автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.01, диссертация на тему:Волоконно-оптический гидрофон

На правах рукописи

Плотников Михаил Юрьевич ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ГИДРОФОН

Специальность 05.11.01 - Приборы и методы измерения (тепловые и

оптические величины)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 3 НОЯ 2014

Санкт-Петербург - 2014

005554900

005554900

Работа выполнена в Санкт-Петербургском национальном исследовательском университете информационных технологий, механики и оптики

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

Мешковский Игорь Касьянович

Официальные оппоненты: Новиков Владимир Васильевич

доктор технических наук, профессор, лауреат государственной премии России, академик АИН, ОАО «НПП «Радар ммс», главный научный сотрудник

Фрумен Александр Исаакович кандидат технических наук, доцент, Санкт-Петербургский Государственный Морской Технический Университет, профессор кафедры строительной механики корабля

Ведущая организация: ОАО «Концерн «МПО - Гидроприбор»

Защита состоится «02» декабря 2014 г. в 17 ч. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.227.02 при Санкт-Петербургском национальном исследовательском университете информационных технологий, механики и оптики по адресу: 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д.49., ауд. 466.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики по адресу: 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д.49 и на сайте fppo.ifmo.ru

Автореферат разослан « » ¿тау^^^м? 2014 года.

Ученый секретарь диссертационного совета ./""О

доктор физико-математических наук, профессор Денисюк И.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Акустические волны, в отличие от электромагнитных, способны распространяться в водной среде на значительные расстояния. Поэтому в водной среде большинство дистанционных измерений осуществляется с помощью средств гидроакустики. Так, например, гидролокация позволяет решать задачи судоходства гражданских и военных судов, а компактные и протяженные гидроакустические системы активно используются для геофизической разведки углеводородов на арктическом морском шельфе, в системах мониторинга и охраны акваторий морских портов, а также для осуществления гидроакустической связи.

Долгое время гидроакустические измерения проводились с использованием приборов, построенных на пьезокерамических чувствительных элементах. Однако такие чувствительные элементы обладают некоторыми существенными недостатками - они имеют большой вес и объем, и их достаточно сложно мультиплексировать.

Поэтому в последнее время все более широкое распространение получают гидроакустические системы, построенные на основе волоконно-оптических интерферометрических датчиков. Эта тенденция обусловлена рядом преимуществ волоконно-оптических интерферометрических датчиков над традиционными -они обладают высокой чувствительностью, устойчивы к электромагнитным помехам, электрически пассивны, имеют малые пес и объем, легко мультиплексируются и имеют низкую стоимость изготовления чувствительных элементов.

Несмотря на значительные успехи в области построения современных волоконно-оптических измерительных гидроакустических систем, все еще существует ряд проблем, связанных с созданием волоконно-оптических гидрофонов, обладающих высокой чувствительностью и большим динамическим диапазоном в широкой полосе частот. Поэтому детального исследования требуют вопросы обеспечения высокой чувствительности волоконно-оптических гидроакустических датчиков, определения оптимальных алгоритмов демодуляции интерференционных сигналов и их параметров, обеспечивающих достижение заданных значений динамического диапазона в рабочей полосе частот.

Целью работы является создание волоконно-оптического гидрофона, обладающего высокой чувствительностью и большим динамическим диапазоном в широком диапазоне частот, и исследование его характеристик.

Для достижения этой цели требуется решение ряда задач:

- анализ существующих методов построения волоконно-оптических датчиков гидроакустического давления и выбор оптимальной оптической схемы для волоконно-оптического гидрофона;

- выбор конструкции чувствительного элемента волоконно-оптического гидрофона с учетом известных методов увеличения гидроакустической чувствительности оптического волокна;

-создание математической модели чувствительного элемента волоконно-оптического гидрофона, позволяющей определять влияние параметров \

л

чувствительного элемента на чувствительность волоконно-оптического гидрофона;

- анализ существующих методов демодуляции интерферометрических сигналов волоконно-оптических датчиков гидроакустического давления и выбор алгоритмов для схемы обработки сигналов волоконно-оптического гидрофона;

- построение математических моделей выбранных алгоритмов демодуляции сигналов для определения влияния их параметров на выходной сигнал волоконно-оптического гидрофона;

- экспериментальное исследование рассмотренных алгоритмов демодуляции сигналов в одинаковых условиях и выбор оптимального алгоритма демодуляции для схемы обработки сигналов волоконно-оптического гидрофона;

- создание действующего макета волоконно-оптического гидрофона на основе выбранной конструкции чувствительного элемента и экспериментальное исследование его характеристик с использованием выбранного оптимального алгоритма демодуляции сигналов.

Научная новизна работы заключается в том, что в ней:

1. Впервые построена математическая модель чувствительного элемента волоконно-оптического гидрофона, позволяющая оценивать взаимодействие акустического поля плоской волны с чувствительным элементом в частотной и временной областях и определять влияние параметров чувствительного элемента на чувствительность гидрофона.

2. Впервые создан и исследован волоконно-оптический гидрофон на двулучепреломляющем оптическом волокне с эллиптической напрягающей оболочкой и записанными в него брэгговскими решетками, выполненный на основе двухкомпонентного силоксанового эластомера, отверждаемого при комнатной температуре, с чувствительностью до 8 рад/Па на частоте 1 кГц и не менее 0,4 рад/Па на частоте 8 кГц.

3. Впервые построены математические модели схем гомодинной демодуляции сигналов на основе перекрестного перемножения и вычисления значений функции арктангенса для фазовых волоконно-оптических интерферометрических датчиков, описывающие влияние параметров схем демодуляции на выходной сигнал.

4. Предложена оригинальная методика расчета параметров двух рассмотренных схем гомодинной демодуляции сигналов, обеспечивающих требуемое значение верхней границы динамического диапазона схем гомодинной демодуляции на заданной частоте измеряемого фазового сигнала.

5. Впервые проведено экспериментальное сравнение двух рассмотренных алгоритмов гомодинной демодуляции сигналов в одинаковых условиях, результаты которого показали, что алгоритм гомодинной демодуляции на основе вычисления значений функции арктангенса является оптимальным для применения в фазовых волоконно-оптических интерферометрических датчиках.

Практическое значение работы состоит в следующем:

I. Построенная математическая модель чувствительного элемента волоконно-оптического гидрофона позволяет определять характер взаимодействия акустического поля плоской волны с чувствительным элементом и подбирать

оптимальные параметры чувствительного элемента волоконно-оптического гидрофона, обеспечивающие его максимальную чувствительность в заданной полосе частот.

2. Создан и исследован волоконно-оптический гидрофон на двулучепреломляющем оптическом волокне с эллиптической напрягающей оболочкой и записанными в него брэгговскими решетками, выполненный на основе двухкомпонентного силоксанового эластомера, отверждаемого при комнатной температуре, с чувствительностью до 8 рад/Па на частоте 1 кГц и не менее 0,4 рад/Па на частоте 8 кГц, который может быть использован как точечный волоконно-оптический датчик гидроакустического давления.

3. Построенные математические модели схем гомодинной демодуляции сигналов на основе перекрестного перемножения и вычисления значений функции арктангенса позволили выявить и исследовать нелинейный характер их амплитудных характеристик. Результаты моделирования позволили определить параметры этих схем гомодинной демодуляции, оказывающие влияние на размеры линейных участков их амплитудных характеристик и значение верхней границы динамического диапазона на заданной частоте измеряемого фазового сигнала.

4. Предложенная оригинальная методика расчета параметров двух рассмотренных схем гомодинной демодуляции сигналов позволяет производить расчет параметров этих схем демодуляции, обеспечивающих требуемое значение верхней границы динамического диапазона на заданной частоте измеряемого фазового сигнала.

5. Экспериментальное сравнение двух рассмотренных алгоритмов гомодинной демодуляции сигналов в одинаковых условиях показало, что алгоритм гомодинной демодуляции на основе вычисления значений функции арктангенса является оптимальным для применения в фазовых волоконно-оптических интерферометрических датчиках

Защищаемые положения:

1. Математическая модель чувствительного элемента волоконно-оптического гидрофона, позволяющая оценивать взаимодействие акустического поля плоской волны с чувствительным элементом в частотной и временной областях и определять влияние параметров чувствительного элемента на чувствительность гидрофона.

2. Конструкция волоконно-оптического гидрофона на двулучепреломляющем оптическом волокне с эллиптической напрягающей оболочкой и записанными в него брэгговскими решетками, выполненного на основе двухкомпонентного силоксанового эластомера, отверждаемого при комнатной температуре, с чувствительностью до 8 рад/Па на частоте 1 кГц и не менее 0,4 рад/Па на частоте 8 кГц.

3. Математические модели схем гомодинной демодуляции сигналов на основе перекрестного перемножения и вычисления значений функции арктангенса для фазовых волоконно-оптических интерферометрических датчиков, описывающие влияние параметров схем демодуляции на выходной сигнал.

4. Методика расчета параметров двух рассмотренных схем гомодинной

демодуляции сигналов, обеспечивающих требуемое значение верхней границы динамического диапазона схем гомодинной демодуляции на заданной частоте измеряемого фазового сигнала.

5. Результаты экспериментального сравнения двух рассмотренных алгоритмов гомодинной демодуляции сигналов в одинаковых условиях, показывающие, что алгоритм гомодинной демодуляции на основе вычисления значений функции арктангенса является оптимальным для применения в фазовых волоконно-оптических интерферометрических датчиках.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на VIII Всероссийской межвузовской конференции молодых ученых (Санкт-Петербург, Россия, 2011); на I, II и III Всероссийских конгрессах молодых ученых (Санкт-Петербург, Россия, 2012-2014); доклад на секции «Оптико-Электронное Приборостроение» I Всероссийского конгресса молодых ученых был удостоен благодарности за отлично подготовленное и проведенное научное выступление; на XLI, XLII, XLIII научных и учебно-методических конференциях НИУ ИТМО (Санкт-Петербург, Россия, 2012-2013); на международной научно-практической конференции «Sensorica - 2013» (Санкт-Петербург, Россия, 2013).

Внедрение результатов. Результаты настоящего исследования используются на кафедре Световодной Фотоники Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики при создании рабочих макетов волоконно-оптических гидроакустических датчиков на брэгговских решетках при выполнении совместных работ с Инжиниринговым центром волоконной оптики АУ «Технопарк-Мордовия» и ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор».

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 5 статьях, входящих в список ВАК (из них 1 статья в издании, включенном в систему цитирования Scopus). Полный список публикаций по теме диссертации приведен в конце автореферата и составляет 14 наименований.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложена на 155 страницах машинописного текста, содержит 73 рисунка и 6 таблиц, список цитированной литературы представлен 132 наименованиями.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи работы, отражены научная новизна и практическая значимость полученных результатов, приведены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена обзору современных достижений в области построения волоконно-оптических интерферометрических датчиков гидроакустического давления.

В главе рассматриваются основные интерферометрические схемы, используемые для построения волоконно-оптических гидроакустических датчиков - схемы на основе интерферометра Маха-Цендера, Майкельсона, Саньяка, Фабри-Перо, а также на волоконных брэгговских решетках (ВБР).

Показано, что наиболее перспективными среди них являются схемы, использующие ВБР для формирования чувствительных элементов, которые позволяют мультиплексировать больше число датчиков на едином оптическом волокне. По результатам проведенного анализа в соответствии с задачами настоящей работы в качестве оптической схемы для волоконно-оптического гидрофона выбрана схема на основе ВБР, представленная на рисунке 1.

Схема работает следующим образом. Оптические импульсы от источника излучения (ИИ), пройдя через оптический циркулятор (ОЦ), распространяются по оптическому волокну до ВБР чувствительного элемента. После отражения от ВБР в обратном направлении следуют пары оптических импульсов с задержкой во времени, равной удвоенному времени распространения оптического

излучения между ВБР (см. рисунок 1). После прохождения через оптический циркулятор (ОЦ) в обратном направлении отраженные от ВБР импульсы попадают в

компенсационный интерферометр (КИ), где разделяются на пары импульсов, следующих по короткому плечу КИ и по длинному плечу КИ. Разность длин плеч в КИ равна расстоянию между ВБР (Ь). После прохождения КИ оптический импульс от ВБРг в коротком плече КИ совпадает во времени с импульсом от ВБР1 в длинном плече КИ. В результате на фотоприемник (ФП) Рисунок 1. Оптическая схема одиночного приходит группа из трех оптических волоконно-оптического гидрофона на ВБР и импульсов, центральный из которых порядок следования оптических импульсов является интерференционным и содержит информацию об акустическом воздействии на чувствительный элемент.

