home

Моделирование фотонных интегральных элементов малогабаритного анализатора сигналов волоконно-оптических датчиков

?
МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОТОННЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
МАЛОГАБАРИТНОГО АНАЛИЗАТОРА СИГНАЛОВ
ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ
a

a

b

a

А. П. Гуляев , У. О. Салгаева , А. А. Оглезнев , А. Б. Волынцев
a
Пермский государственный национальный исследовательский университет,
614990, Пермь, Букирева, 15
b
Пермский национальный исследовательский политехнический университет,
614990, Пермь, Комсомольский пр., 29
В современной науке и технике все большую популярность набирает
применение оптических технологий, в частности все больше потребителей
систем мониторинга заменяют традиционные электрические контрольноизмерительные приборы на волоконно-оптические с применением волоконно-оптических датчиков (ВОД), как распределѐнного, так и квазираспределенного типа. Эти датчики обладают рядом существенных преимуществ:
стабильны во времени, компактны, электро-, взрыво- и пожаробезопасны и
в зависимости от конструкции могут быть абсолютно невосприимчивы к
магнитным и электрическим полям [1]. К квазираспределенному типу относятся ВОД на основе волоконных брэгговских решеток (ВБР), которые могут применяться для измерения различных физических величин: температуры, деформации, давления, ускорения, линейных перемещений и пр. При
изменении измеряемой физической величины, происходит пропорциональное смещение резонансной длины волны ВБР. Таким образом, для контроля
какой-либо физической величину необходимо производить измерения резонансной длины волны ВБР. Для измерения длины волны ВБР, применяются
специальные устройства, работающие как в отраженном, так и проходящем
свете – анализаторы сигналов волоконно-оптических датчиков (АСВОД или
interrogator в англоязычной литературе). На сегодняшний день наиболее
распространѐнными среди таких устройств, являются решения с применением волоконной оптики и объѐмной оптики. И, несмотря на их высокое
техническое совершенство, существующие анализаторы сигналов имеют
ряд существенных недостатков, ограничивающих их область применения, а
именно: большие габариты (сотни мм) и массу (единицы кг), чувствительность к вибрации и другим типам воздействующих факторов. Одним из вариантов решения, является построение оптической части устройства на фотонных-интегральных схемах (ФИС). Пример реализации источника излучения на основе ФИС представлен на рис. 1. Применение данных схем позволит снизить габариты АСВОД до размеров мобильного телефона, сохранив все преимущества волоконно-оптического прибора.

12