- •1. Лабораторная работа №1. Одномодовый волоконный контроллер поляризации
- •Цель работы
- •Описание работы
- •1.2.1. Общие сведения о состоянии поляризации света
- •1.2.2. Четвертьволновая пластина
- •1.2.3. Волоконный аналог пластины λ /4
- •1.3. Лабораторная установка
- •1.3.1. Установка для изучения характеристик волоконного контроллера поляризации (вкп)
- •1.3.2. Контроллер поляризации
- •1.4. Порядок выполнения работы
- •2. Лабораторная работа № 2. Волоконно-оптический гироскоп
- •2.1. Цель работы
- •2.2. Принцип действия вог
- •2.3. Принципиальная схема вог
- •Пройдя волоконный контур, эти волны приобретут постоянный сдвиг фаз
- •И сдвиг фаз Саньякa Δφс/2 , обусловленный вращением, т.Е.:
- •2.4. Модуляционный метод измерения сдвига фаз Саньяка
- •2.5. Чувствительность вог
- •Тогда из (29) имеем:
- •2.6.Точность вог
- •2.7. Минимальная конфигурация вог с использованием волоконного поляризатора с произвольными собственными осями
- •2.8. Структурная схема лабораторной установки
- •2.9. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •3. Лабораторная работа №3. Датчик момента сил
- •3.1 Цель работы
- •3.2. Анализ принципов построения вод мс
- •3.2.1. Особенности конструкции вод мс
- •3.2.2. Способ выделения полезного сигнала
- •3.2.3. Особенности реализации вод мс
- •3.3. Принципиальная схема и принцип действия вод мс
- •4. Лабораторная работа №4. Стабилизация выходного сигнала волоконно-оптического датчика линейных перемещений амплитудного типа.
- •4.1. Цель работы
- •4.2. Краткие теоретические сведения
- •4.3. Принцип построения вод линейных перемещений амплитудного типа.
- •4.4. Схема вод линейных перемещений с дополнительным жгутом оов.
- •4.5. Лабораторная установка
- •4.5.1. Устройство работает следующим образом.
- •5. Лабораторная работа №5. Передача аналоговых сигналов по волоконно-оптическим линиям связи.
- •5.1. Цель работы
- •5.2.Принципы передачи аналоговых сигналов по волс
- •5.3. Выбор элементов для волс
- •5.4.Метод передачи аналогового сигнала по волс с предварительной компенсацией нелинейных искажений
- •5.5 Волоконно-оптическая линия для передачи аналоговой информации с преобразованием аналогов (волс-а)
- •5.6. Устройство и работа составных частей волс-а
- •5.7. Параметры волс-а
- •5.8. Подготовка волс к работе
- •Порядок выполнения работы
- •5.10. Оформление отчета
Контрольные вопросы
На каком принципе основана работа ВОГ?
Как зависит разность фаз Саньяка от числа витков контура ВОГ?
В чем проявляется отличие эффекта Саньяка в ВОГ с разомкнутым волоконным контуром и с волоконным резонатором (замкнутым контуром)?
По какому закону изменяется выходной сигнал ВОГ с фазовой модуляцией и синхронным детектированием от угловой скорости вращения?
Как оценить чувствительность к вращению и дрейф нуля ВОГ?
Какие способы уменьшения дрейфа нуля ВОГ и повышения его чувствительности вы знаете?
Литература
Бычков С. И., Лукьянов Д.П., Бакаляр А.И. Лазерный гироскоп.- М.: Советское радио, 1975.
Дубнищев. Ю.Н. Теория и преобразование сигналов в оптических системах. Санкт-Петербург, Москва, Краснодар, 2011.
Мирошников. М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов. Санкт-Петербург, Москва, Краснодар, 2010.
Bergh R.A. An Overview of Fiber-Optic Gyroscopes // J.of Lightwave Technology.- 1984.- V.2, N 2.- P.91-107.
Bohm K. et al. Fiber-Optic Gyro For Sensitive Measurement of Rotation // Radio and Elektronic Engineer.- 1983.- V.53, N 3,P.121-124.
Молотков. Н.Я. Учебные эксперименты по волоконной оптике СВЧ демонстрации. Издательский дом “Интеллект”, 2011.
3. Лабораторная работа №3. Датчик момента сил
3.1 Цель работы
Целью работы является ознакомление с принципами построения волоконно-оптического датчика момента сил (ВОД МС) амплитудного типа и изучение его основных свойств и характеристик. Приобретение практических навыков расчета, проектирования и настройки ВОД МС.
3.2. Анализ принципов построения вод мс
Современные волоконно-оптические датчики (ВОД) физических величин (ФВ) (температуры, давления, расстояния и др.) относятся к средствам неразрушающего контроля, в реализации которых используется совокупность оптических измерительных способов и средств с целью регистрации параметров оптического излучения, взаимодействующего с контролируемым объектом.
С точки зрения применения в ВОД оптического волокна, они делятся на два класса: с «открытым оптическим каналом» и с «закрытым оптическим каналом».
В первом случае изменения измеряемой ФВ обусловлены изменением условий распространения света в волоконно-оптическом канале в зоне измерений измерительного преобразователя (ИП).
Во втором случае само оптическое волокно (ОВ) используется в качестве чувствительного элемента.
В настоящей работе рассматривается ВОД с «открытым оптическим каналом», то есть ВОД, в котором ОВ используется в качестве линии передачи оптических сигналов.
В настоящее время известны наиболее часто применяемые и рекомендуемые принципы преобразования интенсивности оптического сигнала в ВОД амплитудного типа. При этом универсальным принципом действия измерительных преобразователей для таких измеряемых ФВ, как сила, давление, линейные перемещения является принцип отражения света.
Отсюда, с точки зрения поиска достаточно простых дифференциальных измерительных схем, а также – конструктивных и технологических решений наиболее обоснованной следует считать схему ВОД МС, характеризующуюся следующими признаками:
по целевому применению ОВ в ВОД МС выполняет функцию линии передачи оптических сигналов («открытый оптический канал»);
способ модуляции интенсивности оптического излучения – отражательный с переменным зазором между отражателем и торцами ОВ;
измеряемая величина (момент сил) связана с продольным перемещением отражателя.