Экспериментальное исследование деполяризации лазерного излучения элементами волоконной оптики
Матюнин С.А., Бабаев О.Г.

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Самара, Россия

Аннотация:
В настоящее время в волоконно-оптических датчиках поляризационного типа оптическое волокно используется как в качестве чувствительного элемента, так и в качестве волоконно-оптических линий передач. В таких датчиках существует необходимость согласования осей поляризации источника оптического излучения и чувствительного элемента. Однако элементы волоконно-оптических линий передач, расположенные между источником оптического излучения и чувствительным элементом, вносят собственные поляризационные искажения из-за анизотропии оптических свойств волокна, возникающей в результате изгибных деформаций и носящей случайный характер. Это приводит к снижению точности и повторяемости измерений поляризационного датчика. Предлагаемый метод «деполяризации» излучения источника оптического излучения состоит в преобразовании его поляризации в круговую путём размещения между источником оптического излучения и чувствительным элементом катушки с оптическим волокном с определёнными параметрами: диаметром катушки, числом витков и углом поворота катушки относительно плоскости поляризации источника оптического излучения. Данный метод позволяет исключить из оптического тракта дорогостоящие оптические элементы (например, четвертьволновые пластины) и упростить конструкцию датчика/измерительного прибора. В ходе экспериментальных исследований было установлено, что таким образом можно уменьшить поляризационные искажения с исходных 17 дБ до 0,14 дБ..

Ключевые слова:
волоконно-оптические датчики; волоконно-оптические линии передач; волоконные измерения; поляризационный датчик; коррекция поляризации; полупроводниковый лазер; оптическое волокно; изгибные деформации.

Цитирование:
Матюнин, С.А. Экспериментальное исследование деполяризации лазерного излучения элементами волоконной оптики / С.А. Матюнин, О.Г. Бабаев // Компьютерная оптика. – 2017. – Т. 41, № 3. – С. 385-390. – DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-3-385-390.

Литература:

  1. Udd, E. Fiber optic sensors: An introduction course for engineers and scientists / E. Udd, W.B. Spillman, Jr. – New Jersey: John Wiley & Sons Inc., 2011. – 512 p. – ISBN: 978-0-470-12684-4.
  2. Yin, Shizhuo. Fiber optic sensors / S. Yin, P.B. Ruffin, F.T.S. Yu. – Boca Raton: CRC Press, 2008. – 496 p. – ISBN: 978-1-420-05365-4.
  3. López-Higuera, J.M. Handbook of optical fiber sensing technology / J.M. López-Higuera. – New York: John Wiley & Sons Ltd, 2002. – 828 p. – ISBN: 978-0-471-82053-6.
  4. Thévenaz, L. Advanced fiber optics: Concepts and technology / L. Thévenaz. – Lausanne: EPFL Press, 2011. – 393 p. – ISBN: 978-1-439-83517-3.
  5. Gholamzadeh, B. Fiber optic sensors / B. Gholamzadeh, H. Nabovati // World Academy of Science, Engineering and Technology. – 2008. – Vol. 42. – P. 297-307.
  6. Rashleigh, S.C. Polarimetric sensors: Exploiting the axial stress in high birefringence fibers / S.C. Rashleigh // Proceedings of First International Conference on Optical Fibre Sensors (OFS-1), London, April 1983. – P. 210-212.
  7. Gisin, N. Polarization mode dispersion of short and long single-mode fibers / N. Gisin, J.-P. Von der Weid, J.-P. Pel­laux // Journal of Lightwave Technology. – 1991. – Vol. 9, Issue 7. – P. 821-827. – DOI: 10.1109/50.85780.
  8. Poole, C.D. Statistical treatment of polarization dispersion in singlemode fiber / C.D. Poole // Optics Letters. – 1988. – Vol. 13, Issue 8. – P. 687-689. – DOI: 10.1364/OL.13.000687.
  9. Palmieri, L. Distributed polarimetric measurements for optical fiber sensing / L. Palmieri // Optical Fiber Technology. – 2013. – Vol. 19, Issue 6, Part B. – P. 720-728. – DOI: 10.1016/j.yofte.2013.07.015.
  10. Rogers, A.J. Polarization-optical time domain reflectometry: a technique for the measurement of field distributions / A.J. Rogers // Applied Optics. – 1981. – Vol. 20, Issue 6. – P. 1060-1074. – DOI: 10.1364/AO.20.001060.
  11. Grattan, L.S. Optical fiber sensor technology: Advanced applications – Bragg gratings and distributed sensors / L.S. Grattan, B.T. Meggitt. – New York: Springer, 2000. – 385 p. – ISBN: 978-0-7923-7946-1.
  12. Gordon, J.P. PMD fundamentals: polarization mode dispersion in optical fibers / J.P. Gordon, H. Kogelnik // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. – 2000. – Vol. 97, No. 9. – P. 4541-4550. – DOI: 10.1073/pnas.97.9.4541.


© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20