В первой главе работы также рассмотрены существующие способы увеличения гидроакустической чувствительности оптического волокна, дано описание известных конструкций чувствительных элементов волоконно-оптических гидрофонов. Как показал проведенный анализ, несмотря на значительное количество известных конструкций чувствительных элементов, в литературе практически отсутствует информация о влиянии их параметров на чувствительность волоконно-оптических гидрофонов в различных частотных диапазонах. Поэтому одной из основных задач настоящей работы стало

ОЦ

Чувствительный элемент

Импульс от ИИ

Импульсы, отраженные от ВБР

Импульсы в коротком плече КИ Импульсы в длинном плече КИ

Импульсы на выходе с КИ (на ФП)

й

от ВБР, от ВБР2

Я

от ВБР, от ВБР2

иь

> от ВБР, от ВБРг

Интерференционный импульс

от ВБР,

построение математической модели чувствительного элемента, позволяющей производить оценку влияния параметров чувствительного элемента на чувствительность волоконно-оптического гидрофона.

Анализ существующих методов демодуляции интерференционных сигналов, проведенный в первой главе настоящей работы, показал, что наиболее подходящими для применения в волоконно-оптических интерферометрических гидроакустических датчиках являются методы гомодинной демодуляции, не требующие стабилизации положения рабочей точки интерферометра. Однако детальное рассмотрение этих методов демодуляции выявило отсутствие работ, посвященных методам расчета их параметров, требуемых для корректной работы алгоритмов в заданных условиях, а также их сравнительному экспериментальному анализу. Поэтому важными задачами настоящей работы стали математический анализ, моделирование и экспериментальное сравнение методов гомодинной демодуляции с целью выбора оптимального алгоритма демодуляции для схемы обработки сигналов волоконно-оптического гидрофона.

Конечными задачами настоящего исследования в соответствии с основной целью работы являются создание действующего макета волоконно-оптического гидрофона на основе ВБР с использованием выбранной конструкции чувствительного элемента и экспериментальное исследование его параметров с использованием оптимального алгоритма демодуляции сигналов.

Вторая глава посвящена математическому моделированию чувствительных элементов волоконно-оптических гидрофонов с использованием специализированной среды Cortisol Multiphysics.

Во второй главе сформулированы основные принципы построения модели чувствительного элемента волоконно-оптического гидрофона, позволяющей анализировать поведение чувствительного элемента в гидроакустическом поле плоской волны, и оценивать влияние параметров материала чувствительного элемента и его геометрии на чувствительность волоконно-оптического гидрофона с использованием программных модулей Acoustic-Solid Interaction (Transient) и Acoustic-Solid Interaction (Frequency Domain) среды Comsol Multiphysics.

Приведены результаты моделирования простейшего чувствительного элемента волоконно-оптического гидрофона цилиндрической формы. Показано, что чувствительность волоконно-оптического гидрофона, выполненного на основе цельного эластичного сердечника, уменьшается с ростом частоты гидроакустического излучения, увеличивается при уменьшении модуля Юнга и коэффициента Пуассона материала сердечника, и увеличивается при увеличении радиуса и высоты сердечника в ограниченной полосе частот. Согласно результатам моделирования чувствительность волоконно-оптического гидрофона подобной конструкции в большей степени определяется параметрами материала чувствительного элемента, чем его геометрией в частотных диапазонах, далеких от механических резонансов. Для обеспечения максимальной чувствительности волоконно-оптического гидрофона в заданном диапазоне частот необходим баланс между параметрами материала чувствительного элемента и его геометрией.

На основе результатов проведенного математического моделирования

простейшего чувствительного элемента волоконно-оптического гидрофона, анализа существующих конструкций чувствительных элементов и принципов их работы была предложена новая конструкция чувствительного элемента волоконно-оптического гидрофона, представленная на рисунке 2.

Предлагаемая конструкция чувствительного элемента волоконно-оптического гидрофона отличается от известных:

■S отсутствием воздушных полостей для увеличения максимальной возможной рабочей глубины;

■S формой чувствительного элемента,

обеспечивающей детерминированное направление деформации всех точек поверхности чувствительного элемента под воздействием гидроакустического давления;

•S материалом чувствительного элемента, в качестве которого был выбран двухкомпонентный силоксановый эластомер, отверждаемый при комнатной температуре (RTV655), обладающий свойством усиления гидроакустической

чувствительности оптического волокна;

•S наличием центрального твердого стержня, предусматривающего возможность жесткого закрепления чувствительного элемента.

Для анализа поведения предложенного чувствительного элемента в гидроакустическом поле плоской волны было проведено его математическое моделирование в среде Comsol Multiphysics во временной области с использованием модуля Acoustic-Solid Interaction (Transient).

Моделируемый объем представлял собой куб с размерами 40x40x40 см, заполненный водой, в центре куба размещался исследуемый чувствительный элемент. В качестве материала твердого стержня использовалась сталь (модуль Юнга - 200 ГПа; коэффициент Пуассона — 0,33; коэффициент затухания эластичных волн - 0,01), а материалом чувствительного элемента был RTV655 (модуль Юнга - 5,6 МПа; коэффициент Пуассона - 0,499; коэффициент затухания эластичных волн - 0,1).

Для исключения влияния отраженных от граней моделируемого объема гидроакустических волн на чувствительный элемент, на грани моделируемого объема были наложены специальные граничные условия. Все остальные параметры модели соответствовали нормальным условиям.

В модели исследовалось воздействие плоской гармонической гидроакустической волны с различными частотами на рассматриваемый чувствительный элемент. Пример полученной зависимости деформации точки поверхности чувствительного элемента от времени для трех различных амплитуд гидроакустического воздействия (0,5 Па, 1 Па и 1,5 Па) с частотой 8 кГц представлена на рисунке 3.

Рисунок 2. Предлагаемый чувствительный элемент волоконно-оптического гидрофона (размеры в см)

0.0001 0.0002 0.0003 0 0004 0.0005 Time

Представленные на рисунке 3 результаты моделирования

свидетельствуют о том, что отклик исследуемого чувствительного элемента полностью соответствует характеру гидроакустического воздействия, а амплитуда деформации его поверхности пропорциональна амплитуде

акустического воздействия. Таким образом, в случае намотки оптического волокна на эластичный сердечник, его деформация под действием

гидроакустического давления будет определять соответствующую

деформацию оптического волокна и отклик волоконно-оптического

гидрофона.

Рисунок 3. Деформация поверхности исследуемого чувствительного элемента во времени (частота 8 кГц) при трех уровнях гидроакустического давления

Одной из основных задач математического моделирования исследуемого чувствительного элемента было определение его частотной характеристики (зависимости его деформации от частоты гидроакустического излучения). Для этого было произведено его математическое моделирование в среде Comsol Multiphysics в частотной области с использованием модуля Acoustic-Solid Interaction (Frequency Domain).

В модели были использованы такие же параметры, что и при временном анализе поведения рассматриваемого чувствительного элемента. В ходе моделирования частота гидроакустического излучения изменялась от 25 Гц до 8500 Гц, а амплитуда акустической плоской волны - от 0,5 Па до 1,5 Па. Результаты моделирования представлены на рисунке 4.

£ хю"11.

Ae_press_ampl=0.5, Point=5 Ac_pre5s_ampl=1.0. Point=5 Ac_press_ampl=1.5, Point=5

" 2000 4000 6000 8000

freq

Рисунок 4. Амплитуда деформации исследуемого чувствительного элемента в зависимости от частоты и амплитуды гидроакустического воздействия

В случае необходимости увеличение

Согласно этим результатам, амплитуда деформации поверхности исследуемого чувствительного элемента пропорциональна

амплитуде гидроакустического воздействия и убывает с ростом частоты. Таким образом, исходя из результатов проведенного

моделирования, можно сделать вывод о том, что чувствительность волоконно-оптического гидрофона, выполненного на основе чувствительного элемента

предложенной конструкции, также будет убывать с ростом частоты в рассматриваемой частотной области, чувствительности волоконно-

оптического гидрофона предложенной конструкции в нужной частотной области может осуществляться путем изменения параметров материала чувствительного элемента (модуля Юнга и коэффициента Пуассона) или его геометрии (радиуса и высоты) в соответствии с полученными в настоящей работе зависимостями.

Третья глава посвящена математическому анализу и моделированию двух алгоритмов гомодинной демодуляции интерференционных сигналов: на основе перекрестного перемножения и вычисления значений функции арктангенса.

Алгоритмы гомодинной демодуляции изначально создавались для применения в волоконно-оптических интерферометрических датчиках гидроакустического давления. Главной их особенностью являются независимость выходного сигнала от положения рабочей точки интерферометра.

Принципиальная схема алгоритма гомодинной демодуляции на основе перекрестного перемножения представлена на рисунке 5.

Волоконно-оптический Схема демодуляции сигналов

гидрофон

Опорное плечо

' ~Ч><1)

и I т

Акустическое воздействие

Рисунок 5. Принципиальная схема метода гомодинной демодуляции на основе перекрестного перемножения

На рисунке 5 ИИ - источник оптического излучения, У - волоконный разветвитель, ОВ - оптическое волокно, ФМ - фазовый модулятор, ФП -фотоприемник, ОГ - опорный генератор, «X» - перемножение; ФНЧ - фильтр низких частот, «-» - вычитание; ФВЧ - фильтр высоких частот, 1 - интегратор.

Приведенную на рисунке 5 схему условно можно разделить на две части: волоконно-оптический интерферометр, который может быть построен на основе одной из существующих интерферометрических схем, и схему демодуляции сигналов, которая может быть реализована как в аналоговой, так и в цифровой форме.

Метод гомодинной демодуляции на основе перекрестного перемножения сводится к выполнению ряда преобразований над интерференционным сигналом, осуществляемых согласно схеме, представленной на рисунке 5. При этом интерференционный сигнал, приходящий в схему гомодинной демодуляции описывается выражением:

/(г)=А + Всо5[Ссо5(&>00 + р(г)]. (1)

где А и В константы, определяемые интенсивностью светового излучения и видностью интерференционной картины, С - глубина фазовой модуляции (рад), соо - циклическая частота фазовой модуляции, а <р(1) может быть определено как:

<рЬ) = Осо5(ах)+ф0, (2)

где О - амплитуда измеряемого фазового сигнала (рад), со - циклическая частота измеряемого фазового сигнала, а ф0 - положение рабочей точки интерферометра.

При этом выходной сигнал рассматриваемой схемы гомодинной демодуляции описывается выражением:

(') = (С)Л (С)Эсо% ох, (3)

где У,(С) 0=1,2) - функции Бесселя первого и второго порядка от глубины фазовой модуляции С.

Для определения параметров рассматриваемой схемы гомодинной демодуляции, оказывающих влияние на выходной сигнал, был проведен ее математический анализ, который заключался в осуществлении математических преобразований согласно рисунку 5 над интерференционным сигналом (1), разложенным на гармонические составляющие по функциям Бесселя. Проведенный математический анализ позволил выявить нелинейный характер амплитудной характеристики рассматриваемого алгоритма гомодинной демодуляции, приводящий к ограничениям динамического диапазона и неоднозначности определения амплитуды измеряемого фазового сигнала.

В ходе математического анализа было получено выражение для выходного сигнала, учитывающее влияние ограниченной полосы пропускания фильтров низких частот (ФНЧ) на размеры линейного участка амплитудной характеристики рассматриваемой схемы демодуляции:

5(0 = 2В27ДС)У2 (С)]Г (2к + 1)У,(Оум(О)с08й*, (4)

*«0

где N равно количеству гармоник измеряемого фазового сигнала, укладывающихся в полосу пропускания ФНЧ, а /¿(О) и Л+/(Д1 (к=0,1 ,...N-1) -функции Бесселя соответствующих порядков от амплитуды измеряемого фазового сигнала О.

Для подтверждения результатов математического анализа было произведено математическое моделирование рассматриваемой схемы гомодинной демодуляции в среде МАТ1АВ. В модели, учитывающей дискретизацию интерференционного сигнала (1) в соответствии с реальными цифровыми схемами демодуляции, осуществлялись математические преобразования согласно алгоритму, представленному на рисунке 5.

В основу модели были положены следующие параметры: длительность моделируемых сигналов составляла 1 с; размах интерференционного сигнала был равен В=32766 единиц младших разрядов (ед. мл. разр.) - половине разрядной сетки 16-ти битного АЦП; частота фазовой модуляции составляла 10 кГц; частота измеряемого фазового сигнала - 500 Гц; полоса пропускания ФНЧ - 500 Гц; частота дискретизации входного сигнала была равна 100 кГц.

Согласно результатам моделирования, представленным на рисунке 6, амплитуда выходного сигнала схемы гомодинной демодуляции на основе перекрестного перемножения нелинейно зависит как от глубины фазовой модуляции С, так и от амплитуды измеряемого фазового сигнала Ъ.

х 10

14

12

10

18

Зависимость амплитуды выходного сигнала от глубины фазовой модуляции

соответствует полученной теоретической зависимости (4), т.е. амплитуда выходного сигнала схемы гомодинной демодуляции на основе перекрестного перемножения пропорциональна При этом оптимальным значением глубины фазовой модуляции, соответствующим максимальному значению произведения

является величина С=2.37 рад.

На рисунке 7 приведены результаты моделирования рассматриваемой схемы

гомодинной демодуляции для ФНЧ с различными полосами пропускания 500 Гц, 1000 Гц и 1500 Гц, а также соответствующие теоретические зависимости согласно формуле (4) при глубине фазовой модуляции С-2.37 рад.

Представленные зависимости нормированы на величину размаха интерференционного сигнала В2 и множитель 3\(С)]2(С) (см. (4)).

Расчетная зависимость Результаты моделирования

С, рад

рад

Рисунок 6. Зависимость амплитуды выходного сигнала схемы гомодинной демодулягрли на основе перекрестного перемножения от амплитуды измеряемого фазового сигнала (О) и глубины фазовой модуляции (С)

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Амплитуда измеряемого фазового сигнала Э, рад Рисунок 7. Амплитудные характеристики схемы гомодинной демодуляции на основе перекрестного перемножения для различных полос пропускания ФНЧ: I - 500 Гц;

2 -1000 Гц; 3 -1500 Гц

Данные, представленные на рисунке 7, подтверждают соответствие результатов теоретического анализа (4) результатам моделирования. Таким образом, размеры линейного участка амплитудной характеристики рассматриваемой схемы гомодинной демодуляции определяются полосой пропускания ФНЧ. Согласно рисунку 7, при увеличении полосы пропускания

ФНЧ наблюдается уширение л1шейного участка амплитудной характеристики, что приводит к увеличению верхней границы динамического диапазона схемы демодуляции на заданной частоте измеряемого фазового сигнала.

Сравнительно недавно был предложен альтернативный метод гомодинной демодуляции на основе вычисления значений функции арктангенса. Модификация уже существующего алгоритма демодуляции сигналов на основе перекрестного перемножения была разработана для снижения влияния мощности оптического излучения на амплитуду выходного сигнала схемы демодуляции.

Суть метода гомодинной демодуляции на основе вычисления значений функции арктангенса заключается в осуществлении ряда преобразований над сигналом с волоконного интерферометра, производимых согласно схеме, представленной на рисунке 8.

Волоконно-оптический Схема демодуляции сигналов

и t í

Акустическое воздействие

Рисунок 8. Принципиальная схема метода гомодинной демодуляции на основе вычисления значений функции арктангенса

На рисунке 8 ИИ - источник оптического излучения, Y - волоконный разветвитель, ОВ - оптическое волокно, ФМ - фазовый модулятор, ФП -фотоприемник, ОГ - опорный генератор, «X» - перемножение, ФНЧ - фильтр низких частот, X/Y - операция деления, atan - операция вычисления значений функции арктангенса, phase unwrap - блок доворачивания фазы, ФВЧ - фильтр высоких частот.

При этом выходной сигнал этой схемы демодуляции определяется выражением:

SaJ,) = arctg(J<(C)<

-tg(<p(t))) = <p(t).

(5)

Как следует из формулы (5), выходной сигнал рассматриваемой схемы демодуляции не зависит от мощности оптического излучения, и при условии Ь(С)=]2(С) (С=2,63 рад) выходной сигнал равен измеряемому фазовому сигналу.

Для оценки влияния полосы пропускания ФНЧ на выходной сигнал рассматриваемой схемы гомодинной демодуляции, была построена ее математическая модель в среде МАТЬАВ с теми же параметрами, которые использовались для построения модели схемы гомодинной демодуляции на основе перекрестного перемножения. Результаты моделирования представлены на рисунке 9.

-Полоса ФНЧ 500 Гц -Полоса ФНЧ 1000 Гц -Полоса ФНЧ 1500 Гц - Идеальная характеристика

1 2 3 4 5 6

Амплитуда измеряемого фазового сигнала О, рад

Рисунок 9. Амплитудные характеристики схемы гомодинной демодуляции на основе вычисления значений функции арктангенса при различных полосах пропускания ФНЧ

Согласно представленным результатам, размер линейной части амплитудной характеристики рассматриваемой схемы гомодинной демодуляции тем больше, чем больше полоса пропускания ФНЧ. Таким образом, в схеме гомодинной демодуляции на основе вычисления значений функции арктангенса работает тот же механизм ограничения размеров линейного участка амплитудной характеристики (верхней границы динамического диапазона), что и в схеме гомодинной демодуляции на основе перекрестного перемножения (см. рисунок 7).

Учитывая результаты анализа рассмотренных схем гомодинной демодуляции можно сформулировать методику расчета их параметров, обеспечивающих требуемое значение верхней границы динамического диапазона на заданной частоте измеряемого фазового сигнала. Методика расчета параметров сводится к следующему:

- для расчета требуемых параметров схем гомодинной демодуляции необходимо задаться максимальной амплитудой измеряемого фазового сигнала на заданной частоте;

- зная максимальную амплитуду измеряемого фазового сигнала на заданной частоте необходимо рассчитать амплитудную характеристику для схемы гомодинной демодуляции на основе перекрестного перемножения согласно формуле (4) для разных полос пропускания ФНЧ;

- согласно построенным амплитудным характеристикам необходимо выбрать полосу пропускания ФНЧ, при которой верхняя граница линейного участка амплитудной характеристики равна или превышает требуемое максимальное значение амплитуды измеряемого фазового сигнала на заданной частоте;

- исходя из известной полосы пропускания ФНЧ осуществляется выбор частоты фазовой модуляции и частоты дискретизации интерференционного сигнала, необходимых для корректной работы алгоритма демодуляции.

Четвертая глава посвящена экспериментальному исследованию и сравнению алгоритмов гомодинной демодуляции на основе перекрестного перемножения и вычисления значений функции арктангенса, рассмотренных в третьей главе настоящей работы, и выбору оптимального алгоритма демодуляции для схемы обработки сигналов волоконно-оптического гидрофона.

Для проведения экспериментального исследования алгоритмов демодуляции сигналов был использован действующий макет одиночного волоконно-оптического гидроакустического датчика на основе ВБР, оптическая часть которого полностью соответствовала схеме, приведенной на рисунке 1. Расстояние между ВБР в макете составляло 1,45 метра.

Для реализации рассматриваемых в настоящей работе алгоритмов гомодинной демодуляции была использована программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) семейства Spartan 3 Xilinx, а описание архитектуры алгоритмов на ПЛИС велось с использованием среды разработки Xilinx ISE.

Основные параметры реализуемых алгоритмов гомодинной демодуляции принимали следующие значения: частота опроса волоконно-оптического датчика (частота дискретизации интерференционного сигнала) - 125 кГц; частота фазовой модуляции - 12,5 кГц; полоса пропускания ФНЧ - 1500 Гц; рабочая полоса частот - от 10 до 500 Гц.

Экспериментальное исследование рассматриваемых алгоритмов демодуляции сигналов производилось в два этапа:

- первый этап исследования был направлен на определение отношения сигнал/шум выходных сигналов рассматриваемых схем демодуляции на различных частотах при неизменном расположении чувствительного элемента относительно источника акустического излучения;

- второй этап исследования был направлен на определение зависимостей отношения сигнал/шум и амплитуд выходных сигналов рассматриваемых схем демодуляции от мощности оптического излучения (размаха оптических импульсов на фотоприемнике), при неизменном расположении чувствительного элемента относительно источника акустического излучения.

Поскольку рассматриваемые алгоритмы гомодинной демодуляции сигналов были реализованы на ПЛИС в цифровой форме, выдаваемые со схемы обработки сигналов данные были пропорциональны амплитуде акустического воздействия на чувствительный элемент и выражались в ед. мл. разр. Поэтому для корректного сравнения рассматриваемых алгоритмов демодуляции сигналов в ходе анализа результатов исследований использовались относительные величины - отношение сигнал/шум и амплитуды выходных сигналов, выраженных в дБ.

Отношение сигнал/шум в дБ при этом определялось как разница между значением амплитуды спектральной составляющей на частоте измерений в дБ и уровнем шума в дБ в диапазоне частот, близком к частоте измеряемого сигнала. Уровень шума, как и значение амплитуды спектральной составляющей, вычислялись в дБ относительно одной единицы младшего разряда, а итоговое значение рассчитывалось как среднее по результатам трех измерений.

Результаты измерений, проведенных в ходе первого этапа исследования, показали, что схема гомодинной демодуляции на основе вычисления значений

п

60

/ i t

/ i PGC_Atan | PGC DCM 1

25

50

75

100

Рисунок выходных

функции арктангенса демонстрирует большее в среднем на 7 дБ отношение/сигнал шум, чем схема гомодинной демодуляции на основе перекрестного перемножения в полосе частот от 100 Гц до 500 Гц.

Полученные в ходе второго этапа исследований результаты измерений представлены на рисунках 10 и 11. Согласно этим результатам амплитуда выходных сигналов схемы гомодинной демодуляции на основе вычисления значений функции арктангенса не зависит от уровня мощности оптического излучения на фотоприемнике, в то время как амплитуда выходных сигналов со схемы гомодинной демодуляции на основе перекрестного перемножения меняется по квадратичному закону. Полученные зависимости хорошо согласуются с известными для рассматриваемых схем выражениями (4) и (5). Согласно результатам, представленным на рисунке 11, отношение сигнал/шум выходных сигналов схемы демодуляции на основе значений функции больше в среднем на отношение сигнал/шум сигналов схемы демодуляции на основе перекрестного перемножения при всех уровнях мощности оптического излучения.

Размах оптических импульсов,'

10. Зависимость амплитуды талое исследуемых схем гомодинной демодуляции от уровня мощности оптического излучения

50

45 40 35 30 25 20

I

« f---1

* i*'.

PGC Atan

PGC DCM ... ............■ ■......i

О 25 50 75 100

Размах оптических импульсов, %

Рисунок 11. Зависимость отношения сигнал/шум выходных сигналов исследуемых схем демодуляции от уровня мощности оптического излучения

гомодиннои вычисления арктангенса 7 дБ, чем выходных гомодинной

Экспериментальное сравнение рассматриваемых алгоритмов демодуляции в одинаковых условиях показало, что алгоритм демодуляции сигналов на основе вычисления значений функции арктангенса является оптимальным для применения в волоконно-оптических интерферометрических датчиках гидроакустического давления поскольку:

- независимость амплитуды выходного сигнала от уровня мощности оптического излучения значительно снижает требования к постоянству значений коэффициентов отражения ВБР, а также к сохранению неизменного оптического бюджета мощности оптических схем интерферометрических датчиков, что, в конечном счете, позволит обеспечить большую повторяемость их характеристик;

- алгоритм гомодинной демодуляции на основе вычисления значений функции арктангенса позволяет получать выходные сигналы с более высоким отношением сигнал/шум, что снижает уровень минимально обнаружимого

Рисунок 12. Форма для запивки чувствительного элемента волоконно-оптического гидрофона

давления и тем самым увеличивает динамический диапазон интерферометрических датчиков гидроакустического давления.

Пятая глава посвящена описанию процесса создания нового волоконно-оптического гидрофона на двулучепреломляющем оптическом волокне с эллиптической напрягающей оболочкой и записанными в него ВБР, выполненного на основе двухкомлонентного силоксанового эластомера, отверждаемого при комнатной температуре. Представлены экспериментальные результаты оценки его параметров с помощью выбранного ранее в качестве оптимального алгоритма гомодинной демодуляции сигналов.

Создание нового чувствительного элемента волоконно-оптического

гидрофона производилось в несколько

На первом этапе с помощью ЗО твШШИЛ ^ >

печати из ЛВС-пластика была напечатана форма для заливки чувствительного элемента (см. рисунок 12). Далее в эту форму укладывался металлический стрежень, выступающий в качестве основы -жесткой оси чувствительного элемента. После этого форма герметизировалась и заливалась силоксановым эластомером Я ГУ 655.

На следующем этапе, после того, как эластомер затвердевал,

получившуюся объемную основу чувствительного элемента закрепляли на намоточном станке, где производилась намотка 20-ти метров двулучепреломляющего оптического волокна с эллиптической напрягающей оболочкой (см. рисунок 13).

На заключительном этапе,

осуществлялась сварка концов оптического волокна, выходящих из чувствительного элемента, с парой ВБР предварительно записанных в используемое оптическое волокно.

Также к чувствительному элементу с ВБР приваривался оптический кабель длиной 10 м, заканчивающийся оптическим

разъемом, который подключался

непосредственно к компенсационному интерферометру (КИ).

Рисунок 13. Намотка оптического волокна на чувствительный элемент

Рисунок 14. Волоконно-оптический гидрофон (слева) и контрольный гидрофон (справа) на испытаниях в бассейне

Внешний вид

изготовленного волоконно-оптического гидрофона во время проведения испытаний представлен на рисунке 14.

Для оценки параметров изготовленного волоконно-оптического гидрофона использовался макет одиночного волоконно-оптического интерферометрического датчика на ВБР, оптическая схема которого соответствует схеме одиночного волоконно-оптического датчика гидроакустического давления, представленной на рисунке 1, за исключением ряда параметров: для получения большей чувствительности волоконно-оптического гидрофона длина оптического волокна между ВБР была увеличена до 20 м; частота опроса волоконно-оптического датчика (частота дискретизации интерференционного сигнала) была увеличена до 1 МГц; частота фазовой модуляции была выбрана равной 62,5 кГц; полоса пропускания ФНЧ - 24 кГц; рабочая полоса частот при этом составляла от 400 Гц до 8 кГц.

Испытания макета волоконно-оптического гидрофона проходили в бассейне стенда «Посейдон» Испытательного Центра технических средств навигации и связи ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» в п. Лебяжье. Целью испытаний являлась оценка чувствительности и динамического диапазона волоконно-оптического гидрофона полосе частот от 1 кГц до 8 кГц.

Результаты измерения

чувствительности волоконно-

оптического гидрофона представлены на рисунке 15. Согласно этим результатам, чувствительность

исследуемого волоконно-оптического гидрофона убывает с ростом частоты, что согласуется с результатами математического моделирования, представленными во второй главе настоящей работы. Чувствительность гидрофона составила от 8,17 рад/Па на частоте 1 кГц и до 0,44 рад/11а на частоте 8 кГц.

В ходе проведения испытаний уровень шумов волоконно-оптического гидрофона во всей исследуемой полосе частот не превышал 330 мкрадАуГц. При этом динамический диапазон исследуемого гидрофона составил 96,47 дБ, 86,17 дБ и 72,29 дБ на частотах гидроакустического излучения 1 кГц, 3 кГц и 8 кГц соответственно. С учетом результатов измерения чувствительности волоконно-оптического гидрофона, была также произведена оценка минимально обнаружимого давления. Оно составило 39 мкПа, 138 мкПа и 674 мкПа на частотах гидроакустического излучения 1 кГц, 3 кГц и 8 кГц.

Сигналы, зарегистрированные в ходе проведения испытаний волоконно-оптического гидрофона, представлены для импульсного режима акустического излучения на рисунке 16(а) и для непрерывного режима акустического излучения на рисунке 16(6).

3 4 5 Частота, кГц

Рисунок 15. Чувствительность волоконно оптического гидрофона

х 10

щ 0

с с г

< 1.325

п

1.33 Время,

а)

1.335

0.01

Рисунок 16. Сигналы с волоконно-оптического гидрофона а) в импульсном режиме (частота 3 кГц - амплитуда 1,5 Па), б - в непрерывном режиме акустического излучения (частота 1 кГц- амплитуда 0,35 Па)

Дальнейшее улучшение характеристик волоконно-оптического гидрофона предусматривает увеличение его чувствительности и динамического диапазона.

Увеличение чувствительности волоконно-оптического гидрофона рассматриваемой конструкции может производиться путем выбора нового материала чувствительного элемента или изменением его формы.

Увеличение динамического диапазона волоконно-оптического гидрофона может осуществляться двумя способами - увеличением верхней границы динамического диапазона и уменьшением уровня минимально обнаружимого давления. Для увеличения верхней границы динамического диапазона требуется расчет и изменение параметров используемой схемы гомодинной демодуляции согласно предложенной в третье главе настоящей работы методике. Для уменьшения уровня минимального обнаружимого давления необходимо снижение уровня собственных шумов волоконно-оптического гидрофона.

В заключении приведены основные результаты и выводы работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

В ходе настоящего исследования получены следующие основные результаты:

• Построена математическая модель чувствительного элемента волоконно-оптического гидрофона, позволяющая оценивать воздействие акустического поля плоской волны на чувствительный элемент в частотной и временной областях и определять влияние параметров чувствительного элемента на чувствительность гидрофона.

• Предложена новая конструкция чувствительного элемента волоконно-оптического гидрофона на основе эластичного сердечника, выполненного из двухкомпонентного силоксанового эластомера, отверждаемого при комнатной температуре.

• Построены математические модели схем гомодинной демодуляции сигналов на основе перекрестного перемножения и вычисления значений функции арктангенса для фазовых волоконно-оптических интерферометрических

датчиков, описывающие влияние параметров рассмотренных схем демодуляции на выходной сигнал.

• Проведен математический анализ рассматриваемых алгоритмов гомодинной демодуляции сигналов. Показано, что их амплитудные характеристики имеют нелинейный характер, а верхняя граница динамического диапазона на заданной частоте измеряемого фазового сигнала определяется полосой пропускания ФНЧ.

• Предложена оригинальная методика расчета параметров двух рассмотренных схем гомодинной демодуляции сигналов, обеспечивающих требуемое значение верхней границы динамического диапазона на заданной частоте измеряемого фазового сигнала.

• Рассматриваемые алгоритмы гомодинной демодуляции сигн&аов реализованы на ПЛИС, и проведено их экспериментальное сравнение в одинаковых условиях. Показано, что алгоритм гомодинной демодуляции на основе вычисления значений функции арктангенса обеспечивает большее на 7 дБ отношение сигнал/шум для выходного сигнала, чем алгоритм гомодинной демодуляции на основе перекрестного перемножения.

• По результатам экспериментального сравнения в качестве оптимального алгоритма демодуляции сигналов для действующего макета волоконно-оптического гидрофона выбран алгоритм гомодинной демодуляции на основе вычисления значений функции арктангенса.

• Создан действующий макет волоконно-оптического гидрофона, чувствительный элемент которого выполнен согласно предложенной конструкции. В схеме обработки сигналов действующего макета волоконно-оптического гидрофона реализован на ПЛИС выбранный в качестве оптимального алгоритм гомодинной демодуляции на основе вычисления значений функции арктангенса.

• Проведена экспериментальная оценка параметров действующего макета волоконно-оптического гидрофона. Показано, что его чувствительность уменьшается с ростом частоты акустического излучения и принимает значения от 8,17 (на 1 кГц) до 0,44 (на 8 кГц) рад/Па. Уровень собственных шумов во всей исследуемой полосе частот не превышает 330 мкрад/%/Гц. Динамический диапазон исследуемого гидрофона с учетом измеренного уровня шумов составляет 96,47 дБ, 86,17 дБ и 72,29 дБ на частотах гидроакустического излучения 1 кГц, 3 кГц и 8 кГц соответственно. Минимально обнаружимое давление с учетом измеренной чувствительности составляет от 39 мкПа до 674 мкПа в полосе частот от 1 кГц до 8 кГц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В РАБОТАХ

Из перечня ВАК:

1. Плотников М.Ю., Дейнска И.Г.. Шарков И.А. Модификация схемы

обработки данных фазового интерферометрического акустического датчика //

Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. -СПб, 2012. №5(81). - С. 20-25. - 0,375 п.л./0,225 п.л.

2. Плотников М.Ю., Куликов A.B., Стригалев В.Е. Исследование зависимости амплитуды выходного сигнала в схеме гомодинной демодуляции для фазового волоконно-оптического датчика // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - СПб, 2013. - № 6(88). - С. 18-22.-0,3125 п.л./0,25 п.л.

3. Исламова Э.Ф., Куликов A.B., Плотников М.Ю. Компьютерное моделирование перекрестных помех в информационно-измерительном волоконно-оптическом приборе // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - СПб, 2013. - № 5(87). - С. 59-62. - 0,25 п.л./0,082 п.л.

4. Плотников М.Ю., Дейнека И.Г. Разработка блока генерации гармонических сигналов для схемы цифровой обработки информации волоконно-оптического гидрофона // Известия вузов. Приборостроение. НИУ ИТМО. - СПб, 2013. - № 12. - С. 68-71. - 0,25 п.л./0,2 п.л.

5. Plotnikov M.J., Kulikov A.V., Strigalev V.E., Meshkovsky I.K. Dynamic Range Analysis of the Phase Generated Carrier Demodulation Technique // Advances in Optical Technologies, vol. 2014, Article ID 815108, 5 pages, 2014. doi: 10.1155/2014/815108. - 0,3125 п.л./0,25 п.л.

Другие публикации:

6. Шрамко O.A., Дейнека И.Г., Аксарин С.М., Плотников М.Ю., Рупасов A.B. Исследование пространственного распределения выходного оптического излучения полосковых волноводов, выполненных на основе ниобата лития // Сборник тезисов VIII Всероссийской межвузовской конференции молодых ученых, 2011. - СПб: НИУ ИТМО, 2011. Выпуск 2. - С. 71-72. - 0,125 п.л./0,025 п.л.

7. Плотников М.Ю., Дейнека И.Г. Расширение функциональных возможностей схемы электронной обработки сигналов волоконно-оптического акустического датчика интерферометркческого типа /7 Сборник тезисов докладов I всероссийского конгресса молодых ученых, 2012. - СПб: НИУ ИТМО, 2012. Выпуск 2. - С. 380-381. - 0,125 п.л./0,0625 п.л.

8. Плотников М.Ю., Дейнека И.Г. Расширение функциональных возможностей схемы электронной обработки сигналов волоконно-оптического акустического датчика интерферометрического типа // Сборник трудов I Всероссийского конгресса молодых ученых. - СПб: НИУ ИТМО, 2012. - С. 54-58. - 0,3125 п.л./0,25 п.л.

9. Плотников М.Ю., Дейнека И.Г. Построение схемы цифровой обработки сигналов в волоконно-оптических акустических датчиках на брэгговских решетках // Сборник тезисов докладов II конгресса молодых ученых. - СПб: НИУ ИТМО, 2013. Выпуск 4. - С.174-175. - 0,125 п.лУ0,1 п.л.

Ю.Дейнека И.Г., Плотников М.Ю. Стабилизация фазовой характеристики сигнала волоконно-оптического гироскопа в условиях изменения температуры И

Сборник тезисов докладов П конгресса молодых ученых. - СПб: НИУ ИТМО, 2013. Выпуск 4. - С. 169. - 0,0625 пл./0,025 пл.

П.Плотников М.Ю., Дейнека И.Г. Построение схемы цифровой обработки сигналов в волоконно-оптических акустических датчиках на брэгговских решетках // Сборник трудов П Всероссийского конгресса молодых ученых. — СПб: НИУ ИТМО, 2013. - С. 122-125. - 0,25 П.Л./0Д875 п.л.

12. Плотников М.Ю., Варжель C.B., Коннов К.А., Грибаев А.И., Куликов A.B., Артеев В.А. Применение решёток Брэгга при создании современных волоконно-оптических сенсорных систем // Сборник трудов I Международной научно-практической конференции «Sensorica - 2013». - СПб: НИУ ИТМО, 2013. Выпуск 1. - С. 76-77. - 0,125 п.л./0,021 п.л.

13.Волков A.B., Осколкова Е.С., Плотников М.Ю. Моделирование и исследование алгоритмов демодуляции сигналов волоконно-оптических интерферометрических датчиков // Сборник тезисов докладов Ш конгресса молодых ученых, выпуск 4. - СПб: НИУ ИТМО, 2014. - С. 364-365. - 0,125 п.л./ОД п.л.

14. Ефимов М.Е., Плотников М.Ю., Куликов A.B. Моделирование и исследование чувствительного элемента волоконно-оптического гидрофона// Сборник тезисов докладов Ш конгресса молодых ученых, выпуск 4. - СПб: НИУ ИТМО, 2014. - С. 365-366. - 0,125 п.л./0,1 п.л.

у\

Тиражирование и брошюровка выполнены в учреждении

«Университетские телекоммуникации»

197101, Санкт-Петербург, Саблинская ул., 14

Тел. (812) 233 46 69.

Объем 1,0 у.п.л. Тираж 100 экз.