4. Оптоволоконные системы.

Оптоволоконные системы отличаются малой восприимчивостью к любым электромагнит­ным помехам, что позволяет использовать их в неблагоприятной электрофизической обстанов­ке. К одному концу кабеля подключается миниатюрный полупроводниковый лазер, а противо­положный конец кабеля состыкован с фотодиодом, преобразующим оптический сигнал в элект­рический. При внешних воздействиях на кабель передается сигнал тревоги. Опыт применения таких систем невелик, но вызывает серьезный интерес, особенно из-за невосприимчивости к электромагнитным помехам.

Оптоволоконные кабели, используемые обычно для передачи информации, можно исполь­зовать также и в качестве датчиков для периметральных охранных систем. Деформация оптово­локонного кабеля изменяет его оптические параметры (показатель преломления и др.) и, как следствие, характеристики прошедшего через волокно лазерного излучения.

Оптоволоконные кабели проявляют несколько физических эффектов, позволяющих приме­нять их в качестве периметральных датчиков. Во всех случаях к одному концу кабеля подключен миниатюрный полупроводниковый лазер, генерирующий когерентное излучение. Противопо­ложный конец кабеля состыкован с фотодиодом (приемником), преобразущим оптический сиг­нал в электрический. Анализатор сравнивает принимаемый сигнал с эталонным, который соот­ветствует невозмущенному состоянию сенсора, и детектирует внешние воздействия на периметр (смещения, вибрации или сжатия кабеля).

В охранной системе Model М106Е фирмы Fiber SenSys (США) используется метод регистра­ции межмодовой интерференции. Лазер излучает несколько десятков близких по частоте мод (спектральных линий) с определенным распределением энергии по спектру. Если оптоволокон­ный кабель подвергается механическим воздействиям, то на его выходе регистрируемый прием­ником спектр излучения меняется, что позволяет детектировать деформации кабеля.

В оптоволоконной системе фирмы Sabreline (США) используется эффект изменения распре­деления излучения по поперечному сечению при деформации волокна. На выходе многомодово- го оптоволокна наблюдается так называемая "спекл-структура" (speckle-structure), представляю­щая собой нерегулярную систему светлых и темных пятен. Для детектирования деформаций ка­беля здесь применяют пространственно-чувствительные фотоприемники.

Оптоволоконные системы серии FOIDS (изготовитель фирма Mason & Hanger, США) ис­пользуют принцип двухлучевой интерферометрии. Луч лазера расщепляется на два и направля­ется в два идентичных одномодовых оптических кабеля, один из которых является детектирую­щим, а другой - опорным. На приемном конце оба луча образуют интерференционную картину. Механические воздействия на детектирующий кабель приводят к изменениям интерференцион­ной картины, которые регистриуются фотоприемником.

Интересной особенностью оптоволоконных систем является возможность их применения для защиты не только оград, но и неогражденных территорий. В последнем случае волокно рас­полагают под поверхностью земли, в канавке, заполненной гравием. При этом, как показали ис­пытания в Sandia National Laboratories (США), система способна регистрировать шаги идущего или бегущего человека.

К ограничениям применения оптоволоконных систем можно отнести сложность процедуры сращивания и ремонта кабелей в полевых условиях (требуется применение микроскопа и доро­гостоящего устройства для сварки волокон). Опыт практического применения оптоволоконных периметральных систем сравнительно невелик, но потенциальные тактико-технические харак­теристики таких приборов в части невосприимчивости к электромагнитным помехам вызывают серьезный интерес.