Новый вид частотного уплотнения в интерферометрических системах

Второй подход к частотному мультиплексированию основан на использовании в качестве источника синусоидально частотно-модулированного диодного лазера, чтобы обеспечить на выходе несущую модулированную по фазе. Архитектура матрицы, используемой с такой схемой адресации, на примере матрицы, состоящей из четырех датчиков. Здесь каждый из двух лазеров питает два незначительно асимметричных измерительных интерферометра и четыре выхода датчиков объединяются в двух выходных волокнах таким образом,

image139

Что каждое выходное волокно несет только один сигнал от каждого лазера. Следовательно, если излучение лазеров промодулировано на различных частотах, выходное излучение каждого выходного волокна состоит из сигналов с различной частотой модуляции (или, возможно, их гармоник) и выходы датчиков могут быть разделены посредством частотной селекции, при помощи соответствующего полосового фильтра или синхронного детектирования. Базовый пример размером 2×2 может быть расширен до обобщенной сети размером JхК, как показано на примере матрицы, представленной на рисунке. Коэффициент деления мощности для матрицы из N = J2 датчиков равен iV, притом, что каждое выходное волокно содержит таких сигналов. Понятно, что выгода от мультиплексирования, получаемая при такой схеме, увеличивается как корень квадратный из общего количества датчиков (N) при условии, что используется схема с симметричной матрицей.

image140

Анализ метода частотного мультиплексирования показывает, что при источниках, обеспечивающих входную мощность 10 мВт, может быть объединено с мультиплексированием до 1000 интерферометрических датчиков (1024 датчика = 32х32), при этом дробовой шум эквивалентен чувствительности, равной нескольким мкрад/Гц.

Новый вид частотного уплотнения в интерферометрических системах основан на использовании механизмах нелинейных преобразований смещение — напряжение для наблюдения за измеряемыми величинами, изменяющимися с низкой частотой или постоянными. Такой подход к измерениям описан в главе. В схеме мультиплексирования, основанной на этом подходе, единственный интерферометр используется для измерения сдвигов фаз, обусловленных несколькими преобразователями,. Для каждого датчика амплитуда «вибрирующего» фазового сдвига на выходе регистрируется в предопределенном наборе частот иj (j = 1,. ,п), причем каждая амплитуда вибрации пропорциональна низкочастотной измеряемой величине, представляющей интерес.

См. также:  Волоконно-оптические датчики магнитного поля