Интегрально-оптический тензодатчик

(21) (22) (46) (72) и А. а 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3525461/25-2816.12.8215.05.84. Бюл. 9 18А.П,Остроуменко, В.П.ПрудкийВ.Ималько(71) Днепропетровский ордена Трудов го Красного Знамени государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией(56) 1. Авторское свидетельство ССС Р 525465, кл . С 01 В 11/16, 1976.2, Авторское свидетельство СССР 9 896396, кл. 0 01 В 11/16, 1981 (прототип).(54)(57) ИНТЕГРАЛЬНО-ОПТИЧЕСКИЙ ТЕНЭОДАТЧИК, содержащий подложку иэ йотоупругого материала, расположенные на ней выходной и входной полосковые микроволноводы, размешенный между ними и соединенный с ними направленными ответвителями тензочувствительный элемент в виде кольцевого резонатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения чувствительности и уменьшения габаритов; он снабжен двумя дополнительными направленными бтветвителями и четырьмя. зеркалами, кольцевой резонатор выполнен из двух отрезков полоскового микроволновода, соединенных у коннов между собой двумя дополнительными направленными ответвителями, а на торцах отрезков микроволновода эа- э креплены четыре зеркала.) На фиг. 1 показано схемати)еског) изображение интегрально-оптичес:(ого тензодатчика, вид сбоку; на фиг. 2- тензодатчик, вид снерху.Интегрально-оптический тецзодатчик содержит подложку 1 из фотаупругого материала, распот;ожецные ца це входной 2 и выходной 3 по;Осковые Изобретение отностися к исслет)ованию деформаии конструк)ий оптическими методами.Известен оптический нолцонодныйтензодатчик, содержащий основаниев ниде монокристалла с Нанесен,м 5на его поверхность нолноводам, дваволоконных световода, присоединенных к воланоду, источник излученияи фотоприемник, соединенный со свет; )водами Г 13. )0Недостатком этого тензодатчикаявляется необходимость примененияспециальных устройств для преобразования модуляции фазы оптическогоизлучения в модуляцию его амплитудычто усложняет конструкцию датчикаи приводит к дополнительным потерямизлучения.Наиболее близким к изобретеиюпо технической сущности янляе сяинтегрально-оптический гезада г)ик,содержащий подложку из фатоупруго.сматериала, расположенные ца нейВхОднОЙ и выходной палас;оные ми(ронолноводы, размещенный между нимии соединенный с ними направленнымиотнетвителями тезаУРствительц)йэлемент н виде кольцевого резонатора 23.Недостатками этого техническогореения являются значительные габари(1ты тензодатчика, так как для снижения потерь на криволинейных участкахмикроволноводов кольцевого реэанатс.ра до уровня, обеспечиваю)е:-О треб,мую чувствительность, радиус кри)э-.ны таких участков должен Г, горя -ка нескольких милли етрон,Цель изобретения - увеличениечувствительности и уменыцец),е и-бартон тензодатчика.Указанная цель достигается тем,что интегрально-оптически тсцэал;:;"чик, содержащий подложку иэ фо -оупругбго материала, расположеные на;)ейвходной и выходной полосковые мх)кро.волновады, размещенный ме);цу ими исоединенный с ними направленнымиответвителями тензочувстнительцыйэлемент в виде кольцевого резовтор".снабжен двумя дапол)италь)Ми направс,(эленными ответвителями и четыр,мязеркалами, кольцевой резонатор выполнен из двух отрезков полосковогоМИКРОВОЛНОВОДа, СОЕДИНЕННЫХ У КОНОЯмежДУ СОбОЙ ДвумЯ .ДОпалнительцыминаправленными ответвителями, а наторцах отрезков микроволнанода закреплены четыре зеркала. микроволоводы, размещенный между ими и соединенный с ними направлен )ми ) тв е тв цтелями 4 и 5 )л". 2тоза увстзительный элемент (кольцевой резонатор), выполненный из двух отрезков б и 7 полоскового микронолновада соединенных у концов между собой двумя дополнительными вправленными отнетвителями 8 и 9, а на торцах отрезков 6 и 7 микронагцонада закреплены четыре зеркала 10 - 13.Устройство работает следующим образомОгтическае излучение заданной дл.ны волны поступает на входной полосковый микроволнавод 2, соедиеццый с помощью направленного отетвителя 4 с оптимальной величиной связи с отрезкам б полоскового)эовслцо)Ода,. л возбуждает кольцео: резовтор, образованный полоскав:и микрацаловодами 6 и 7, допол:)ите;: цыми цап.анленными ответвиге."Як)и Я и 9отражающими зеркала;:и 10 -13. Эти зеркала имеют высокий оэф,:ипиецт отражения 99-100. Пр) бОлее циз:их значениЯх каэффи - цие;)тв отражения резко возрастают пс;гери излучения в кольцевом резонаторе, что приводит к снижению чувств;"гельости тенэодатчика, Дополнигс),е цаг)равленные атнетвители 8 и 9 имеют величину связи в 3 дБ.с:.лу того, :та поле волны в микроОг цо) о. е, в:оторый осуществляется пе;.;е:ачка ог:тической мощности от:тает по фвэе а )/2 от поля волныц(розов-.Оводе, из которого поступает, элуче:-ие, сочетание даголнит ьць)х цагранленных ответвителей 09 со связью в 3 дБ и высокоотра.;их зеркал 10 - 13 на торцах свя.ацц;) псцосковых микровалноводав е7 грйцодит к таму, чта по кольце)с. реэг,. гору, настроенному в резо. ацс ца эдаой длине волны д, циркулирует бегуаг волна. Из отрезка 7 полоскового микраволновода излучение( через направленный ответвитель 5 поступает н выхсДН)ай микровОлнавОД 3, 3 отсутстгии нагруз)и Р прикладынаема 3 к отрезкам 6 и 7 полоскового ИКООВОЛНОВСЦа На ВЫХОДЕ МИКРОНОЛНО эола 3 интенсивность излучения мак)альца, а на выходе микроволновода 2 - минимальна, Под действием механической нагрузки Р происходит )э)ецецие покаЪателя преломленияб и 7 полоскового микроволцовода, что приводит к измене. цик 1 фазы беущей н кольцевом резона" .:е вол ы, и следовательно к расст- РО. КС) РЕэанатОРа. ГРИ ЭТОМ ПРОИСХО- лит пропорциональное нагрузке умень:,ецие;)цтенсинности излучения на ):,о е ми ронолновода 3 и ее увели - "еци. )э Рыхада микроволнонода 2,1092363 вестными при одной и той же длинекольцевого резонатора обеспечиваетзначительное уменьшение габаритови увеличение чувствительности, величина которой зависит от конструктивного выполнения дополнительных направленных ответвителей. Ьие. Е Составитель В.,ЕвсМ,Пяткина Техред М.Надь а р В.Бутяга Корре к раа 587 рственного комбретений и отка, Ж, Раушс Наказ 3243/6 ВНИпИ Госуд делам из 35, Моск тиал ППП "Па огород, ул. Проектная,4 нт" Микроволноводы тензодатчика могут быть выполнены на основе монокристалла твердого раствора ортофосАатаортованадата евинца, ориентированного по плоскости 11001 или (010 .Предлагаемый интегрально-оптический тензодатчик по сравнению с изподписнтета СССРытийая наб., д.4