Радиофотонные двухчастотные способы интеррогации однотипных волоконных брэгговских решеток, объединенных в группу

Радиофотонные двухчастотные способы интеррогации однотипных волоконных брэгговских решеток, объединенных в группу

Автор: Морозов О.Г., Морозов Г.А., Нуреев И.И., Сахабутдинов А.Ж., Артемьев В.И.

Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp

Статья в выпуске: 2 т.20, 2017 года.

Бесплатный доступ

В статье представлены принципы работы, оценка метрологических характеристик и варианты реализации радиофотонных способов зондирования группы однотипных ВБР в интеррогаторах на основе интерферометрии со смещением частоты и вариации разностных частот. Впервые показана возможность применения в них двухчастотных зондирующих излучений, полученных с помощью радиочастотного модуляционного амплитудно-фазового преобразования оптической несущей по методу Ильина - Морозова. Определены перспективы применения указанных способов в структуре волоконно-оптических сенсорных сетей.

Радиофотоника, оптическая несущая, амплитудно-фазовая модуляция, двухчастотное зондирование, волоконная брэгговская решетка, интерферометрия со смещением частоты, метод вариации разностной частоты

Короткий адрес: https://sciup.org/140255996

IDR: 140255996

Список литературы Радиофотонные двухчастотные способы интеррогации однотипных волоконных брэгговских решеток, объединенных в группу

  • An interrogator for a fiber Bragg sensor array based on a tunable erbium fiber laser / S.A. Babin [et al.] // Laser Physics. 2007. Vol. 17. № 11. P. 1340-1344.
  • Application of optical time-domain reflectometry for the interrogation of fiber Bragg sensors / Yu.N. Kulchin [et al.] // Laser Physics. 2007. Vol. 17. № 11. Р. 1335-1339.
  • Combined time-wavelength interrogation of fiber-Bragg gratings based on an optical time-domain reflectometry / Yu.N. Kulchin [et al.] // Laser Physics. 2008. Vol. 18. № 11. Р. 1301-1304.
  • Differential reflectometry of FBG sensors in the wide spectral range / Yu.N. Kulchin [et al.] // Laser Physics. 2011. Vol. 21. № 2. Р. 304-307.
  • Niewczas O.P. High-speed, solid state, interferometric interrogator and multiplexer for fiber Bragg grating sensors // J. Lightwave Technol. 2011. Vol. 29. P. 3387-3392.
  • Kersey A.D., Berkoff T.A., Morey W.W. Multiplexed fiber Bragg grating strain-sensor system with a fiber Fabry-Perot wavelength filter // Opt. Lett. 1993. Vol. 18. P. 1370-1372.
  • A large capacity sensing network with identical weak fiber Bragg gratings multiplexing / M. Zhang [et al.] // Opt. Commun. 2012. Vol. 285. P. 3082-3087.
  • Use of 3000 Bragg grating strain sensors distributed on four 8 m optical fibers during static load tests of a composite structure / A. Childers [et al.] // Proc. of SPIE. 2001. Vol. 4332. P. 133-142.
  • Using frequency-shifted interferometry for multiplexing a fiber Bragg grating array / F. Ye [et al.] // IEEE Photon. Technol. Lett. 2008. Vol. 20. P. 1488-1490.
  • Multiplexing of fiber Bragg grating sensors using an FMCW technique / P.K.C. Chan [et al.] // IEEE Photon. Technol. Lett. 1999. Vol. 11. P. 1470-1472.
  • Zheng J. Analysis of optical frequency-modulated continuous-wave interference // Appl. Opt. 2004. Vol. 43. P. 4189-4198.
  • Kajiwara K., Hotate K. Multiplexing of long-length fiber Bragg grating distributed sensors based on synthesis of optical coherence function // IEEE Photon. Technol. Lett. 2011. Vol. 23. P. 1555-1557.
  • Волоконно-оптические технологии в распределенных системах экологического мониторинга / В.Г. Куприянов [и др.] // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13(34). № 4(4). С. 1087-1091.
  • Optical frequency domain reflectometry with a narrow linewidth fiber laser / P. Oberson [et al.] // IEEE Photonics technology letters. 2000. Vol. 12. № 7. P. 867-869.
  • Yüksel K., Wuilpart M., Mégret P. Optical-frequency domain reflectometry: roadmap for high-resolution distributed measurements // Proc. Symposium IEEE/LEOS (Benelux Chapter). 2007. P. 2301-2305.
  • High resolution optical frequency domain reflectometry for characterization of components and assemblies / B.J. Soller [et al.] // Optics Express. 2005. Vol. 13. P. 666-674.
  • Millimeter resolution reflectometry over two kilometers / D.K. Gifford [et al.] // Proc. of the ECOC. 2007. P. 03.6.1-1569045406.
  • Distributed beatlength measurement in single-mode fibers with OFDR / M. Wegmuller [et al.] // J. of Lightw. Technol. 2002. Vol. 20. P. 828-835.
  • Optical fiber locator by the step frequency method / J. Nakayama [et al.] // Applied Optics. 1987. Vol. 26. P. 440-443.
  • 5-mm-resolution OFDR using a coded phase-reversal modulator / D.W. Dolfi [et al.] // Optics Letters. 1988. Vol. 13. P. 678-680.
  • MacDonald R.I. Frequency domain optical reflectometer // Applied Optics. 1981. Vol. 20. P. 1840-1844.
  • Narrow linewidth fiber laser for 100-km optical frequency domain reflectometry / J. Geng [et al.] // Photonics Technology Lett. 2005. Vol. 17. P. 1827-1829.
  • Sorin W.V. Optical Reflectometry for component characterization // Fiber optic test and measurements. 1991. P. 425-431.
  • Distributed strain measurement with high spatial resolution using fiber Bragg gratings and optical frequency domain reflectometry / H. Murayama [et al.] // OSA/OFS. 2006. P. ThE40.
  • Jiang Qi, Rao Yun-Jiang, De-Hong Zeng. A fiber-optical intrusion alarm system based on quasi-distributed fiber Bragg grating sensors // APOS. 2008. P. 1-5.
  • Wu Qi, Okabe Yoji. Novel real-time acousto-ultrasonic sensors using two phase-shifted fiber Bragg gratings // J. of Int. Mat. Systems and Structures. 2013. Vol. 31. P. 51-56.
  • Пат. 122174 Российская Федерация. Устройство для измерения параметров физических полей / П.Е. Денисенко [и др.] // Бюл. № 32. 2012. 2 с.
  • Морозов О.Г., Ильин Г.И. Амплитудно-фазовая модуляция в системах радиофотоники // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2014. № 1 (20). С. 6-42.
  • Морозов, О.Г., Айбатов Д.Л., Садеев Т.С. Синтез двухчастотного излучения и его применение в волоконно-оптических системах распределенных и мультиплексированных измерений // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2010. Т. 13. № 3. С. 84-91.
  • Метод формирования двухчастотного излучения для синтеза солитонов и применения спектрально-эффективной модуляции RZ и CSRZ форматов в оптических сетях доступа / А.А. Талипов [и др.] // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2012. № 2 (16). С. 3-12.
  • Ильин, Г.И., Морозов О.Г., Польский Ю.Е. ЛЧМ-лидар с преобразованием частоты // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т. 8. № 12. С. 1871-1874.
  • Айбатов Д.Л., Морозов О.Г., Садеев Т.С. Преобразование спектра оптического излучения в двухканальном модуляторе Маха - Цендера и ROF-фильтр на его основе // Нелинейный мир. 2010. Т. 8. № 5. С. 302-309.
  • Морозов О.Г. Амплитудно-фазовое преобразование частоты в системах временной и частотной рефлектометрии волоконно-оптических информационных и измерительных сетей // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2004. Т. 7. № 1. С. 63.
  • Амплитудно-фазовые методы формирования зондирующих излучений для систем анализа волоконно-оптических структур / О.Г. Морозов [и др.] // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2007. Т. 10. № 3. С. 119-124.
  • Оптико-электронные системы измерения мгновенной частоты радиосигналов с амплитудно-фазовым модуляционным преобразованием оптической несущей / О.Г. Морозов [и др.] // Прикладная фотоника. 2014. № 2. С. 5-23.
  • Измерение мгновенной частоты с помощью двухчастотного зондирования / О.Г. Морозов [и др.]// Научно-технический вестник Поволжья. 2012. № 4. С. 146-149.
  • Измерение мгновенной частоты СВЧ-радиосигналов в оптическом диапазоне на основе преобразования «частота-амплитуда» в волоконной решетке Брэгга с фазовым p-сдвигом / О.Г. Морозов [и др.] // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2013. № 3. С. 30-41.
  • Морозов О.Г., Польский Ю.Е. Единое поле комплексированных ВОД в системах контроля параметров безопасности скоростных транспортных средств // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 1997. № 4. С. 27.
  • Метод исключения для расчета распространения волн через среды со ступенчатыми неоднородностями / И.В. Антонец [и др.] // Журнал радиоэлектроники. 2013. № 4. С. 1-38.
  • Reflectometry based on a frequency-shifted interferometer using sideband interference / B. Qi [et al.] // Opt. Lett. 2013. Vol. 38. P. 1083-1085.
  • Large-capacity multiplexing of near-identical weak fiber Bragg gratings using frequency shifted interferometry / Y Ou [et al.] // Opt. Express. 2015. Vol. 23. P. 31484-31495.
  • High-resolution, large dynamic range fiber length measurement based on a frequency-shifted asymmetric Sagnac interferometer / B. Qi [et al.] // Opt. Lett. 2005. Vol. 30. P. 3287-3289.
  • Frequency-shifted Mach-Zehnder interferometer for locating multiple weak reflections along a fiber link / B. Qi [et al.] // IEEE Photon. Technol. Lett. 2006. Vol. 18. P. 295-297.
  • Multipoint sensing with a low-coherence source using single-arm frequency-shifted interferometry / Y. Zhang [et al.] // Applied Optics. 2016. Vol. 55. № 21. P. 5526-5530.
  • Wild G., Hinckley S. An intensiometric detection system for fibre Bragg grating sensors // Proc. OECC/ACOFT. 2008. P. 1-2.
  • El-Diasty F., Heaney A., Erdogan T. Analysis of fiber Bragg gratings by a side diffraction interference technique // Applied Optics. 2001. Vol. 40. № 6. P. 8909-8916.
  • Phase-sensitive interrogation of fiber Bragg grating resonators for sensing applications / J.H. Chow [et al.] // J. of Light. Tech. 2005. Vol. 23. № 5. P. 1881-1889.
  • Study of local properties of fibre Bragg gratings by the method of optical space-domain reflectometry / I.G. Korolev [et al.] // Quantum Electronics. 2003. № 33(8). P. 704-710.
  • Aibatov D.L., Morozov O.G. Two-frequency scanning of FBG with arbitrary reflection spectrum // Proc. of SPIE. 2007. Vol. 6605. P. 660506.
  • Авторское свидетельство 1338647 СССР. Способ преобразования одночастотного когерентного излучения в двухчастотное / Ильин Г.И., Морозов О.Г. // Бюл. № 20. 2004. 2 с.
  • Кузнецов А.А. Комплексированный волоконно-оптический датчик износа и температуры трущихся поверхностей // Научно-технический вестник Поволжья. 2016. № 1. С. 45-48.
  • Щeтка как интеллектуальный узел электродвигателя / О.Г. Морозов [и др.] // Инженерный вестник Дона (электронный научный журнал). 2016. № 1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2016/3525.
  • Smаrt photonic carbon brush / O.G. Morozov [et al.] // Proc. of SPIE. 2016. Vol. 9807. P. 98070M.
  • Датчик износа и температуры изделия на основе волоконно-оптического чувствительного элемента / А.А. Кузнецов [и др.] // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2015. Т. 17. № 6(2). С. 455-460.
  • Определение характеристик спектра усиления Мандельштама - Бриллюэна с помощью двухчастотного зондирующего излучения / О.Г. Морозов [и др.] // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2012. Т. 15. № 3. С. 95-100.
  • Структурная минимизация волоконно-оптических сенсорных сетей экологического мониторинга / В.В. Куревин [и др.] // Инфокоммуникационные технологии. 2009. Т. 7. № 3. С. 46-52.
  • Маломодовое зондирование датчиков на основе волоконных решеток Брэгга / В.Г. Куприянов [и др.] // Научно-технический вестник Поволжья. 2013. № 4. С. 322-325.
  • Волоконные решетки Брэгга с фазированной структурой в распределенных информационно-измерительных системах / С.Г. Алюшина [и др.] // Нелинейный мир. 2011. Т. 9. № 8. С. 522-528.
  • Функционально адаптивные СВЧ-технологии в задачах переработки термопластичных полимерных материалов / Г.А. Морозов [и др.] // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2011. № 3. С. 13-24.
  • Двухчастотный метод определения параметров резонансных датчиков СВЧ-диапазона / О.Г. Морозов [и др.] // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2014. № 1 (20). С. 76-86.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp