Волоконно-оптический датчик

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ 119) 111 СПУБЛИН 4 0 01 В 11/О Я / ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ А.,е 1 яопя, 1983,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт прикладной физикиАН СССР(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в оптической интерферометриидля регистрации малых акустическихсигналов, деформаций и темгературы.Целью изобретения является повышениечувствительности датчика за счет устранения влияния паразитного двулучепреломления оптических волокон, Излучение от источника 1 света, например лазера, проходит через линейныйполяризатор 2 и раз 6 ивается светоделителем 3 на два пучка одинаковой интенсивности, Пучки распространяютсяв световодах 4 и 5, проходят в концекаждого из снетоводов через ячейкиФарадея 11 и 12 соответственно, После отражения от отражателей 6 и 7пучки вторично проходят через ячейки11 и 12 и после сложения их на светоделителе 3 части излучения попадаютна приемники 13 и 14 излучения, Приэтом на входы приемников 13 и 14 поступает излучение, в котором паразитное изменение поляризации являетсяскомпенсированным, В схеме 15 обработки и индикации происходит преобразование сигналов с приемников 3и 141 з.п, ф-лы, 1 ил.40 45 50 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в оптической интерферометрии для регистрации малых акустических сигналов, деформаций и температуры.Цель изобретения - повышение чувствительности за счет устранения влияния параэитного днулучепреломления оптических волокон.На чертеже изображена схема волоконно-оптического датчика;Датчик содержит источник 1 света, расположенные по ходу излучения поляризатор 2, интерферометр Майкельсо на, состоящий из светоделителя 3, двух волоконных световодов 4 и 5, образующих два плеча интерферометра, двух отражателей 6 и 7, установленных в каждом из плеч интерферометра, фазовый модулятор 8, размещенный в одном иэ плеч интерферометра, звуковой генератор 9, выход которого электрически связан с входом модулятора 8, блок 1 О обработки и регистрации, два входа которого оптически связаны с выходными торцами световодов 4 и 5, а третий электрически связан с выходом генератора 9, две ячейки Фарадея 11 и 12, каждая из которых установлена в одном из плеч интерферометра перед отражателями б и 7, Ячейки Фарадея 11 и 2 выполнены в одном из возможных вариантов в виде катушки (не показана) электромагнита постоянного тока с намотанными на нее витками светоноца 4 и 5 таким образом, что они расположены перпендикулярно виткам катушки, а снетовод выполнен из парамагнитных или ферромагнитных материаловБлок 10 обработки и регистрации содержит два приемника 13 и 14 излучения и схему 15 обработки и индикацииУстройство работает следующим образом. Излучение от источника 1 света, например лазера, проходит через линейный поляризатор 2, Линейно поляризованное излучение с помощью волоконного светоделителя 3 разбивается на два пучка одинаковой интенсивности, которые распространяются н снетоводах 4 и 5, Снетовод 4 помещается в исследуемую среду и на него оказывает воздействие измеряемая величина, например акустическое поле или температура, На световод 5 исследуемая 5 1 О 15 20 25 30 35 среда влияния не оказывает, но егооптическая длина изменяется по синусоидальному закону под действием модулятора 8, В конце световодов 4 и 5пучки проходят через ячейки Фарадея11 и 12, отражаются от зеркальныхотражателей 6 и 7 и вторично проходят через ячейки 11 и 12 в обратномнаправлении. После сложения пучковна светоделителе 3 часть излученияпопадает на приемник 13, а частьна приемник 14. Вследствие интерференции пучкон в светоделителе 3 фазысигналов на выходе приемников 13 и14 отличаются на 7 . В схеме 15 обработки и индикации эти сигналы поступают на диФференциальный усилительс синхронным детектором, с выходакоторого сигнал, пропорциональныйизмеряемой величине, преобразуетсяв цифровой код и визуально отображается элементами индикации. Под влиянием внешних условий за счет паразитной анизотропии в материале световодон 4 и 5 нозникает паразитноеизменение как эллиптичности, так иазимута поляризации. В результатепрохождения пучков в каждом из световодов через ячейку фарадея в прямом и после отражения от изотропногозеркала в обратном направлении паразитное изменение поляризации компенсируется, а результатирующая поляриэа.ция излучения на выходе снетоводовиспытывает лишь вращение плоскостиполяризации на 7 /2,формула изобретения 1, Волоконно-оптический датчик, содержащий источник света, интерферометр Майкельсона, состоящий из светоделителя, двух волоконних световодов, образующих дна плеча интерферометра, двух отражателей, установленных в каждом из плеч интерферометра, и фазового модулятора, размещенного в одном из плеч интерферометра, звуковой генератор, выход которого электрически связан с входом модулятора, и блок обработки и регистрации, два входа которого оптически связаны с выходными торцами световодов, а третий электрически связан с выходом генератора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен поляризатором, установленным между источником света и интерферометром, и двумя ячейкамиСоставитель Б. ПотаповТехред М. Ходаннч Редактор Л. Козориз Корректор Л, Пилипенко Заказ 2344/42 Тираж 677 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 3 1315797 4фарадея, каждая из которых установ- электромагнита постоянного тока с налена в одном иэ плеч интерферометра мотанными на нее витками световода перед отражателем. таким образом, что они расположены2, Датчик по п, 1, о т л и ч а ю- перпендикулярно виткам катушки, а ю и й с я тем, что каждая ячейка 5 световод выполнен из парамагнитных фарадея выполнена.в виде катушки или ферромагнитных материалов.