WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Выходной сигнал интерферометра регистрировался фотоприемником (PR2). В режиме модуляции за счет Рис. 6. Зависимость коэффициента K от частоты; левый обработки сигнала интерферометра u2 оценивалась ам- график для изотропного волокна, правый — для анизотропного световода.

плитуда перемещения зеркала (M2), которая полагалась равной перемещению сжимающих пластин l.

На рис. 5 приведен пример измеренных частотных зависимостей чувствительностей разности фаз и сменый резонанс керамики), при этом модулятор работал в щения сжимающих пластин l к напряжению. Для измелинейном режиме.

рений был выбран диапазон частот, в котором керамика На рис. 6 приведены графики частотной зависимости работала эффективно. Это позволило получить значикоэффициента K. На них отмечено значение K, вычистельные уровни и l и хорошую точность измерений.

ленное по формуле (8). При расчетах использовались Зависимости снимались при амплитудах напряжения uM, типовые механические параметры плавленого кварца и не превышавших 50 V. Максимальный индекс модуляции дюраля (плавленый кварц: E = 7.6 · 1010 N/m2, µ = 0.( 10) достигнут в области f 18.5kHz (продольи дюралевые пластины: E = 6 · 1010 N/m2, µ = 0.25). Для анизотропного световода в выражение (8) перед коэффициентом A(P) подставлено значение r1 = 37.5 µm, в то время как в этот коэффициент входит ширина полоски контакта, зависящая от большого радиуса волокна r2 = 62.5 µm.

Из приведенных графиков видно, что в случае изотропного волокна экспериментальный результат ниже теоретической оценки в среднем в 2 раза, а в случае анизотропного волокна — примерно в 4 раза.

Причиной расхождений может быть то, что измеренную в наших экспериментах величину l все же нельзя считать величиной переменного сдавливания волокна, так как на самом деле она включает в себя также неучтенную изгибную деформацию сдавливающих Рис. 5. Пример зависимостей /uM и l/uM от частоты. пластин, возникающую вследствие несимметричности Журнал технической физики, 2006, том 76, вып. 106 О.И. Котов, А.В. Хлыбов, Л.Б. Лиокумович, С.И. Марков, А.В. Медведев, В.А. Рукавишников...

модулирующего напряжения 30 V привело к разрушению волокна). Наклон характеристики (U) логарифмически увеличивается с ростом начального сдавливания P, что согласуется с полученными теоретическими выражениями. График на рис. 7 позволяет оценить экспериментально зависимость A(P).

Заключение Рассмотрена упругооптическая задача поперечного сжатия оптического волокна и создания наведенного линейного двулучепреломления. Получено выражение для отношения наведенной разности фаз поляризациРис. 7. Амлитудные характеристики модулятора: 1 — P = 50, онных мод к перемещению сжимающих пластин, ко2 — 300, 3 — 1000 N/m.

торое позволяет анализировать конструкции с фазовой поляризационной модуляцией за счет сжатия волокна и оценить коэффициент эффективности такой модуляции нагрузки. Расчет изгибной деформации поджимающей K = /(Ll). Показано, что коэффициент K слабо изпластины дает величину, примерно равную 1/2 от ве- меняется с ростом начального статического сжатия свеличины поперечной деформации волокна, это приводит товода и при расчете на единицу длины сжимаемого вок завышению в 2 раза измеренной величины перемещен- локна может достигать 104 rad/m · µm. Такая величиной относительно реальной. на существенно превышает аналогичные коэффициенты Заметим также что экспериментальная механическая для всех известных методов фазовой поляризационной система, по-видимому, является более сложной, чем модуляции с механическим возмущением световода [5].

