Талшықты-оптикалық өлшеуіш жүйелерінің өлшеуіш түрлендіргіштері

Сонымен бірге айқын артықшылықтарға қарамастан, ФПТОИ РВШС сезімтал элементі ретінде қолданылмайды. Мұның себебі көбінесе эксперименталдық материалдың жоқтығында деформациялық әсерлер кезінде ФПФПТ тәртібін сипаттайтын тиісті математикалық үлгілердің толық еместігінде тұжырымдалады. ӨТ оңтайлы құрылымын таңдау міндеті де өзекті болып қалып отыр.

Жоғарыда қарастырылған интерферометриялық ӨТ жалпы кемшілігі оптикалық өңдеу сызбасының күрделілігі, бір үлгілі ВС пен активтік және пассивтік тұрақтандыру әдістерін пайдалану қажеттілігі болып табылады.

Талшықты интерферометрлерінің құрылымы арасында бір талшықты көп үлгілі интерферометр ерекше қызығушылық туғызады. Бұл көп үлгілі ВС қолданатын интерферометрдің жалғыз түрі, ол БТОӨЖ құрылымын арзандатуға және жеңілдетуге көмектеседі. Мұндай интерферометрдің шығыс дабылы әртүрлі бағытталған үлгілердің өзара интерференциясы нәтижесінде қалыптасады. Алайда, бұл әдістің кемшілігіне оптикалық талшықтан шығу кезінде көріністі тіркеу күрделілігін жатқызуға болады. Сондықтан оның дабылын өңдеу үшін кеңістіктік фильтрация талап етіледі, бұл ӨТ құрылымын күрделендіреді және оның габариттерін үлкейтеді.

Екі үлгілі ВС қолданатын бірталшықты екі үлгілі интерферометр (БЕИ) ӨТ құрылымын арзандатуға және жеңілдетуге көмектеседі. ЧЭ құрылымында жарық өткізгіштік діңгегінің үлкен диаметрі бар бір жарық өткізгішті қолдану талшықтың сәуле шығару көздерімен байланысу проблемасын жартылай жоюға көмектеседі. БЕИ артықшылығы өзара байланысты үлгілер бір ғана сол әсерге ұшырайтын бір ғана сол температурасы бар ортада таралатындығында тұжырымдалады. Шығу дабылы сыртқы әсер үлгілердің әрқайсысына әртүрлі әсер еткенде ғана өзгереді. Алайда, діңгегі мен діңгек сырты шегінің біртексіздігінде шашырау салдарынан үлгілер фазасымен кездейсоқ туындаған БЕИ шығу кезінде интерферометриялық көріністі тіркеу күрделілігі бар.

Сондықтан бөлінген өлшеу түрлендіргішінің ЧЭ ретінде БЕИ пайдалану кезінде зерттеушілер алдында тұрған міндеттердің бірі шуылдар фонында пайдалы ақпаратты тиімді бөліп көрсету үшін екі үлгілі ВС шығысында сәуле шығарудың интерференциялық көрінісін өңдеудің жаңа тиімді әдістерін іздеу болып табылады.

Осылайша, бөлінген талшықты-оптикалық түрлендіргіштерді қолдану жаңа сапа немесе ақпараттық-өлшеу жүйелеріне жаңа күрделілік әкеледі. Мысалы, қосу желілерінің саны мен қажетті өлшеу жабдығының саны елеулі азаяды, яғни өлшеу жүйесінің құны азаяды. Шағын масса мен өлшемдер, ВС жоғары төзімділігі мен икемділігі ірі ауқымды физикалық (акустикалық, сейсмикалық т.б.) өрістердің параметрлерін бөлуді қайта құрылымдау үшін қолдануға қабілетті бөлу ақпараттық-өлшеу желілерін құрудың кең перспективасын ашады.

Алайда, бөлінген талшықты оптикалық ӨТ қарамастан олар кең таралымға ие болмады. Ең бастысы, бұл қазіргі уақытта бөлінген ақпараттық-өлшеу желілерін құруға арналған амплитудалық және интерферометриялық типтегі бөлінген талшықты-оптикалық ӨТ жасаудың физикалық және технологиялық негіздері әзірленбегенімен шарттасқан.  Әзірленген бөлінген талшықты-оптикалық ӨТ күрделі және тіпті шығыс дабылын тіркеу мен өңдеудің ірі аппаратурасы бар жеке өлшеу құрылғыларын білдіретіндігін атап өткен жөн, бұл оларды бірыңғай ірі ауқымды өлшеу желісіне біріктіруді айтарлықтай қиындатады.

