Исследование распределения чувствительности вдоль контура волоконно-оптического датчика на основе интерферометра Саньяка

Гриценко Т. В.; Дьякова Н. В.; Жирнов А. А.; Степанов К. В.; Хан Р. И.; Кошелев К. И.; Пнев А. Б.; Карасик В. Е.

doi:10.31857/S0032816223050105

Исследование распределения чувствительности вдоль контура волоконно-оптического датчика на основе интерферометра Саньяка

Authors: Гриценко Т.¹, Дьякова Н.¹, Жирнов А.¹, Степанов К.¹, Хан Р.¹, Кошелев К.¹, Пнев А.¹, Карасик В.¹
Affiliations:
1. Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Issue: No 5 (2023)
Pages: 84-91
Section: ОБЩАЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕХНИКА
URL: https://journals.rcsi.science/0032-8162/article/view/138484
DOI: https://doi.org/10.31857/S0032816223050105
EDN: https://elibrary.ru/ZJPJJP
ID: 138484

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Проведено исследование чувствительности интерферометра Саньяка при различных координатах акустического воздействия. Получены и экспериментально подтверждены принципы формирования мертвой зоны в акустическом распределенном волоконно-оптическом датчике на основе интерферометра Саньяка. Исследован отклик интерферометра при разных типах акустического воздействия на контур: в виде прямоугольного импульса, синусоидального и в виде периодической треугольной функции; изучен характер изменения разности фаз на выходе интерферометра Саньяка для каждого из них. При найденном значении типовой частоты \({{f}_{{t,{\text{hit}}}}}\) = 10.8 кГц и длине контура 20 км проведены численное моделирование и экспериментальное исследование размаха разности фаз при акустическом воздействии через каждый 1 км петли в диапазоне от 0 до 10 км. Предложен метод устранения мертвой зоны для интеграции интерферометра Саньяка в состав комплексной системы мониторинга с использованием фазочувствительного оптического рефлектометра временной области.

References

Gorshkov B.G., Yüksel K., Fotiadi A.A., Wuilpart M., Korobko D.A., Zhirnov A.A., Stepanov K.V., Turov A.T., Konstantinov Y.A., Lobach I.A. // Sensors. 2022. V. 22 (3). P. 1033. https://doi.org/10.3390/s22031033
Zhirnov A.A., Stepanov K.V., Sazonkin S.G., Choban T.V., Koshelev K.I., Chernutsky A.O., Pnev A.B., Novikov A.O., Yagodnikov D.A. // Sensors. 2021. V. 21 (23). P. 7836. https://doi.org/10.3390/s21237836
Choban T.V., Zhirnov A.A., Chernutsky A.O., Stepanov K.V., Pniov A.B., Galzerano G., Karasik V.E., Svelto C.J. // Phys. Conf. Ser. 2019. V. 1410 (1). P. 012108. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1410/1/012108
Peng F., Wu H., Jia X.-H., Rao Y.-J., Wang Z.-N., Peng Z.-P. // Opt. Express, 2014. V. 22 (11). P. 13804. https://doi.org/10.1364/OE.22.013804
Stepanov K.V., Zhirnov A.A., Chernutsky A.O., Koshel-ev K.I., Pnev A.B., Lopunov A.I., Butov O.V. // Sensors, 2020. V. 20. P. 6431. https://doi.org/10.3390/s20226431
Stepanov K.V., Zhirnov A.A., Chernutsky A.O., Choban T.V., Pnev A.B., Lopunov A.I., Butov O.V. // IEEE Proc. of International Conference Laser Optics 2020. P. 1. https://doi.org/10.1109/ICLO48556.2020.9285505
Pi S., Wang B., Zhao J., Hong G., Zhao D., Jia B. // Proc. of Interferometry XVII: Techniques and Analysis. 2014. V. 9203. https://doi.org/10.1117/12.2059925
Liu K., Jin X., Jiang J., Xu T., Ding Z., Huang Y., Sun Z., Xue K., Li S., Liu T. // IEEE Sens. J. 2022. V. 22. P. 21428. https://doi.org/10.1109/JSEN.2022.3213036
Zhirnov A.A., Choban T.V., StePanov K.V., Koshelev K.I., Chernutsky A.O., Pnev A.B., Karasik V.E. // Sensors. 2022. V. 22(7). P. 2772. https://doi.org/10.3390/s22072772
Spammer J., Swart L., Chtcherbakov A., Lightwave J. // Technol, 1997. V. 15 (6). P. 972. https://doi.org/10.1109/50.588669
Choban T.V., Zhirnov A.A., Tolstoguzov V.L., Tikhomir-ov S.V., Pnev A.B., Karasik V.E., Svelto C. // IEEE Proc. of International Conference Laser Optics 2020. P. 1. https://doi.org/10.1109/ICLO48556.2020.9285542.
Huang J., Chen Y., Peng H., Zhou P., Song Q., Huang P., Xiao Q., Jia B. // Opt. Commun. 2021. V. 57 (2). P. 027104. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2020.126420
Choban T.V., Zhirnov A.A., Stepanov K.V., Khan R.I., Pniov A.B., Svelto C., Lopunov A.I., Butov O.V. // IEEE Proc. of International Conference Laser Optics. 2022. P. 1. https://doi.org/10.1109/ICLO54117.2022.9839786
Shimizu T., Nakajima K., Shiraki K., Ieda K., Sankawa I. // Opt. Fiber Technol. 2008. V. 14. P. 10. https://doi.org/10.1016/j.yofte.2007.04.004
Krakenes K., Blotekjaer K. // Opt. Lett. 1989. V. 14 (20). P. 1152. https://doi.org/10.1364/OL.14.001152
Zhang G., Xi C., Liang Y., Zuo H. // IEEE Xplore Proc. of Cross Strait Quad-Regional Radio Science and Wireless Technology Conf. 2011. V. 2. P. 1598. https://doi.org/10.1109/CSQRWC.2011.6037279
Teng F., Yi D., Hong X., Li X. // Opt. Express. 2021. V. 29 (9). P. 13696. https://doi.org/10.1364/OE.421569
Ma P., Liu K., Sun Z., Jiang J., Wang S., Xu T., Xu Z., Liu T. // Opt. Lasers Eng. 2020. V. 129. P. 106060. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2020.106060
Kondrat M., Szustakowski M., Patka N., Ciurapinski W., Zyczkowski M. // Opto-Electron. Rev. 2007. V. 15 (3). P. 127. https://doi.org/10.2478/s11772-007-0012-x
Mangmeng C., Ali M., Gilberto B. // Opt. Express. 2019. V. 27 (7). P. 9684. https://doi.org/10.1364/OE.27.009684
Wang B., Yu X., Wu H., Zhang J., Meng X. // Opt. Commun. 2017. V. 382. P. 272. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2016.07.022
McAulay A., Wang J. // Proc. of Enabling Photonic Technologies for Aerospace Applications VI. 2004. V. 5435. https://doi.org/10.1117/12.542834