Волоконно-оптический датчик Советский патент 1987 года по МПК G01B11/00 

11

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в оптической интерферометрии для регистрации малых акустических сигналов, деформаций и температуры.

Цель изобретения - повьшение чувствительности за счет устранения влияния паразитного двулучепреломле- ния оптических волокон.

На чертеже изображена схема волоконно-оптического датчика.

Датчик содержит источник 1 света, расположенные по ходу излучения ло- ляризатор 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 из плеч интерферометра, звуковой генератор 9, выход которого электрически связан с входом модулятора 8, блок 10 обработки и регистрации, два входа которого оптически связаны с выходными торцами световодов 4и 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 6 и 7. Ячейки Фарадея 11 и I2 выполнены в одном из возможных вариантов в виде катушки (не показана) электромагнита постоянного тока с намотанными на нее витками световода 4 и 5 таким образом, что они расположены перпендикулярно виткам катушки, а световод выполнен из парамагнитных или ферромагнитных материалов.

Блок 10 обработки и регистрации содержит два приемника 13 и 14 излучения и схему 15 обработки и индикации.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от источника 1 света, например лазера, проходит через линейный поляризатор 2. Линейно поляризованное излучение с помоп(ью волоконного светоделителя 3 разбивается на два пучка одинаковой интенсивности, которые распространяются в световодах 4 и 5. Световод 4 помещается в исследуемую среду и на него оказывает воздействие измеряемая величина например акустическое поле или температура. На световод 5 исследуемая

72

среда влияния не оказывает, но его оптическая длина изменяется по синусоидальному закону под действием модулятора 8. В конце световодов 4 и 5

пучки проходят через ячейки Фарадея 11 и 12, отражаются от зеркальных отражателей 6 и 7 и вторично проходят через ячейки 11 и 12 в обратном направлении. После сложения пучков

на светоделителе 3 часть излучения попадает на приемник 13, а часть - на приемник 14. Вследствие интерференции пучков в светоделителе 3 фазы сигналов на выходе приемников 13 и

14 отличаются на IT . В схеме 15 обработки и индикации эти сигналы поступают на дифференциальный усилитель с синхронным детектором, с выхода которого сигнал, пропорциональный

измеряемой величине, преобразуется в цифровой код и визуально отображается элементами индикации. Под влиянием внеоших условий за счет паразитной анизотропии в материале световодов 4 и 5 возникает паразитное изменение как эллиптичности, так и азимута поляризации. В результате прохождения пучков в каждом из световодов через ячейку Фарадея в прямом и после отражения от изотропного зеркала в обратном направлении паразитное изменение поляризации компенсируется, а результатирующая поляризация излучения на выходе световодов

испытывает липь вращение плоскости поляризации на IT/2.

Формула изобретения

Волоконно-оптический датчик,

содержащий источник света, интерферометр Майкельсона, состояп51Й из светоделителя , двух волоконньсх световодов, образующих два 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, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения чувствительности, он снабжен поляризатором, установленным между источником света и интерферометром, и двумя ячейками

3 13157974

Фарадея, каждая из которых установ-электромагнита постоянного тока с налена в одном из плеч интерферометрамотанными на нее витками световода

перед отражателем.таким образом, что они расположены

2. Датчик по п. 1,отличаю-перпендикулярно виткам катушки, а

щ и и с я тем, что каждая ячейка световод выполнен из парамагнитных

Фарадея выполнена.в виде катушкиили ферромагнитных материалов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- Ьовано в оптической интерферометрии для регистрации малых акустических сигналов, деформаций и температуры. Целью изобретения является повышение чувствительности датчика за счет устранения влияния паразитного двулучепреломлення оптических волокон. Излучение от источника 1 света, например лазера, проходит через линейный поляризатор 2 и разбивается светоделителем 3 на два пучка одинаковой интенсивности. Пучки распространяются в световодах 4 и 5, проходят в конце каждого из световодов через ячейки Фарадея 11 и 12 соответственно. После отражения от отражателей 6 и 7 пучки вторично проходят через ячейки 11 и 12 и после сложения их на светоделителе 3 части излучения попадают на приемники 13 и 14 излучения. При этом на входы приемников 13 и 14 поступает излучение, в котором паразитное изменение поляризации является скомпенсированным. В схеме 13 обработки и индикации происходит преобразование сигналов с приемников 13 и 14. 1 3.п. ф-лы, 1 ил. о САЭ in СС