Сложность и высокая стоимость мультиплексирования волоконно-оптических сенсоров до сих пор является основным ограничением для широкого внедрения сенсорных систем как распределенного и квази-распределенного, так и точечного типа. В статье предложен новый метод мультиплексирования, который использует преимущества как широкополосных, так и двухчастотных радиофотонных систем мультиплексирования. От первых взят простейший широкополосный излучатель, но не используется сложная и дорогая система спектрометрии для определения центральной длины волны волоконных брэгговских решеток. От вторых взята система регистрации на частоте биений между двумя составляющими, но не используется дорогая система генерации двух- и полигармонических систем зондирования. Параметр мультиплексирования определяется частотой разноса между окнами прозрачности волоконной брэгговской решетки, например, с двумя фазовыми π-сдвигами, который отличается на определенную величину у каждого из сенсоров. Приведен механизм моделирования решеток указанного типа, принципиально показана возможность мультиплексирования различного количества сенсоров. При использовании сенсорных сетей, построенных на основе пассивных оптических, число мультиплексируемых датчиков может достигать 256, при этом все датчики имеет одинаковую брэгговскую дину волны, и могут быть объединены в древовидную, шинную и другие топологии.

Ключевые слова: Волоконная брэгговская решетка, фазовая неоднородность, волоконно-оптический сенсор, мультиплексирование, окно прозрачности, разность частот между окнами прозрачности, частота биений

05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы

С использованием оригинального теневого прибора Теплера, системы высокоскоростной трассерной визуализации и лазерного допплеровского анемометра исследована динамика газопорошковых потоков во внеосевой сопловой насадке лазерной наплавочной головки YC52 (Precitec, Германия). Проведена оптимизация длины ламинарной части газопорошкового потока по параметрам расхода транспортного и защитного газа, а также диаметра отверстия сменного колпачка циклона. Показано, что поток частиц на выходе сопловой насадки в основных чертах повторяет структуру потока газа-носителя. Установлено, что для сопловой насадки диаметром 4 мм при взаимодействии потока порошка с обрабатываемой поверхностью образуются устойчивые вихревые структуры, отводящие из зоны плавления порядка 2/3 от общего объема порошка, что существенно снижает эффективность процесса наплавки и коэффициент использования порошка. Даны практические рекомендации по применению методов оптической диагностики для оптимизации газопорошковых потоков в сопловых насадках головок для лазерной наплавки.

Ключевые слова: лазерная порошковая наплавка, теневой метод, внеосевое сопло, трассерная визуализация, лазерная допплеровская анемометрия, оптимизация газопорошковых потоков

05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы

Лазерным локаторам слежения присущи определенные недостатки, среди которых сильное влияние атмосферы на их энергетические и точностные параметры, процесс наведения узкого луча на объект и др. Высокие требования к локаторам (погрешность измерения дальности до десятка сантиметров) приводят к необходимости учета состояния атмосферы на трассе для внесения поправок в измерения. В частности, к существенному искажению сигнала приводит явление рефракции. Для снижения ошибки дальномерных измерений целесообразно использование методов компенсации влияния рефракции или ее учета и использования коэффициентов поправки. В статье показано, что эффективным решением этой проблемы при отсутствии возможности получения оперативной и точной информации о метеопараметрах является использование параллельного лазерного зондирования атмосферы.

Ключевые слова: лазерный локатор слежения, дальномерный канал, влияние атмосферы, рефракция, модельный метод компенсации, лазерное зондирование атмосферы

05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы

Рефракция оказывает сильное влияние на точностные параметры дальномерного тракта лазерных локаторов слежения и процесс наведения узкого лазерного луча на объект. Высокие требования к локаторам (погрешность измерения дальности до десятка сантиметров) приводят к необходимости учета рефракции для внесения поправок в измерения. К существенному искажению сигнала приводит не только явление статической рефракции, но и динамической. Для снижения ошибки дальномерных измерений целесообразно использование методов компенсации влияния статической рефракции или ее учета и использования коэффициентов поправки. В статье показано, что наиболее эффективным решением проблемы рефракции при наличии динамической составляющей также является использование параллельного лазерного зондирования атмосферы, однако его осуществление необходимо проводить на двух различных длинах волн. При этом основным методом вычисления поправочных коэффициентов является дисперсионный метод, который позволяет снизить относительную погрешность измерений до 106. параметры, процесс наведения узкого луча на объект и др.

Ключевые слова: лазерный локатор слежения, дальномерный канал, влияние атмосферы, статическая рефракция, динамическая рефракция, дисперсионный метод компенсации, лазерное двухволновое зондирование атмосферы

05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы

В статье рассмотрены способы генерации управляемых фотонных пар в световодах с активно формируемой дисперсией для получения однофотонного состояния света. Принцип генерации основан на процессах спонтанного параметрического рассеяния или спонтанного четырехволного смешения. Для получения факторизованного состояния, т.е. отсутствию спектральных и пространственных корреляций между дочерними фотонами, анализируется применение фотонно-кристаллических волокон, позволяющих сформировать сложные частотные профили дисперсии путем изменения структуры волокна.

Ключевые слова: фотонно-кристаллические волокна, квантовые коммуникации, фемтосекундный лазер, активно формируемая дисперсия, фотонные пары, однофотонные состояния

01.04.05 - Оптика , 05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы

Современные источники на основе применения спонтанного четырехволнового смешения в фотонно-кристаллических волокнах генерируют фотонные пары в широком диапазоне длин волн. Микроструктурированные волокна позволяют активно формировать частотный профиль дисперсии. При проектировании различных типов фотонно-кристаллических волокон необходимо исследование влияния микроструктуры на свойства волокна. На сегодняшний день одним из самых перспективных решений является применение численного и программного моделирования. В работе представлено моделирование структур фотонно-кристаллических волокон для поиска оптимальных параметров нелинейной среды.

Ключевые слова: фотонно-кристаллические волокна, моделирование, фотонные пары, однофотонные состояния, спонтанное четырехволновое смешение

01.04.05 - Оптика , 05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы