Fiber-optic acceleration sensor on duplex fiber Bragg structures

В работе предлагается оценка возможности применения узкополосных волоконных брэгговских структур в качестве основы измерительной системы для датчика ускорения (акселерометра). Оценка применимости ведется на основе математического и компьютерного моделирования и аналитических оценок работоспособности модели. Задачу предлагается решать путем перевода оптического сигнала из оптического (ТГц) в радиочастотный диапазон измерений (ГГц) за счет теории и техники радиофотонных методов, что позволяет значительно повысить показатель отношения сигнал/шум. В основе измерительной системы предложено использовать две узкополосные волоконные брэгговские решетки с центральными частотами, лежащими в оптическом диапазоне, и разностью центральных частот в радиочастотном диапазоне спектра. Полученный в оптико-электронной схеме оптический сигнал, подается на фотоприемник, и по анализу результирующего электрического сигнала делается вывод о величине и направлении силы, действующей вдоль оси чувствительности датчика. Величина действующей силы инерции напрямую связана с действующим на измерительную систему ускорением. В работе предлагается подход к определению величины действующей силы, который не требует измерения промежуточной радиочастоты и предполагает построение зависимости действующей силы от величины коэффициента модуляции двухчастотных биений. Конструктивное исполнение датчика предлагается реализовать таким образом, чтобы минимизировать влияние девиаций температуры на измерительную систему в целом.