздействию и общего числа сегментов, продемонстрировали их зависимость от числа мод в месте воздействия. Проведена оценка амплитудных и спектральных характеристик МВИ с увеличением модового состава.

Оценка MPD на выходе каждого из сегментов ММ тракта дала представление об эффективности работы используемых модовых контроллеров, проявились и некоторые их проблемы, например, сложный характер распределения мощности по модам, в том числе снижение доли мощности низших мод при ее перераспределении в модовые группы более высоих порядков.

Двунаправленная схема МВИ продемонстрировала способность локализации места воздействия вне зависимости от характеристик внешнего воздействия.

Экспериментальные исследования МВИ с частотной модуляцией лазера продемонстрировали зависимость АХ и СХ от параметров МВС, а именно параметра профиля показателя преломления и длины. Показано, что МВИ на основе ступенчатых МВС существенно более чувствительны к модуляции частоты лазера по сравнению с градиентными. Экспериментально продемонстрирована возможность оценки полосы пропускания МВС, используя частотную модуляцию лазера.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Теоретические и экспериментальные исследования, проведённые в данной работе, позволяют сделать следующие выводы и заключения.

1) Предложена, разработана и исследована экспериментально и теоретически модель распределенного измерительного многомодого волоконного интерферометра с переменным модовым составом когерентного излучения вдоль световода. Показано, что существенным отличием данной схемы от традиционной схемы с постоянным модовым составом является зависимость характеристик выходных интерферометрических сигналов от распределения мощности по модам в месте волоконного тракта, подверженного внешнему воздействию. Продемонстрировано, что отмеченное свойство позволяет решить проблему локализации внешнего возмущения оптического волокна в непрерывном режиме возбуждения световода.

2) Разработана и детально изучена методика анализа выходных сигналов дифференциальной фазовой модуляции МВИ с использованием нормированных усредненных характеристик – амплитудных, спектральных, передаточных. Данная методика позволяет проводить анализ сигналов МВИ, зависящих от многочисленных параметров волоконного световода и условий его возбуждения. Показана возможность эффективного применения методики для анализа сложных оптических схем МВИ с переменным модовым составом.

В рамках данного подхода получены простые интегральные выражения (типа интегралов Френеля) амплитудных характеристик МВИ для разных модулирующих воздействий – изменения оптической длины участка световода или оптической частоты лазерного источника. Существенным преимуществом разработанной методики в отличие от известных в литературе результатов является возможность анализировать сигналы МВИ с различными вариантами степенного профиля показателя преломления сердцевины световода.

3) Разработаны принципы локализации места воздействия на многомодовый световод с переменным модовым составом, работающий в режиме непрерывного возбуждением с однонаправленным или двунаправленным световыми потоками. Показано, что использование методики нормированных, усредненных амплитудных и спектральных характеристик МВИ позволяет определить место внешнего воздействия на световод независимо от его величины. Важной особенностью данного подхода является существенное расширение динамического диапазона воздействий (на порядка) вследствие совокупного применения амплитудных и 2-3 спектральных сигнальных характеристик МВИ.

4) С применением отмеченных выше подходов выполнены многочисленные модельные расчеты различных характеристик МВИ с переменным модовым составом, разносторонне показывающие особые отличительные свойства данных устройств. Детально рассмотрены наиболее важные и практически не освещенные в литературе зависимости сигналов МВИ от параметра профиля показателя преломления и числа распространяющихся мод. Также проведен подробный анализ отношения сигнал/шум, минимального регистрируемого воздействия и пространственной разрешающей способности распределенного измерительного МВИ. Все отмеченные выше особенности МВИ не рассматривались в известной литературе.

5) Разработаны, созданы и детально исследованы экспериментальные лабораторные макеты МВИ с переменным модовым составом. Предложены и реализованы разнообразные измерительные методики, позволяющие получить характеристики таких устройств в различных режимах работы.

Выполнены многочисленные эксперименты, подтверждающие все основные научные положения, выносимые на защиту. Наиболее важными представляются результаты по локализации внешнего воздействия и частотной модуляции лазерного излучения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гауэр Д. Оптические системы связи [Текст] / Гауэр Д. - М.: : Радио и связь, 1989. - 504 C.

2. Снайдер А. Теория оптических волноводов [Текст] / Снайдер А., Лав Д. М.: радио и связь, 1987. - 656 C.

3. Унгер Х.-Г. Планарные и волоконные оптические волноводы [Текст] / Унгер Х.-Г. - М.: Мир, 1980. - 656 C.

4. Su L. CO2-laser-induced long-period gratings in graded-index multimode fibers for sensor applications [Текст] / Su L., Chiang K.S., Lu C. // IEEE Photonics Technology Letters. - 2006. - Vol. 18. - I. 1. - PP. 190-192.

5. Zhao C.L. Simultaneous temperature and refractive index measurements using a 3° slanted multimode fiber Bragg grating [Текст] / Zhao C.L., Yang X., Demokan M.S., Jin W. // Journal of Lightwave Technology. - 2006. - Vol. 24. - I. 2. - PP. 879Sun A. Multimode interference in single mode-multimode FBG for simultaneous measurement of strain and bending [Текст] / Sun A., Wu Z. // IEEE Sensors Journal.

- 2015. - Vol. 15. - I. 6. - PP. 3390-3394.

7. Berthold J.W., III Historical Review of Microbend Fiber-Optic Sensors [Текст] / Berthold J.W., III // Journal of Lightwave Technology. - 1995. - Vol. 13. - I. 7. - PP.

1193-1199.

8. Lagakos N. Microbend fiber-optic sensor [Текст] / Lagakos N., Cole J.H., Bucaro J.A. // Applied Optics. - 1987. - Vol. 26. - I. 11. - PP. 2171-2180.

9. Spillman Jr W.B. Self-Referencing Multiplexing Technique For Intensity Modulating Fiber Optic Sensors [Текст] / Spillman Jr W.B., Lord J.R. // Proceedings of SPIE. - 1987. - Vol. 718. - PP. 182-191.

10. Johnson B. A Standard Fiber Optic Sensor Interface For Aerospace Applications:

Time Domain Intensity Normalization (TDIN) [Текст] / Johnson B., Lindsay T., Marion M., Morton R. //. - 1989. - Vol. 0989. - PP. 57-67.

11. Wlodarczyk M.T. Environmentally insensitive commercial pressure sensor [Текст] / Wlodarczyk M.T. // Proceedings of SPIE. - 1991. - Vol. 1368. - PP. 121Donlagi D. Microbend sensor structure for use in distributed and quasidistributed sensor systems based on selective launching and filtering of the modes in graded index multimode fiber [Текст] / Donlagi D., Culshaw B. // Journal of Lightwave Technology. - 1999. - Vol. 17. - I. 10. - PP. 1856-1868.

13. Krohn D.A. Understanding Fiber Optics For Automated Control: Part II. Sensing Techniques, Applications, and Economics [Текст] / Krohn D.A., Maack D.R., Vinarub E.I. // Plant Engineering (Barrington, Illinois). - 1983. - Vol. 37. - I. 15. PP. 56-58.

14. Spenner K. Microbending pressure and displacement sensor [Текст] / Spenner K. // Proc. OFS. - 1985. - Vol. 3. - PP. 146-148.

15. Berthold J.W. Design and Characterization of a High Temperature Fiber-Optic Pressure Transducer [Текст] / Berthold J.W., Ghering W.L., Varshneya D. // Journal of Lightwave Technology. - 1987. - Vol. 5. - I. 7. - PP. 870-876.

16. Reed S.E. Fiber optic total-pressure transducer for aircraft applications [Текст] / Reed S.E., Berthold Iii J.W., Seal D.W., Baumbick R.J. // Proceedings of SPIE. Vol. 2070. - PP. 17-23.

17. Dahl-Petersen S. Simple fiber-optic low-temperature sensor that uses microbending loss [Текст] / Dahl-Petersen S., Larsen C.C., Povlsen J.H., Lumholt O., Bjarklev A., Rasmussen T., Rottwitt K. // Optics Letters. - 1991. - Vol. 16. - I.

17. - PP. 1355-1357.

18. Cutolo A. Microbending optoelectronic sensor for on-line temperature measurements in high-power electrical systems [Текст] / Cutolo A., Gallo M. // European transactions on electrical power engineering. - 1991. - Vol. 1. - I. 5. - PP.

281-287.

19. Freal J.B. A Microbend Horizontal Accelerometer for Borehole Deployment [Текст] / Freal J.B., Zarobila C.J., Davis C.M. // Journal of Lightwave Technology.

- 1987. - Vol. 5. - I. 7. - PP. 993-996.

20. Miers D.R. Design And Characterization Of Fiber-Optic Accelerometers [Текст] / Miers D.R., Raj D., Berthold J.W. // Proceedings of SPIE. - 1988. - Vol. 0838. PP. 314-317.

21. Weiss J.D. Fiber-optic strain gauge [Текст] / Weiss J.D. // Journal of Lightwave Technology. - 1989. - Vol. 7. - I. 9. - PP. 1308-1318.

22. Varshneya D. Fiber optic speed sensor for advanced gas turbine engine control [Текст] / Varshneya D., Maida J.L., Overstreet M.A. // Proceedings of SPIE. - 1991.

- Vol. 1367. - PP. 181-191.

23. Wang P. Investigation of single-mode-multimode-single-mode and singlemode-tapered- multimode-single-mode fiber structures and their application for refractive index sensing [Текст] / Wang P., Brambilla G., Ding M., Semenova Y., Wu Q., Farrell G. // Journal of the Optical Society of America B-Optical Physics. Vol. 28. - I. 5. - PP. 1180-1186.

24. Zhu X. Gaussian beam shaping based on multimode interference [Текст] / Zhu X., Schlzgen A., Li H., Moloney J.V., Peyghambarian N. // Proceedings of SPIE. Vol. 7579.

25. Soldano L.B. Optical Multi-Mode Interference Devices Based on Self-Imaging:

Principles and Applications [Текст] / Soldano L.B., Pennings E.C.M. // Journal of Lightwave Technology. - 1995. - Vol. 13. - I. 4. - PP. 615-627.

26. Mehta A. Multimode interference-based fiber-optic displacement sensor [Текст] / Mehta A., Mohammed W., Johnson E.G. // IEEE Photonics Technology Letters. Vol. 15. - I. 8. - PP. 1129-1131.

27. Silva S. Ultrahigh-sensitivity temperature fiber sensor based on multimode interference [Текст] / Silva S., Pachon E.G.P., Franco M.A.R., Hayashi J.G., Malcata F.X., Frazo O., Jorge P., Cordeiro C.M.B. // Applied Optics. - 2012. - Vol.

51. - I. 16. - PP. 3236-3242.

28. Huang J. Polymer optical fiber for large strain measurement based on multimode interference [Текст] / Huang J., Lan X., Wang H., Yuan L., Wei T., Gao Z., Xiao H.

// Optics Letters. - 2012. - Vol. 37. - I. 20. - PP. 4308-4310.

29. Selvas R. Wavelength tuning of fiber lasers using multimode interference effects [Текст] / Selvas R., Torres-Gomez I., Martinez-Rios A., Alvarez-Chavez J.A., MayArrioja D.A., LiKamWa P., Mehta A., Johnson E.G. // Optics Express. - 2005. - Vol.

13. - I. 23. - PP. 9439-9445.

30. Mohammed W.S. All-fiber multimode interference bandpass filter [Текст] / Mohammed W.S., Smith P.W.E., Gu X. // Optics Letters. - 2006. - Vol. 31. - I. 17.

- PP. 2547-2549.

31. Mohammed W.S. Wavelength tunable fiber lens based on multimode interference [Текст] / Mohammed W.S., Mehta A., Johnson E.G. // Journal of Lightwave Technology. - 2004. - Vol. 22. - I. 2. - PP. 469-477.

32. Zhu X. Single-transverse-mode output from a fiber laser based on multimode interference [Текст] / Zhu X., Schlzgen A., Li H., Li L., Wang Q., Suzuki S., Temyanko V.L., Moloney J.V., Peyghambarian N. // Optics Letters. - 2008. - Vol.

33. - I. 9. - PP. 908-910.

33. Zhu X. Detailed investigation of self-imaging in large-core multimode optical fibers for application in fiber lasers and amplifiers [Текст] / Zhu X., Schlzgen A., Li H., Li L., Han L., Moloney J.V., Peyghambarian N. // Optics Express. - 2008. Vol. 16. - I. 21. - PP. 16632-16645.

34. Zhu X. High-power fiber lasers and amplifiers based on multimode interference [Текст] / Zhu X., Schlzgen A., Li H., Li L., Temyanko V.L., Moloney J.V., Peyghambarian N. // IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics. Vol. 15. - I. 1. - PP. 71-78.

35. Crosignani B. Speckle-pattern visibility of light transmitted through a multimode optical fiber [Текст] / Crosignani B., Daino B., Porto P.D. // Journal of the Optical Society of America. - 1976. - Vol. 66. - I. 11. - PP. 1312-1313.

36. Takahara H. Visibility of speckle patterns: effect of the optical guide length in coherent light [Текст] / Takahara H. // Applied Optics. - 1976. - Vol. 15. - I. 3. - PP.

609-610.

37. Bucaro J.A. Optical fiber acoustic sensor [Текст] / Bucaro J.A., Dardy H.D., Carome E.F. // Applied optics. - 1977. - Vol. 16. - I. 7. - PP. 1761-1762.

38. Layton M.R. Optical Fiber Acoustic Sensor Utilizing Mode-Mode Interference [Текст] / Layton M.R., Bucaro J.A. // Appl Optics. - 1979. - Vol. 18. - I. 5. - PP.

666-670.

39. Kotov O.I. Registration of influence on optical fiber by mode-mode interference [Текст] / Kotov O.I., Liokumovich G.B., Markov S.I. // Proceedings of SPIE. - 2004.

- Vol. 5381. - PP. 91-102.

40. Kumar A. Fiber optic strain sensor based on LP01-LP02 mode interference in a few mode optical fiber [Текст] / Kumar A., Goel N.K., Varshney R.K. // Proceedings of SPIE. - 2001. - Vol. 4417. - PP. 500-505.

41. Shankaranarayanan N.K. Mode-Mode Interference Effects In Axially Strained Few-Mode Optical Fibers [Текст] / Shankaranarayanan N.K., Srinivas K.T., Claus R.O. // Proceedings of SPIE. - 1988. - Vol. 0838. - PP. 385-388.

42. Spillman W.B. Statistical-mode sensor for fiber optic vibration sensing uses [Текст] / Spillman W.B., Kline B.R., Maurice L.B., Fuhr P.L. // Applied Optics. Vol. 28. - I. 15. - PP. 3166-3176.

43. Lomer M. Measurement of displacement in the micrometer range using speckle pattern correlation in multimode fibers [Текст] / Lomer M., Abascal J., CastrellonUribe J., Lopez-Higuera J.M. // Proceedings of SPIE. - 2013. - Vol. 8794.

44. Rodriguez-Cobo L. Speckle characterization in multimode fibers for sensing applications [Текст] / Rodriguez-Cobo L., Lomer M., Galindez C., Lopez-Higuera J.M. // Proceedings of SPIE. - 2012. - Vol. 8413.

45. Malki A. Impact and vibration detection in composite materials by using intermodal interference in multimode optical fibers [Текст] / Malki A., Gafsi R., Michel L., Labarrre M., Lecoy P. // Applied Optics. - 1996. - Vol. 35. - I. 25. - PP.

5198-5201.

46. Leng J.S. NDE of smart structures using multimode fiber optic vibration sensor [Текст] / Leng J.S., Asundi A. // NDT and E International. - 2002. - Vol. 35. - I. 1.

- PP. 45-51.

47. Rodriguez-Cobo L. POF vibration sensor based on speckle pattern changes [Текст] / Rodriguez-Cobo L., Lomer M., Galindez C., Lopez-Higuera J.M. // Proceedings of SPIE. - 2012. - Vol. 8421.

48. Lomer M. Speckle POF sensor for detecting vital signs of patients [Текст] / Lomer M., Rodriguez-Cobo L., Revilla P., Herrero G., Madruga F., Lopez-Higuera J.M. // Proceedings of SPIE. - 2014. - Vol. 9157.

49. Kotov O.I. Multichannel signal detection in a multimode optical-fiber interferometer: Ways to reduce the effect of amplitude fading [Текст] / Kotov O.I., Kosareva L.I., Liokumovich L.B., Markov S.I., Medvedev A.V., Nikolaev V.M. // Technical Physics Letters. - 2000. - Vol. 26. - I. 9. - PP. 844-848.

50. Kotov O.I. Multichannel signal detection in a multimode optical-fiber interferometer: Reducing the effect of spurious signals [Текст] / Kotov O.I., Kosareva L.I., Liokumovich L.B., Markov S.I., Medvedev A.V., Nikolaev V.M. // Technical Physics Letters. - 2000. - Vol. 26. - I. 11. - PP. 991-995.

51. Rodriguez-Cobo L. Fiber Specklegram-Multiplexed Sensor [Текст] / Rodriguez-Cobo L., Lomer M., Lopez-Higuera J.M. // Journal of Lightwave Technology. - 2015. - Vol. 33. - I. 12. - PP. 2591-2597.

52. Ю. Н. Кульчин Корреляционный метод обработки спекловой картины сигналов одноволоконных многомодовых интерферометров с использованием приборов с зарядовой связью [Текст] / Ю. Н. Кульчин, О.Б. Витрик, А. Д.

Ланцов // Квант. электрон. - 2006. - Том 36. - Вып. 4. - С. 339-342.

53. Деветьяров Д.Р. Особенности регистрации и обработки спекл-картин на выходе многомодового световода с использованием ПЗС-матрицы и программного пакета LabVIEW [Текст] / Деветьяров Д.Р., Чапало И.Е., Медведев А.В., Котов О.И. // Материалы международной научнопрактической конференции XLI Неделя науки СПбГПУ. - 2012. - Том 9. - С. 5.

54. Петров А.В. Сравнение методов усреднения сигналов межмодового волоконного интерферометра [Текст] / Петров А.В., Чапало И.Е., Котов О.И.

// Неделя науки СПбПУ: материалы научной конференции с международным участием. 14-19 ноября 2016 года. Институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций. - 2016. - С. 146-148.

55. Петров А.В. Пространственное усреднение при многоканальном приеме сигнала межмодового волоконного интерферометра для снижения фединга [Текст] / Петров А.В., Чапало И.Е., Котов О.И. // Неделя науки СПбПУ:

материалы научной конференции с международным участием. 14-19 ноября 2016 года. Лучшие доклады. - 2016. - С. 113-118.

56. Кульчин Ю.Н. Распределенные волоконно-оптические измерительные системы [Текст] / Кульчин Ю.Н. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. - 272 P.

57. Kamshilin A.A. Adaptive correlation lter for stabilization of interference-beroptic sensors [Текст] / Kamshilin A.A., Jaaskelainen T., Kulchin Y.N. // Applied Physics Letters. - 1998. - Vol. 73. - I. 6. - PP. 705-707.

58. Lujo I. Fiber-optic vibration sensor based on multimode fiber [Текст] / Lujo I., Klokoc P., Komljenovic T., Bosiljevac M., Sipus Z. // Radioengineering. - 2008. Vol. 17. - I. 2. - PP. 93-97.

59. Efendioglu H.S. Intelligent fiber optic statistical mode sensors using novel features and artificial neural networks [Текст] / Efendioglu H.S., Toker O., Yildirim T., Fidanboylu K. // Proceedings of SPIE. - 2013. - Vol. 8693.

60. Satar S.M.A. Designing of an optical fiber sensors of statistical mode via image processing of speckle pattern changes [Текст] / Satar S.M.A., Ali A.H., Abbas M.K.

// International Journal of Scientific and Research Publications. - 2015. - Vol. 5. - I.

10.

61. Varyshchuk V. Using a multimode polymer optical fiber as a high sensitivy strain sensor [Текст] / Varyshchuk V., Bobitski Y., Poisel H. // Proceedings of MIXDES. - 2014. - PP. 464-467.

62. Кульчин Ю.Н. Корреляционная обработка сигналов одноволоконного многомодового интерферометра в режиме возбуждения малого числа мод при измерениях деформационных воздействий [Текст] / Кульчин Ю.Н., Витрик О.Б., Ланцов А.Д. // Квант. электрон. - 2008. - Том 38. - Вып. 1. - С. 56-58.

63. Efendioglu H.S. Advanced Image Processing and Artificial Intelligence Based Approaches to Fiber Optic Statistical Mode Sensor Design [Текст] / Efendioglu H.S., Yildirimb T., Tokera O. // Proceedings of SPIE. - 2011. - Vol. 7982.

64. Rao U.K. Smart integrated-optics displacement/force sensor based on speckle pattern detection using neural net with 0.1 A. resolution [Текст] / Rao U.K., GarciaValenzuela A., Tabib-Azar M. // Sensors and Actuators, A. - 1993. - Vol. 39. - PP.

37-44.

65. Rodriguez-Cobo L. Common frequency suppression method for fiber specklegram perimeter sensors [Текст] / Rodriguez-Cobo L., Lomer M., LopezHiguera J.M. // Proceedings of SPIE. - 2015. - Vol. 9634.

66. Hasegawa M. Changes in speckle patterns induced by load application onto an optical fiber and its possible application for sensing purpose [Текст] / Hasegawa M., Okumura J.Y., Hyuga A. // Proceedings of SPIE. - 2015. - Vol. 9620.

67. Fujiwara E. Development of an optical fiber FMG sensor for the assessment of hand movements and forces [Текст] / Fujiwara E., Wu Y.T., Santos M.F.M., Schenkel E.A., Suzuki C.K. // IEEE International Conference on Mechatronics Proceedings. - 2015. - PP. 176-181.

68. Dziuda L. Fiber-optic sensors for monitoring patient physiological parameters:

A review of applicable technologies and relevance to use during magnetic resonance imaging procedures [Текст] / Dziuda L. // Journal of Biomedical Optics. - 2015. Vol. 20. - I. 1.

69. Dash J.N. Nano-displacement sensor based on photonic crystal fiber modal interferometer [Текст] / Dash J.N., Jha R., Villatoro J., Dass S. // Optics Letters. Vol. 40. - I. 4. - PP. 467-470.

70. Benevides A.B. Unobtrusive heart rate monitor based on a fiber specklegram sensor and a single-board computer [Текст] / Benevides A.B., Frizera A., Cotrina A., Ribeiro M.R.N., Segatto M.E.V., Pontes M.J. // Proceedings of SPIE. - 2015. Vol. 9634.

71. Fujiwara E. Optical fiber tactile sensor for user interfaces [Текст] / Fujiwara E., Paula F.D., Wu Y.T., Santos M.F.M., Suzuki C.K. // Proceedings of the International Symposium on Consumer Electronics, ISCE. - 2016. - PP. 11-12.

72. Rodriguez-Cobo L. Reflection-based fiber specklegram sensor [Текст] / Rodriguez-Cobo L., Lomer M., Ruiz-Lombera R., Cobo A., Lopez-Higuera J.M. // Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. - 2016. Vol. 9916.

73. Hasegawa M. Preliminary investigations on changes in speckle patterns projected from a multimode optical fiber due to external disturbances to be applied onto the fiber [Текст] / Hasegawa M. // Optical Engineering. - 2016. - Vol. 55. - I.

12.

74. Arstizabal V.H. Numerical modeling of fiber specklegram sensors by using finite element method (FEM) [Текст] / Arstizabal V.H., Vlez F.J., Rueda E., Gmez N.D., Gmez J.A. // Optics Express. - 2016. - Vol. 24. - I. 24. - PP. 27225Chen X. Acoustic strain effect of multimode fiber optic sensor [Текст] / Chen X., Yang D., Lai B., Li Z. // Proceedings of SPIE. - 1996. - Vol. 2895. - PP. 384Leung C.-Y. Fiberoptic Line-Sensing System for Perimeter Protection Against Intrusion [Текст] / Leung C.-Y., Chang I.F., Hsu S. // OFS proceedings. - 1986. PP. 113-116.

77. Leung C.Y. Optical fiber line-sensor based on intermodal interference [Текст] / Leung C.Y., Chang I.F. // Proceedings of SPIE. - 1987. - Vol. 813. - PP. 365-366.

78. Dhall A. Intrusion detection system based on speckle pattern analysis [Текст] / Dhall A., Chhabra J.K., Aulakh N.S. // Experimental Techniques. - 2005. - Vol. 29.

- I. 1. - PP. 25-31.

79. Szustakowski M. Security-orientated plastic optical fiber sensor in modalmetric configuration [Текст] / Szustakowski M., Ciurapiski W., Zyczkowski M., Wrbel J., Dulski R., Markowskia P. // Procedia Engineering. - 2012. - Vol. 47. - PP. 916Zyczkowski M. The fiber-optic sensor for the museum collections protection [Текст] / Zyczkowski M. // Acta Physica Polonica A. - 2012. - Vol. 122. - I. 5. - PP.

933-937.

81. Zyczkowski M. Modalmetric fiber optic sensor for security of collections [Текст] / Zyczkowski M. // Acta Physica Polonica A. - 2013. - Vol. 124. - I. 3. - PP.

428-431.

82. Zyczkowski M. Simple fiber optic sensor for applications in security systems [Текст] / Zyczkowski M., Karol M., Markowski P., Napierala M.S. // Proceedings of SPIE. - 2014. - Vol. 9248.

83. Optical Fiber Intrusion Location Sensor for Perimeter Protection of Precincts [Текст]: Patent US4931771 -1990.

84. Fiber Optic Intruder Alarm System [Текст]: Patent US4297684 -1981.

85. Деветьяров Д.Р. Системы охраны периметра на волоконном кабеле [Текст] / Деветьяров Д.Р., Чапало И.Е., Медведев А.В. // Материалы международной научно-практической конференции XL Неделя науки СПбГПУ. - 2011. - Том 9 Радиофизический факультет. - С. 10-12.

86. Медведев А.В. Применение цифровой обработки сигналов в системе охраны на основе межмодовой интерференции в волоконном световоде [Текст] / Медведев А.В., Чапало И.Е. // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Информатика. Телекоммуникации. Управление. - 2010. - Том 101. Вып. 3. - С. 157-162.

87. Device for Detecting Vibrations Including a Multimode Optical Fiber as Sensitive Element [Текст]: Patent US 4843233. - 1989.

88. Fiber-Optic Mat Sensor [Текст]: Patent US7532781 B2. - 2009.

89. Multimode Fiber Sensor System with Sensor Fiber Coupled to a Detection Fiber by Spacer Means [Текст]: Patent US5144689. - 1992.

90. Eftimov T.A. Securitized optical fiber communication and sensor systems using mode-selective couplers [Текст] / Eftimov T.A., Bock W.J., Balzhiev P.E., Plachkova V.M., Zhelyazkova K. // Journal of Lightwave Technology. - 2014. - Vol.

32. - I. 21. - PP. 3345-3355.

91. Multi-Mode Optical Fiber Sensor and Method [Текст]: Patent US4863270 Detection of Stress Applied to an Optical Fiber [Текст]: Patent US5109443 Hoyos A. Fiber specklegram sensors (FSS) for measuring high frequency mechanical perturbations [Текст] / Hoyos A., Gmez N.D., Gmez J.A. // Proceedings of SPIE. - 2013. - Vol. 8785.

94. Svalina M. Fiber-optic sensors for vibration and strin measuring-a review [Текст] / Svalina M., Kloko P., Burum N. // Nase More. - 2009. - Vol. 56. - I. 1-2.

- PP. 33-41.

95. Regez B. A novel fiber optics based method to measure very low strains in large scale infrastructures [Текст] / Regez B., Sayeh M., Mahajan A., Figueroa F. // Measurement: Journal of the International Measurement Confederation. - 2009. Vol. 42. - I. 2. - PP. 183-188.

96. Fiber Optic Vibration Modal Sensor [Текст]: Patent US4525626 -1985.

97. Garcia-Valenzuela A. Fiber-optic force and displacement sensor based on speckle detection with 0.1 nN and 0.1 resolution [Текст] / Garcia-Valenzuela A., Tabib-Azar M. // Sensors and Actuators: A. Physical. - 1993. - Vol. 36. - I. 3. - PP.

199-208.

98. Rao U.K. Smart integrated-optics displacement/force sensor based on speckle pattern detection using neural-net with 0.1-A resolution [Текст] / Rao U.K., GarciaValenzuela A., Tabib-Azar M. // Proceedings of SPIE. - 1993. - Vol. 1793. - PP. 54Zhang Z. Crack tip opening displacement in micro-cracked concrete by an embedded optical fiber sensor [Текст] / Zhang Z., Ansari F. // Engineering Fracture Mechanics. - 2005. - Vol. 72. - I. 16. - PP. 2505-2518.

100. Zhang Z. Fiber-optic laser speckle-intensity crack sensor for embedment in concrete [Текст] / Zhang Z., Ansari F. // Sensors and Actuators, A: Physical. - 2006.

- Vol. 126. - I. 1. - PP. 107-111.

101. Claus R.O. Smart Structures Research Program at Virginia Tech [Текст] / Claus R.O., Jazi A.S., Bennett K.D., May R.G., Duncan B.D., Vengsarkar A.M. // Proceedings of SPIE. - 1988. - Vol. 986. - PP. 12-18.

102. Claus R.O. Embedded optical fiber sensors for materials evaluation [Текст] / Claus R.O., Bennett K.D., Vengsarkar A.M., Murphy K.A. // Journal of Nondestructive Evaluation. - 1989. - Vol. 8. - I. 2. - PP. 135-145.

103. Rogers C.A. Demonstration of a smart material with embedded actuators and sensors for active control [Текст] / Rogers C.A., Barker D.K., Bennett K.D., R. H.

Wynn J. // Proceedings of SPIE. - 1988. - Vol. 986. - PP. 90-105.

104. Podbreznik P. Cost-efficient speckle interferometry with plastic optical fiber for unobtrusive monitoring of human vital signs [Текст] / Podbreznik P., Onlagi D., Lenik D., Cigale B., Zazula D. // Journal of Biomedical Optics. - 2013. - Vol.

18. - I. 10.

105. Podbreznik P. Fiber-Optic Speckle Interferometry for Unobtrusive Heartbeat Monitoring [Текст] / Podbreznik P., Djonlagic D., Lesnik D., Cigale B., Zazula D.

// Journal of the Laser and Health Academy. - 2013. - Vol. 2013. - I. 2. - PP. 27-30.

106. krabec J. Preliminary Detection of Periodic Perturbations using Speckle Imaging and Interframe Gradient [Текст] / krabec J., Cigale B., Lesnic D., Donlagic D., Zazula D. // Recent Advances in Applied & Biomedical Informatics and Computational Engineering in Systems Applications -2011. - PP. 251-256.

107. Fiber Optical Monitor for Detecting Motion Based on Changes in Speckle Patterns [Текст]: Patent US5212379 -1993.

108. Fiber Optical Monitor for Detecting Normal Breathing and Heartbeat Motion Based on Changes in Speckle Patterns [Текст]: Patent US5291013 -1994.

109. Fujiwara E. Vibration-based specklegram fiber sensor for measurement of properties of liquids [Текст] / Fujiwara E., Wu Y.T., Suzuki C.K. // Optics and Lasers in Engineering. - 2012. - Vol. 50. - I. 12. - PP. 1726-1730.

110. Gupta B. Qualifying fibre optic temperature sensor using speckle metrology [Текст] / Gupta B., Bhargaw H., Sardana H. // International journal of information technology and knowledge management. - 2008. - Vol. 1. - I. 2. - PP. 337-350.

111. Culeac I.P. Speckle based fiber optic method for registration of IR radiation [Текст] / Culeac I.P., Nistor I.H., Iovu M.S., Andriesh A.M. // Proceedings of SPIE.

- 2010. - Vol. 7469.

112. Lim J.H. Car window antitrapping optical fiber system based on a fiber speckle pattern [Текст] / Lim J.H., Kim G.H., Lim G., Cho J.Y., Lee K.S. // Optical Engineering. - 2004. - Vol. 43. - I. 5. - PP. 1148-1151.

113. Yu Y. Precise control of the optical microfiber tapering process based on monitoring of intermodal interference [Текст] / Yu Y., Zhang X., Song Z., Wang J., Meng Z. // Applied Optics. - 2014. - Vol. 53. - I. 35. - PP. 8222-8228.

114. Posey R. LP01-LP02 interference using a spectrally extended light source:

Measurement of the non-step-refractive-index profile of optical fibers [Текст] / Posey R., Phillips L., Diggs D., Sharma A. // Optics Letters. - 1996. - Vol. 21. - I.

17. - PP. 1357-1359.

115. Chen T.J. Use of modal interference for probing birefringence induced in a bent optical fiber [Текст] / Chen T.J., Lin Y.H. // Optics Letters. - 2006. - Vol. 31. - I.

22. - PP. 3231-3233.

116. Lee J.Y. Determination of the differential mode delay of a multimode fiber using Fourierdomain intermodal interference analysis [Текст] / Lee J.Y., Kim D.Y.

// Optics Express. - 2006. - Vol. 14. - I. 20. - PP. 9016-9021.

117. Redding B. All-fiber spectrometer based on speckle pattern reconstruction [Текст] / Redding B., Popoff S.M., Cao H. // Optics Express. - 2013. - Vol. 21. - I.

5. - PP. 6584-6600.

118. Redding B. Using a multimode fiber as a high-resolution, low-loss spectrometer [Текст] / Redding B., Cao H. // Proceedings of SPIE. - 2014. - Vol. 9098.

119. Wan N.H. High-resolution optical spectroscopy using multimode interference in a compact tapered fibre [Текст] / Wan N.H., Meng F., Schroder T., Shiue R.J., Chen E.H., Englund D. // Nature Communications. - 2015. - Vol. 6.

120. Gong Z. Photonic crystal fiber refractive-index sensor based on multimode interferometry [Текст] / Gong Z., Zhang X., Liu Y., Liu Z., Peng W. // Proceedings of SPIE. - 2014. - Vol. 9274.

121. Bao X. Recent Progress in Distributed Fiber Optic Sensors [Текст] / Bao X., Chen L. // Sensors (Switzerland). - 2012. - Vol. 12. - I. 7. - PP. 8601-8639.

122. Rogers A. Distributed optical-fibre sensing [Текст] / Rogers A. // Measurement Science and Technology. - 1999. - Vol. 10. - I. 8. - PP. R75-R99.

123. Multi-Fiber Optic 2D-Array Device for Sensing and Localizing Environment Perturbation Using Speckle Image Processing [Текст]: Patent US6590194 B2 -2003.

124. Gloge D. Weakly guiding fibers [Текст] / Gloge D. // Appl Optics. - 1971. Vol. 10. - I. 10. - PP. 2252-2258.

125. Hallam A.G. Mode control in multimode optical fibre and its applications - PhD Thesis [Текст] / Hallam A.G.: Aston University, 2007. - 203 P.

126. Berdague S. Mode division multiplexing in optical fibers [Текст] / Berdague S., Facq P. // Appl Optics. - 1982. - Vol. 21. - I. 11. - PP. 1950-1955.

127. Gloge D. Impulse Response of Fibers With Ring-Shaped Parabolic Index Distribution [Текст] / Gloge D., Marcatili E.A.J. // Bell Syst Tech J. - 1973. - Vol.

52. - I. 7. - PP. 1161-1168.

128. Gloge D. Multimode Theory of Graded-Core Fibers [Текст] / Gloge D., Marcatili E.A.J. // Bell Syst Tech J. - 1973. - Vol. 52. - I. 9. - PP. 1563-1578.

129. Kosareva L.I. Two mechanisms of phase modulation in multimode fiber-optic interferometers [Текст] / Kosareva L.I., Kotov O.I., Liokumovich L.B., Markov S.I., Medvedev A.V., Nikolaev V.M. // Technical Physics Letters. - 2000. - Vol. 26. - I.

1. - PP. 70-74.

130. Rawson E.G. Frequency Dependence of Modal Noise in Multimode Optical Fibers [Текст] / Rawson E.G., Goodman J.W., Norton R.E. // Journal of the Optical Society of America. - 1980. - Vol. 70. - I. 8. - PP. 968-976.

131. Marcuse D. Light Transmission Optics [Текст] / Marcuse D. - New York: Van Nostrand Reinhold, Co., 1982. - 541 P.

132. Marcuse D. Theory of Dielectric Optical Waveguides (Second Edition) [Текст] / Marcuse D.: Academic Press, 1991. - 408 P.

133. Taylor H.F. Bending Effects in Optical Fibers [Текст] / Taylor H.F. // Journal of Lightwave Technology. - 1984. - Vol. 2. - I. 5. - PP. 617-628.

134. Ваганов Р.Б. Многоволновые волноводы со случайными нерегулярностями [Текст] / Ваганов Р.Б., Матвеев Р.Ф., Мериакри В.В. - М.:

Сов. Радио, 1972. - 232 C.

135. Котов О.И. Многомодовые волоконно-оптические интерферометры Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук [Текст] / Котов О.И. - Санкт-Петербург, 1994. - 278 C.

136. Котов О.И. Фазовая модуляция и связь мод в двухмодовых волоконных световодах [Текст] / Котов О.И., Марусов О.Л., Николаев В.М. // Письма в ЖТФ. - 1990. - Том 16. - Вып. 7. - С. 48-52.

137. Деветьяров Д.Р. Дифференциальная фазовая модуляция когерентного излучения в неустановившемся режиме распространения мод в многомодовом световоде - Магистерская диссертация [Текст] / Деветьяров Д.Р. - СанктПетербург, 2013. - 95 C.

138. Yabre G. Influence of Core Diameter on the 3-dB Bandwidth of Graded-Index Optical Fibers [Текст] / Yabre G. // Journal of Lightwave Technology. - 2000. - Vol.

18. - I. 5. - PP. 668-676.

139. Yabre G. Comprehensive theory of dispersion in graded-index optical fibers [Текст] / Yabre G. // Journal of Lightwave Technology. - 2000. - Vol. 18. - I. 2. PP. 166-177.

140. Gasulla I. Modal noise impact in Radio over Fiber multimode fiber links [Текст] / Gasulla I., Capmany J. // Optics Express. - 2008. - Vol. 16. - I. 1. - PP.

121-126.

141. Ohtsubo J. Frequency dependence of modal noise in multimode optical fibers [Текст] / Ohtsubo J. // Applied Optics. - 1989. - Vol. 28. - I. 19. - PP. 4235-4238.

142. Moslehi B. Bandwidth Estimation for Multimode Optical Fibers Using the Frequency Correlation Function of Speckle Patterns [Текст] / Moslehi B., Goodman J.W., Rawson E.G. // Applied Optics. - 1983. - Vol. 22. - I. 7. - PP. 995-999.

143. Ogawa K. Analysis of Mode Partition Noise in Laser Transmission Systems [Текст] / Ogawa K. // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1982. - Vol. 18. - I.

5. - PP. 849-855.

144. Castro J. Mode partition noise and modal-chromatic dispersion interaction effects on random jitter [Текст] / Castro J., Pimpinella R., Kose B., Lane B. // Journal of Lightwave Technology. - 2013. - Vol. 31. - I. 15. - PP. 2629-2638.

145. Kota Pavan S. New model for Mode Partition Noise and relative intensity noise in VCSEL-based optical links [Текст]/ Kota Pavan S., Decker P.J., Klein B., Ralph S.E.// 2013 IEEE Photonics Conference, IPC 2013 / pp. 44-45.

146. Matsuura M. Evaluation of modal noise in graded-index silica and plastic optical fiber links for radio over multimode fiber systems [Текст] / Matsuura M., Furukawa R., Matsumoto Y., Inoue A., Koike Y. // Optics Express. - 2014. - Vol.

22. - I. 6. - PP. 6562-6568.

147. Daido Y. Determination of modal power distribution in graded-index optical waveguides from near-field patterns and its application to differential mode attenuation measurement [Текст] / Daido Y., Miyauchi E., Iwama T., Otsuka T. // Appl Optics. - 1979. - Vol. 18. - I. 13. - PP. 2207-2213.

148. Grau G.K. Relations Between Near-Field and Far-Field Intensities, Radiance, and Modal Power Distribution of Multimode Graded-Index Fibers [Текст] / Grau G.K., Leminger O.G. // Applied Optics. - 1981. - Vol. 20. - I. 3. - PP. 457-459.

149. Leminger O.G. Near-Field and Modal Power Distribution in Multimode Graded-Index Fibers [Текст] / Leminger O.G., Grau G.K. // Electronics Letters. Vol. 16. - I. 17. - PP. 678-679.

150. Piazzola S. Analytical Relations Between Modal Power Distribution and NearField Intensity in Graded-Index Fibers [Текст] / Piazzola S., De Marchis G. // Electronics Letters. - 1979. - Vol. 15. - I. 22. - PP. 721-722.

151. Rittich D. Practicability of Determining the Modal Power Distribution by Measured Near and Far Fields [Текст] / Rittich D. // Journal of Lightwave Technology. - 1985. - Vol. 3. - I. 3. - PP. 652-661.

152. Котов И.О. Преобразования модового состава излучения и методики расчета потерь оптической мощности и полосы пропускания волоконных трактов - Диссертация на соискание ученой степени кандидата физикоматематических наук [Текст] / Котов И.О. - Санкт-Петербург, 2009. - 192 C.

153. Optical fiber mode scrambler [Текст]: Patent US4676594. - 1987.

154. Fiber mode scrambler [Текст]: Patent 57-027211 (Japan). - 1982.

155. Mode scrambler [Текст]: Patent 60-178409 (Japan). - 1985.

156. Mode scrambler [Текст]: Patent 11-038255 (Japan). - 1999.

157. Mode scrambler [Текст]: Patent US4934787. - 1990.

158. Mode scrambler for optical fibres [Текст]: Patent DE3411272. - 1985.

159. Fiber optic light mode mixer [Текст]: Patent US4877305. - 1989.

160. Mode Mixer for Optical Fiber [Текст]: Patent 53-011040 (Japan). - 1978.

161. Device for controlling the mode distribution in multimode optical fibre [Текст]:

Patent 2405488-A. - 2005.

162. Mode Scrambler [Текст]: Patent 59-062804 (Japan). - 1984.

163. Mode scrambler [Текст]: Patent 58-202402 (Japan). - 1983.

164. Mode scrambler [Текст]: Patent US6895146. - 2005.

165. Mode conditioning for multimode fiber systems [Текст]: Patent US6330382. Optical Waveguide Mode Scrambler [Текст]: Patent 62-299808 (Japan). Optical waveguide mode scrambler [Текст]: Patent US4229067 A. - 1980.

168. An optical transmission line for use in an optical communication system [Текст]: Patent. - 1992.

169. Mode scrambler [Текст]: Patent 54-068254 (Japan). - 1979.

170. Fiber optic mode conditioner [Текст]: Patent US4998792. - 1991.

171. Fiber optic mode scrambler [Текст]: Patent US5892866. - 1999.

172. Mode conditioning patch for facilitating signal transmission from single mode optical fiber to multimode optical fiber [Текст]: Patent US6415076. - 2002.

173. Lightwave transmission system using selected optical modes [Текст]: Patent US5416862. - 1995.

174. Mode Conditioner [Текст]: Patent 2000-231027 (Japan). - 2000.

175. Optical Transmitter Provided with Mode Conditioner [Текст]: Patent 2000Japan). - 2000.

176. www.fiberdyne.com.

177. www.techoptics.com.

178. www.fibrefab.com.

179. www.newport.com.

180. www.ardenphotonics.com

181. www.aflglobal.com

182. Su L. Microbend-induced mode coupling in a graded-index multimode fiber [Текст] / Su L., Chiang K.S., Lu C. // Applied Optics. - 2005. - Vol. 44. - I. 34. - PP.

7394-7402.

183. Yamashita K. Launching Condition Dependence of Bandwidth in GradedIndex Multimode Fibers Fabricated by MCVD or VAD Method [Текст] / Yamashita K., Koyamada Y., Hatano Y. // Journal of Lightwave Technology. - 1985. - Vol. 3.

- I. 3. - PP. 601-607.

184. Петрунькин В.Ю. Теоретическое и экспериментальное исследование модового шума в волоконных световодах [Текст] / Петрунькин В.Ю., Николаев В.М., Жахов В.В., Котов О.И., Филиппов В.Н.// ЖТФ. - 1985. - Том 55. - Вып. 7. - С. 1317-1321.

185. Котов О.И. Исследование модовых шумов в многомодовых световодах с селективным возбуждением мод [Текст] / Котов О.И., Петров А.В., Чапало

И.Е. // Научный форум с международным участием «Неделя науки СПбПУ»:

материалы научно-практической конференции. 1-6 декабря 2014 года.

Институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций СПбПУ. - 2015. - С.

10-14.

186. Петров А.В. Оценка полосы пропускания многомодового световода по сигналам межмодового волоконного интерферометра [Текст] / Петров А.В., Чапало И.Е., Котов О.И. // Неделя науки СПбПУ: материалы научного форума с международным участием. 30 ноября - 5 декабря 2015 года. Институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций. - 2015. - С. 5-8.

187. Петров А.В. Анализ сигналов межмодового интерферометра при модуляции частоты лазера: метод амплитудных характеристик и оценка полосы пропускания многомодового световода [Текст] / Петров А.В., Чапало И.Е., Котов О.И. // Неделя науки СПбПУ: материалы научного форума с международным участием. 30 ноября - 5 декабря 2015. Лучшие доклады. С. 133-137.

188. Петров А.В. Модовый шум в многомодовых волоконных световодах, вызванный флуктуациями частоты излучения лазера [Текст] / Петров А.В., Чапало И.Е., Котов О.И. // XVIII Всероссийская научная конференция студентов-радиофизиков: Тез. Докл.. - 2015. - С. 39-41.

189. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы [Текст] / Баскаков С.И.

- М: Высшая школа, 1983. - 353 C.

190. Kotov O. Mode-mode fiber interferometer with impact localization ability [Текст] / Kotov O., Chapalo I. // Proceedings of SPIE. - 2016. - Vol. 9899.

191. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи [Текст] / Фриман Р. - М.:

: Техносфера, 2003. - 590 C.

192. Иванов А.Б. Волоконная оптика [Текст] / Иванов А.Б. - М.: : Компания "Сайрус системс", 1999. - 663 C.

193. Palais J.C. Fiber Optic Communications [Текст] / Palais J.C.: Pearson/Prentice Hall, 2005. - 441 P.

194. Calzavara M. A new approach to investigating mode coupling phenomena in graded-index optical fibres [Текст] / Calzavara M., Caponi R., Cisternino F., Coppa G. // Optical and Quantum Electronics. - 1985. - Vol. 17. - I. 3. - PP. 157-167.

195. Котов О.И. Зависимость сигналов межмодового волоконного интерферометра от распределения мощности по модам [Текст] / Котов О.И., Чапало И.Е., Медведев А.В. // Письма в журнал технической физики. - 2014. Том 40. - Вып. 12. - С. 31-36.

196. Kotov O. Mode-mode interference sensor with increasing number of modes along the multimode optical fiber [Текст] / Kotov O., Chapalo I., Medvedev A. // Proceedings of SPIE. - 2014. - Vol. 9203.

197. Goodman J.W. Statistical Optics [Текст] / Goodman J.W.: Wiley, 1985. - 550 P.

198. Goodman J.W. Speckle Phenomena in Optics: Theory and Applications [Текст] / Goodman J.W.: Roberts & Company, 2007. - 387 P.

199. Котов О.И. Локализация внешнего воздействия в распределенном межмодовом волоконном интерферометре [Текст] / Котов О.И., Чапало И.Е. // Письма в журнал технической физики. - 2015. - Том 41. - Вып. 23. - С. 54-60.

200. Тасбулатов А.А. Волоконно-оптические фазовые модуляторы для многомодовых интерферометров [Текст] / Тасбулатов А.А., Чапало И.Е., Котов О.И. // Неделя науки СПбПУ: материалы научного форума с международным участием. 30 ноября - 5 декабря 2015 года. Институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций. - 2015. - С. 11-13.

201. Котов О.И. Шумовые параметры фотодиодных приемников [Текст] / Котов О.И., Тасбулатов А.А., Чапало И.Е. // Научный форум с международным участием «Неделя науки СПбПУ»: материалы научно-практической конференции. 1 - 6 декабря 2014 года. Институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций СПбПУ. - 2015. - С. 14-17.

202. Котов О.И. Влияние распределения мощности по модам на сигналы межмодового волоконного интерферометра [Текст] / Котов О.И., Медведев А.В., Чапало И.Е., Деветьяров Д.Р. // Сборник трудов Международной научной конференции «Лазеры. Измерения. Информация». - 2013. - С. 86-87.

203. Котов О.И. Сигналы межмодового волоконного интерферометра, вызванные модуляцией частоты лазера [Текст] / Котов О.И., Чапало И.Е., Петров А.В. // Письма в журнал технической физики. - 2016. - Том 42. - Вып.

Pages:     | 1 ||
Похожие работы:

«Эксплуатация и техническое обслуживание консоли Р10 Информация о версии ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ КОНСОЛИ Р10 P/N 302291-593 rev C © April 2015 Precor Incorporated. Все права защищены. Технические характеристики могут изменятьс...»

«Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра "Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте" Ш. К. Валиев Р. Ш. Валиев ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ БЛОЧНОЙ МАРШРУТНО-РЕЛЕЙНОЙ ЦЕНТРАЛ...»

«Вісті Донецького гірничого інституту №1(36)-2(37), 2015 ISSN 1999-981X УДК 622.831.325 С.П. МИНЕЕВ (д-р техн. наук, проф., зав. отделом) В.Н. КОЧЕРГА, (гл. технолог) М.В. ЛЫЖКОВ (инженер) Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины ВОПРОСЫ КОМПЛЕКСНОЙ...»

«ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЕТЕВАЯ КОМПАНИЯ ЕДИНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ" СТО 5694700729.120.95СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ ОАО "ФСК ЕЭС" 050-2010 НОРМЫ проектирования фундаментов из винтовых свай Стандарт организации Дата введения: 18.06.2010 ОАО "ФСК КЭС" Предисловие Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации устано...»

«ПУБЛИЧНОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЕТЕВАЯ КОМПАНИЯ ЕДИНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ" СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ СТО 56947007ПАО "ФСК ЕЭС" 29.240.10.237-2016 Состав и содержание руководства по эксплуатации силового оборудования ПС. Типовые технические требования Стан...»

«Краткое техническое описание паяльной станции ERSA i-CON (IC1000A) ВНИМАНИЕ! Данное описание носит исключительно ознакомительный характер. При работе со станцией IC1000A пользуйтесь Инструкцией по эксплуатации, входящей в комплект станции и утвержденной фирмой ERSA. Блок управления Ручка i...»

«~ !1I1ИСТСРСТВОобразования и науки Российской Федерации Фс ~epa:lbIlOe ГОСУ)ЩРСТВСНIIОС бlOЮКСТIIОС образоваТСJIЬ!!ОС учрежление высшего обра'юваllИЯ й f!а!tИОf!аjJ!f!Ы й ИССJIС)tоваТСJIьски й I'OCY;ЩРСТВСf! нь! й уни всрситст "Саратовски ИМ...»

«Светлой памяти жены Эллы посвящает автор эту книгу С А Н К Т П Е Т Е Р Б У Р Г С К И Й ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ В Ы С Ш А Я ШКОЛА МЕНЕДЖМЕНТА Д. И. Баркан УПРАВЛЕНИЕ ПРОДАЖАМИ Учебник И з д а т е л ь...»

«Глава 1. ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА СТАНДАРТИЗАЦИИ. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ И МЕДИЦИНСКИХ ИЗДЕЛИЙ, ЕЁ РОЛЬ В ТОВАРОВЕДЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ. Государственная система стандартизации представляет собой комплекс взаимосвязанных и обусловленных правил и положений, определяющих е цели и задачи,...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА" (НГТУ) Институт экономики и управления ин...»

«ССС СЕРТИФИКАТ № ОС–2–СП–0717 Цифровая система передачи MC04DSL.bis Техническое описание и инструкция по эксплуатации КВ2.131.003 ТО (ред.8 / декабрь 2011) АДС г. Пермь MC04DSL.bis Техническое описани...»

«УДК 628.312.004.69 Модернизация очистных сооружений канализации г. Истры и Истринского района Ю. Н. ПЕТРУШИН1, Н. В. КОБЯКОВА2, В. И. РУЗАЕВ3, С. Д. БЕЛЯЕВА4, Д. А. КУЗНЕЦОВ5, Т. Н. СЕДЫХ6, Е. Ю. АНДРОСОВА7 Петрушин Юрий Николаевич, генеральный директор МУП...»

«Миграция фиксированной телефонии, услуг широкополосной связи и NGN к IPv6 Региональный семинар МСЭ для стран СНГ "Рекомендации по переходу с IPv4 на IPv6 в странах СНГ", 16-18 апреля 2014, г. Ташкент Се...»

«Введение (Рис. 1) Насос-мотор: Устройство состоит из трех частей – механической, гидравлической и электрической. Настоящее руководство по эксплуатации содержит правила безопасной эксплуатации у...»

«Доступное и комфортное жилье: основные проблемы и пути решения П режде всего обраСЕРГЕЙ КРУГЛИК, заместитель министра тимся к цифрам. За регионального развития последние 9 месяцев темпы роста в строительстве составили 30–38%. На самом деле ни в одной отрасли экономики таких темпов роста нет. В 2006 г. было...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Институт электронного обучения Направлени...»

«Ю.В. КУРНОСОВ П.Ю. КОНОТОПОВ АНАЛИТИКА МЕТОДОЛОГИЯ, ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ ~ 2004 ~ Рецензенты: Доктор экономических наук, профессор Прохожев А.А. Доктор технических наук Шмонин В.А. Кандидат ю...»

«№ 3060 621.397(076) Р851 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ТАГАНРОГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РУКОВОДСТВО Кафедра радиоприемных устройств и телевидения К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛНОГО ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА по курсам ТЕЛЕВИДЕН...»

«ЖУРАВЛЕВ ЕВГЕНИЙ ИГОРЕВИЧ Разработка геоинформационной системы прогнозирования динамических проявлений в углевмещающем массиве при подземной разработке угольных месторождений Специальность 25.00.35 "Геоинформатика" ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических...»

«АЛЬБЕРТ ЭЙНШТЕЙН СОБРАНИЕ НАУЧНЫХ ТРУДОВ В ЧЕТЫРЕХ ТО М А Х ПОД РЕДАК ЦИ ЕЙ И. Е. Т А М М А, Я. А. С М О Р О Д И Н С К О Г О, Б. Г. К У З Н Е Ц О В А ИЗДАТЕЛЬСТВО "НАУКА" МОСКВА 1966 АЛЬБЕРТ ЭЙНШТЕЙН СОБРАНИЕ НАУЧНЫХ ТРУДОВ III РАБОТЫ ПО КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ, ТЕОРИИ ИЗЛУЧЕНИЯ И ОСНОВАМ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ 1901...»

«Обеспечение безопасности гетерогенных систем с применением гомоморфной модулярной криптографии Шенец Николай Николаевич кандидат физ.-мат. наук Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого кафедра "Информационная безопасность компьютерных систем" Гетерогенные информационные системы Об...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.