Мультиплексирование по длине волны в волоконных системах связи

Принципиальная схема, по существу применима как для датчиков на основе интенсивности, так и для интерферометрических типов датчиков и теоретически самая эффективная из всех возможных, поскольку все излучение от конкретного источника в принципе может быть направлено к конкретному чувствительному элементу, и затем на соответствующий фотоприемник, с минимальными избыточными потерями, благодаря использованию соответствующих мультиплексированию по длине волны волоконных ответвителей. Причиной отсутствия практических реализаций, основанных на этом методе, является ограниченная доступность необходимых для этого избирательных по длине волны ответвителей.

image131

Кроме того, важным недостатком такого подхода являются сложность волоконных компонент для мультиплексирования с разделением по длине волны (например, NхN звездообразных и 1хN древовидных соединителей),

image132

Необходимых для построения системы, основанной на большом количестве датчиков, и ограниченная избирательность по длине волны таких приборов. Таким образом, варианты мультиплексирования по длине волны большого количества датчиков на одном волокне оказались практически неприменимыми по соображениям, как стоимости, так и производительности.

При мультиплексировании интерферометрических датчиков следует принимать во внимание два основных вопроса. Во-первых, при мультиплексировании должно уменьшиться количество соединительных волокон между матрицей пассивных датчиков и электрооптическим модулем обработки (т. е. должно быть обеспечено некоторое дополнительное мультиплексирование) и, во-вторых, применяемый метод должен быть совместим с методом демодуляции, используемым при обработке интерферометрических сигналов, генерируемых каждым датчиком. Все форматы адресации датчиков — с разделением по времени, частоте, длине волны, когерентности и поляризации — принципиально реализуемы и пригодны для применения с интерферометрическими датчиками. Каждая из этих схем адресации, более подробно описанных далее, позволяет сигналы от отдельных чувствительных элементов массива разделить на выходе. Выход двулучевого интерферометрического датчика — это приподнятый косинус функции интерференции, что может быть представлено в виде

См. также:  Кольцевые лазерные гироскопы

Где /о — входная интенсивность, к — константа, известная как контрастность полос, и (£) — разность фаз между плечами интерферометра, включающая две составляющих — наклон или сдвиг, <(£) и сигнал $(£). Чтобы выделить полезную информацию от интерферометрического датчика, передаточную функцию, описанную уравнением, нужно восстановить или линеаризовать для получения линейной зависимости выхода от сдвига фазы $(£), определяемого измеряемой величиной. У схем адресации, описанных выше, не существует собственных средств для демодуляции мультиплексированных интерферометрических сигналов.