Мультиплексирование интерферометрических датчиков

Следовательно, при мультиплексировании интерферометрических датчиков процесс включает в себя две стадии — разделение информации и последующая демодуляция, что схематически показано. Прежде чем переходить к описанию топологий сети для мультиплексных интерферометрических датчиков, рассмотрим методы демодуляции, совместимые с различными схемами мультиплексирования/адресации.

Мультиплексирование интерферометрических датчиков.

image133

Методы интерферометрической демодуляции для объединенных с использованием мультиплексирования датчиков.

Для использования с интерферометрическими датчиками, объединенными с использованием мультиплексирования, подходят следующие методы удаленной демодуляции.

Несущая с модуляцией по фазе (PGC), обрабатываемая гомодинным или синтетическим гетеродинным методом: используется источник, излучение которого модулировано по частоте, и немного асимметричные (обычно на несколько сантиметров) измерительные интерферометры.

Разностная интерферометрия с согласованными траекториями (PMDI): используются согласованные асимметричные измерительный интерферометр и компенсирующий интерферометр (приемник).

Гетеродинирование разностной задержки (DDH): используются асимметричный датчик-интерферометр и импульсный лазерный источник, излучение которого промодулировано по частоте.

Эти методы демодуляции подробно описаны в следующих параграфах.

Несущая с модуляцией по фазе. При этом подходе в качестве датчика используется интерферометр с небольшой разницей в длинах волоконных плеч. Вследствие этого разность фаз между оптическими полями, формируемыми в сигнальном и опорном плечах интерферометра, является функцией входной оптической частоты (частоты лазера). Если расхождение в длинах составляет AL — L — Li

В полупроводниковых диодных лазерах частота излучения может быть промодулирована через управление инжекционным током (или током смещения) прибора. Эффект, возникающий в обычных резонаторных диодных лазерах Фабри-Перо, является результатом двух эффектов. Во-первых, из-за изменений тока происходят небольшие изменения температуры резонатора, что приводит к модуляции эффективной длины резонатора благодаря температурной зависимости показателя преломления и тепловому расширению. Во-вторых, концентрация носителей в области лазерной генерации возрастает с возрастанием тока, являясь причиной изменения показателя преломления. Вообще, при низких частотах первый эффект доминирует и демонстрирует отклик (~ 3 дБ) в области до 100 кГц. В то же время второй, более слабый эффект имеет пологую характеристику зависимости от частоты вплоть до высоких частот (~ 1 кГц) и обычно проявляется резонансом в области частот разрывной генерации лазера.