идеализированная теоретическая модель (об этом сви- Проведены эксперименты с поперечным сжатием водетельствуют значительные колебания K при изменении локна, в которых совместно измерялись индекс фазочастоты модуляции). Особенно это заметно для анизо- вой поляризационной модуляции и амплитуда смещения тропного волокна. В этом случае существенным допол- пластин, сжимающих волокно. Полученные эксперименнительным фактором расхождения экспериментальных и тальные зависимости отношения K показали хорошее теоретических результатов является значительное отли- согласие с теоретическими оценками, что подтверждает чие формы поперечного сечения волокна от круговой, адекватность механической модели и возможность прикак предполагалось в теоретическом анализе. Кроме менения полученных теоретических выражений для оцетого, наличие в анизотропном волокне легированных нок эффективности модуляции в практических устройобластей с меньшим модулем Юнга, чем у материала ствах. Так же как и теоретические расчеты, эксперименсердцевины, также ведет к отличию реального l от ты демонстрируют высокую эффективность модуляции найденного по формуле (5) в сторону занижения тео- разности фаз поляризационных мод при поперечном ретической оценки. сжатии световода: при длине чувствительного участка В ходе данных экспериментов были определены ча- световода 1.7 cm наведенная разность фаз достигла 1 rad при перемещении сжимающих пластин 20 nm.

стотные зависимости относительно модулирующего напряжения и потребляемой модулятором мощности PM на единицу длины волокна. Полученные значения для Список литературы /(PML) и для /(uML) в диапазоне частот 1-20 kHz составили в среднем 104 rad/W · m и 10 rad/W · m со[1] Rashleigh S.C. // J. of Leghtwave Technology. 1983. Vol. LT-1.

ответственно (в области резонанса пьезокерамики — N2. P. 312–331.

в 10 раз больше). Следует отметить, что эти величины [2] Filippov V.N., Kotov O.I., Nikolaev V.M. // Opt. and Quant.

превышают аналогичные параметры других типов поElectr. 1993. Vol. 25. P. 429–449.

ляризационных волоконных модуляторов [11–15] и ряда [3] Кульчин Ю.Н. Распределенные волоконно-оптические измерительные системы. М.: Физматлит, 2002. 272 с.

типов фазовых волоконных модуляторов [16,17] на базе [4] Бутусов М.М., Галкин С.Л., Оробинский С.П. Волоконная пьезокерамических резонаторов.

оптика и приборостроение. Л.: Машиностроение, 1987.

На рис. 7 приведен пример измеренных амплитудных 328 с.

характеристик модулятора для различной начальной [5] Котов О.И., Лиокумович Л.Б., Марков С.И. и др. // ЖТФ.

силы сдавливания. Характеристика снята в области 2004. Т. 74. Вып. 1. С. 72–76.

резонанса пьезокерамики ( f 18.5kHz). Линейность [6] Sakai J.-I., Kimura T. // J. of Quant. Electr. 1981. Vol. QE-17.

амплитудной характеристики сохранялась практически N 6. P. 1041–1051.

до непосредственного приближения к пределу прочно- [7] Кац А.М. Теория упругости. СПб: Изд-во „Лань“, 2002.

сти волокна (при P 1000 N/m превышение амплитуды 208 с.

Журнал технической физики, 2006, том 76, вып. Поляризационная модуляция света при поперечном сжатии оптического волокна [8] Журавлёв Г.А., Карпенко В.А. // Техника машиностроения.

2000. № 6 (28). С. 51–55.

[9] Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. М.:

Наука, 1979. 560 с.

[10] Namihira Y., Kudo M., Mushiaka Y. // Trans. Inst. Electron.

Commun. Ebg. Japan. 1977. Vol. 60-C. P. 107–115.

[11] Boyain A.R., Martinez-Leon L., Cruz J.L. et al. // Appl. Opt.

1999. Vol. 38. N 30. P. 6278–6283.

[12] Rashleigh S.C. Polarimetric sensors: Exploiting the axial stress in high birefringence fibers. OFS-1. London, 1983. P. 210– 212.

[13] De Paula R.P., Moore E.L. // Proc. SPIE. 1984. Vol. 478. P. 3.

[14] Liu X., Patterson D.B. // Proc. SPIE. 1994. Vol. 2360.

[15] Jeong H.J., Kim J.H., Lee H.-W., Kim B.Y. // Opt. Lett. 1994.

Vol. 19. N 18. P. 1421–1423.

[16] Коваленко В.Г., Алексеев Э.И., Кухта А.В. // ПТЭ. 1990.

№4. С. 193–196.

[17] Martini G. // Opt. and Quant. Electr. 1987. Vol. 19.

P. 179–190.

Журнал технической физики, 2006, том 76, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.