БТОӨЖ құру кезінде түрлендіргіштердің СЭ мен байланыс желілерінен басқа басқа талшықты-оптикалық элементтерді де пайдалану қажет: тарамдағыштар, қосқыштар, фазалық модуляторлар т.б. Сонымен қатар әртүрлі талшықты-оптикалық элементтер бір өлшеу желісіне тізбектей біріктірілетіндіктен, бұл оптикалық тракта шуылдың да, қосылыс орындарында оптикалық қуаттың шығынын да көбейтуге әкеледі. Нәтижесінде осындай өлшеу желілері тәжірибесінде өлшеудің төмен сезімталдылығы байқалады. Сондықтан өлшеу жүйелерінің сезімталдылығы және тұрақтылығы сияқты маңызды параметрлерді жақсарту үшін қазіргі уақытта біздің елде де, шет елде де жаңа талшықты-оптикалық элементтерді жасау, талшықты оптикада қолданылатын жаңа материалдарды жасау бойынша зерттеулер жүргізілуде.

Осылайша, бөлінген талшықты-оптикалық өлшеу түрлендіргіштерін зерттеу мен әзірлеу міндеті, оларды бір ақпараттық-өлшеу желісіне біріктіру және тиісті элементтер базасын құру мәселесін шешу өзекті болып табылады. Бұл ФПТОИ, БЕИ және көп үлгілі ВС негізінде түрлендіргіштердің СЭ сипаттамаларын зерттеу; ВС деформациясымен туындаған фазалық және амплитудалық өзгерістерді зерделеу; үлгілер фазасы мен ВС сәуле шығару қарқындылығы амплитудасы маңыздылығын қамтамасыз етуге қабілетті түрлендіргіштердің жеке СЭ үшін де, барлық БТОӨЖ жұмыс істеу тиімділігін арттыратын құрылғылар үшін де талшықты-оптикалық компоненттерді құру технологияларын әзірлеу; БЕИ сәуле шығарудың интерференциялық көріністі өңдеу әдісін зерттеу; жұмыс нүктесінің дрейфін компенсациялау құрылғысы мен кеңістіктік фильтрді іске асыру мүмкіндігі; Фабри-Перо интерферометрі параметрлерін жақсарту мүмкіндігін зерделеу; амплитудалық ТОД сезімталдылығын арттыру мүмкіндігі бойынша міндеттер кешенін шешуді талап етеді.

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

 

Өндірісті дамыту, ғылыми зерттеулер шеңберін кеңейту, қоршаған орта мониторинг физикалық шамалар: электр, механикалық, химиялық, т.б. көп мөлшерін өлшеусіз мүмкін емес. Бұл шамалар басқарылатын немесе зерттейтін физикалық объектілер немесе үрдістердің жағдайын сипаттайды. Сондықтан қазіргі уақытта күрделі физикалық объектілердің жағдайы туралы деректерді жоғары тиімді жинау, беру және өңдеуді жүзеге асыруға қабілетті өлшеу жүйелерін құру қажеттілігі жиі туындайды. Мысалы: геофизикада, океанографияда және т.б. ақпарат жинау үлкен алаңдарда жүзеге асырылады, сондықтан ақпараттық каналдар ұзындығы мың метрге жетуі мүмкін. Дәстүрлі электронды өлшеу құралдарын пайдалану жағдайында бұл салыстырмалы түрде әлсіз электр дабылдарын беруге арналған ұзын желілерді пайдалану салдарынан айтарлықтай аддитивті шуылдың пайда болуына әкеледі. Сонымен қатар ақпараттық каналдар ұзындығын ұлғайту тұтастай барлық өлшеу жүйесінің массасы мен құнының үлкеюіне әкеледі.

Оптикалық талшық (ОТ) қазіргі уақытта ең жетілдірілген мәліметтерді тарату ортасы болып табылады, сонымен қатар ұзақ қашықтықтарға көп көлемдегі мәліметтерді тарату үшін де болашағы зор тарату ортасы болып табылады. Қазіргі таңда оптикалық талшық мәліметтерді таратумен байланысты есептердің барлығында қолданыс табады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған дереккөздер тізімі

 

1. Баяк К., Эльзе Г., Гроскопф Г., Вильф Г. Цифровая и аналоговая передача широкополосных сигналов по оптическим линиям.- Машиностроение, 1987, с. 328.
2. Брандон Д., Каплан У. Волоконно-оптические кабели. - М.: Техносфера, 2006. – 384 с.
3. Бутусова М.М. Волоконная оптика и приборостроение.- М.: Энергоатомиздат, 1990.
4. Горелик С.С. и др. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. Пр. рук-во по рентгенографии и электронной микроскопии металлов, полупроводников и диэлектриков. – М. :  Металлургия, 1970. – 450 с.
5. Кемельбеков Б.Ж., Мышкин В.Ф., Хан В.А. Современные проблемы волоконно-оптических линии связи. – М.: Зарубежная радиоэлектроника, 2002.