1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Приборы и техника эксперимента
  4. № 5, 2023

Приборы и техника эксперимента, 2023, № 5, стр. 84-91

Исследование распределения чувствительности вдоль контура волоконно-оптического датчика на основе интерферометра Саньяка

Т. В. Гриценко a, *, Н. В. Дьякова a, А. А. Жирнов a, К. В. Степанов a, Р. И. Хан a, К. И. Кошелев a, А. Б. Пнев a, В. Е. Карасик a

a Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
105005 Москва, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1, Россия

* E-mail: chobantv@yandex.ru

Поступила в редакцию 23.01.2023
После доработки 24.04.2023
Принята к публикации 24.04.2023

Аннотация

Проведено исследование чувствительности интерферометра Саньяка при различных координатах акустического воздействия. Получены и экспериментально подтверждены принципы формирования мертвой зоны в акустическом распределенном волоконно-оптическом датчике на основе интерферометра Саньяка. Исследован отклик интерферометра при разных типах акустического воздействия на контур: в виде прямоугольного импульса, синусоидального и в виде периодической треугольной функции; изучен характер изменения разности фаз на выходе интерферометра Саньяка для каждого из них. При найденном значении типовой частоты ${{f}_{{t,{\text{hit}}}}}$ = 10.8 кГц и длине контура 20 км проведены численное моделирование и экспериментальное исследование размаха разности фаз при акустическом воздействии через каждый 1 км петли в диапазоне от 0 до 10 км. Предложен метод устранения мертвой зоны для интеграции интерферометра Саньяка в состав комплексной системы мониторинга с использованием фазочувствительного оптического рефлектометра временной области.

Список литературы

  1. Gorshkov B.G., Yüksel K., Fotiadi A.A., Wuilpart M., Korobko D.A., Zhirnov A.A., Stepanov K.V., Turov A.T., Konstantinov Y.A., Lobach I.A. // Sensors. 2022. V. 22 (3). P. 1033. https://doi.org/10.3390/s22031033

  2. Zhirnov A.A., Stepanov K.V., Sazonkin S.G., Choban T.V., Koshelev K.I., Chernutsky A.O., Pnev A.B., Novikov A.O., Yagodnikov D.A. // Sensors. 2021. V. 21 (23). P. 7836. https://doi.org/10.3390/s21237836

  3. Choban T.V., Zhirnov A.A., Chernutsky A.O., Stepanov K.V., Pniov A.B., Galzerano G., Karasik V.E., Svelto C.J. // Phys. Conf. Ser. 2019. V. 1410 (1). P. 012108. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1410/1/012108

  4. Peng F., Wu H., Jia X.-H., Rao Y.-J., Wang Z.-N., Peng Z.-P. // Opt. Express, 2014. V. 22 (11). P. 13804. https://doi.org/10.1364/OE.22.013804

  5. Stepanov K.V., Zhirnov A.A., Chernutsky A.O., Koshel-ev K.I., Pnev A.B., Lopunov A.I., Butov O.V. // Sensors, 2020. V. 20. P. 6431. https://doi.org/10.3390/s20226431

  6. Stepanov K.V., Zhirnov A.A., Chernutsky A.O., Choban T.V., Pnev A.B., Lopunov A.I., Butov O.V. // IEEE Proc. of International Conference Laser Optics 2020. P. 1. https://doi.org/10.1109/ICLO48556.2020.9285505

  7. Pi S., Wang B., Zhao J., Hong G., Zhao D., Jia B. // Proc. of  Interferometry XVII: Techniques and Analysis. 2014. V. 9203. https://doi.org/10.1117/12.2059925

  8. Liu K., Jin X., Jiang J., Xu T., Ding Z., Huang Y., Sun Z., Xue K., Li S., Liu T. // IEEE Sens. J. 2022. V. 22. P. 21428. https://doi.org/10.1109/JSEN.2022.3213036

  9. Zhirnov A.A., Choban T.V., StePanov K.V., Koshelev K.I., Chernutsky A.O., Pnev A.B., Karasik V.E. // Sensors. 2022. V. 22(7). P. 2772. https://doi.org/10.3390/s22072772

  10. Spammer J., Swart L., Chtcherbakov A., Lightwave J. // Technol, 1997. V. 15 (6). P. 972. https://doi.org/10.1109/50.588669

  11. Choban T.V., Zhirnov A.A., Tolstoguzov V.L., Tikhomir-ov S.V., Pnev A.B., Karasik V.E., Svelto C. // IEEE Proc. of International Conference Laser Optics 2020. P. 1. https://doi.org/10.1109/ICLO48556.2020.9285542.

  12. Huang J., Chen Y., Peng H., Zhou P., Song Q., Huang P., Xiao Q., Jia B. // Opt. Commun. 2021. V. 57 (2). P. 027104. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2020.126420

  13. Choban T.V., Zhirnov A.A., Stepanov K.V., Khan R.I., Pniov A.B., Svelto C., Lopunov A.I., Butov O.V. // IEEE Proc. of International Conference Laser Optics. 2022. P. 1. https://doi.org/10.1109/ICLO54117.2022.9839786

  14. Shimizu T., Nakajima K., Shiraki K., Ieda K., Sankawa I. // Opt. Fiber Technol. 2008. V. 14. P. 10. https://doi.org/10.1016/j.yofte.2007.04.004

  15. Krakenes K., Blotekjaer K. // Opt. Lett. 1989. V. 14 (20). P. 1152. https://doi.org/10.1364/OL.14.001152

  16. Zhang G., Xi C., Liang Y., Zuo H. // IEEE Xplore Proc. of Cross Strait Quad-Regional Radio Science and Wireless Technology Conf. 2011. V. 2. P. 1598. https://doi.org/10.1109/CSQRWC.2011.6037279

  17. Teng F., Yi D., Hong X., Li X. // Opt. Express. 2021. V. 29 (9). P. 13696. https://doi.org/10.1364/OE.421569

  18. Ma P., Liu K., Sun Z., Jiang J., Wang S., Xu T., Xu Z., Liu T. // Opt. Lasers Eng. 2020. V. 129. P. 106060. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2020.106060

  19. Kondrat M., Szustakowski M., Patka N., Ciurapinski W., Zyczkowski M. // Opto-Electron. Rev. 2007. V. 15 (3). P. 127. https://doi.org/10.2478/s11772-007-0012-x

  20. Mangmeng C., Ali M., Gilberto B. // Opt. Express. 2019. V. 27 (7). P. 9684. https://doi.org/10.1364/OE.27.009684

  21. Wang B., Yu X., Wu H., Zhang J., Meng X. // Opt. Commun. 2017. V. 382. P. 272. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2016.07.022

  22. McAulay A., Wang J. // Proc. of Enabling Photonic Technologies for Aerospace Applications VI. 2004. V. 5435. https://doi.org/10.1117/12.542834

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Приборы и техника эксперимента

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал