viagra super force

+7(495) 123-XXXX  г. Москва

Выпуски журналов

  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал

В.Д. Андреев,  (Аспирант, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ )

О.Г. Морозов,  (Д.т.н., Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ )

Серия «Естественные и Технические науки» # АВГУСТ  2016

Радиофотоника
В статье рассматриваются вопросы выбора рабочей точки амплитудного электрооптического датчика для измерения параметров внешних электрических полей. Показано, что анализ модуляционной характеристики датчика на основе кристалла или волновода на основе ниобата лития по напряженности поля лазерного излучения, позволяет существенно пересмотреть подходы к определению положения рабочей точки. В отличии от известных работ, в которых рабочая точка выбирается на линейном участке, предложена работа датчика в нулевой рабочей точке и показаны преимущества данного выбора.

Ключевые слова: Радиофотоника, электрическое поле, амплитудный электрооптический датчик, положение рабочей точки.

 

Введение

Измерение параметров электрического поля относится к классу амплитудных и частотных измерений, которые широко применяются в различных областях науки и техники, связанных с антенными измерениями, обеспечением электромагнитной совместимости, неразрушающим контролем и т.д. [1, 2]. Энергетический диапазон приложений для измерения параметров электрического поля лежит в широком диапазоне – от проектирования и эксплуатации высоковольтных установок до биомедицинской электроники и электродинамической активности живых систем.

На современном этапе для измерения параметров электрических полей применяются металлические датчики антенного типа. Физика их материала и, как правило, значительные размеры приводят к искажению измеряемых полей, что определяет малое пространственное разрешение и существенные погрешности измерений [3]. Кроме того, с их помощью невозможно измерить быстро изменяющиеся электрические поля, характерные для переходных процессов.

В отличие от указанных, электрооптические датчики имеют малые размеры и диэлектрическую природу, что позволяет проводить с их помощью точные измерения с высоким пространственным разрешением без искажения распределений измеряемых электрических полей. Кроме того, электрооптические сенсоры характеризуются широкой полосой пропускания и являются адекватным инструментом для регистрации быстро изменяющихся электрических переходных процессов [4].

Электрооптические датчики подобны электрооптическим модуляторам по используемому линейному электрооптическому эффекту Поккельса [5, 6]. При этом показатель преломления для принципиальных осей электрооптического кристалла датчика меняется пропорционально напряженности измеряемого электрического поля.

Изменение показателя преломления вызывает пропорциональное изменение фазы, амплитуды, поляризации и частоты оптической несущей, проходящей через ЭОК. В соответствии с выбранным для регистрации параметром используются различные конфигурации датчиков.

Линейно-поляризованное вдоль одной из осей оптическое излучение будет промодулировано в ЭОК по фазе под воздействием электрического поля. При установке кристалла в одно из плеч интерферометра Маха-Цендера фазовая модуляция на выходе последнего преобразуется в модуляцию интенсивности и позволяет зарегистрировать напряженность электрического поля, приложенного к датчику. ЭОК с показателем преломления, зависящим от напряженности приложенного электрического поля, может быть использован в структуре интерферометра Фабри-Перо. Выходное излучение интерферометра будет промодулировано по амплитуде, при максимальной чувствительности измерений, обеспечиваемой работой датчика на центральной частоте резонансного пика. При круговой поляризации оптического излучения приложенное электрическое поле вызывает фазовую задержку между обыкновенным и необыкновенным лучами, распространяющимися вдоль принципиальных осей ЭОК. Вследствие этого, выходная поляризация излучения будет отличаться от входной. При попадании этого излучения на поляризатор произойдет преобразование поляризационной модуляции в модуляцию интенсивности. Частотная модуляция оптической несущей реализуется во всех трех выше рассмотренных случаях и характеризуется появлением частотных составляющих сверху и снизу от частоты несущей, пропорциональных или удвоенных частоте приложенного электрического поля.

В ряде работ показано [7], что амплитудные ЭОД по ряду параметров превосходят фазовые, поляризационные и частотные. Кроме того, как показано выше, преобразование параметров электрических полей любого типа, завершается стадией амплитудных измерений, а сама амплитудная модуляции наиболее распространена в датчиках электрических полей.

Основной проблемой амплитудных ЭОД является выбор его рабочей точки, от которой зависит линейность преобразования, спектральный состав, формируемого отклика и его энергетические характеристики.

Типовой амплитудный ЭОД

На рис. 1 показана структурная схема типового ЭОД, основанного на амплитудной модуляции.

Читать полный текст статьи …


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Yao J. Microwave photonics // J. Lightw. Technol. 2009. V. 27. No. 3. P. 314-335.
2. Морозов О.Г., Ильин Г.И. Амплитудно-фазовая модуляция в системах радиофотоники // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2014. № 1. С. 3-42.
3. Prather W.D., Baum C.E., Torres R.J., et al. Survey of worldwide high-power wideband capabilities // IEEE Trans. Electromagn. Compat. 2004. V. 46. No. 3. P. 335-344.
4. Yang K., David G., Yook J.-G., et al. Electrooptic mapping and finite-element modeling of the near-field pattern of a microstrip patch antenna // IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 2000. V. 48. No. 2. P. 288-294.
5. Садеев Т.С., Морозов О.Г. Спектральные характеристики фотонных фильтров микроволновых сигналов на основе амплитудных электрооптических модуляторов // Вестник МарГТУ. 2010. Т.10. № 3. С. 22-30.
6. Насыбуллин А.Р., Морозов О.Г. и др. Радиофотонный синтез сложных радиосигналов с линейной частотной модуляцией // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. 2015. №12.
7. Duvillaret L., Rialland S., Coutaz J.-L. Electro-optic sensors for electric field measurements. I. Theoretical comparison among different modulation techniques // J. Opt. Soc. Am. B. 2002. V. 19. No. 11. P. 2692-2703.
8. Морозов О.Г., Айбатов Д.Л., Садеев Т.С. Синтез двухчастотного излучения и его применения в волоконно-оптических системах распределенных и мультиплексированных измерений // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2010. Т. 13. № 3. С. 84-91.
9. Севастьянов А.А., Морозов О.Г., Нуреев И.И. и др. Формирование многочастотного излучения в двухпортовом модуляторе Маха-Цендера // Научно-технический вестник Поволжья. 2013. №4. С.232-236.
10. Ильин Г.И., Морозов О.Г., Польский Ю.Е. Особенности построения электрооптических амплитудно-фазовых формирователей двухчастотного лазерного излучения для дифференциальных ЛЧМ-лидаров // Оптика атмосферы и океана. 1998. Т. 11. № 5. С. 513.
11. Талипов А.А., Морозов О.Г., Ильин Г.И. и др. Метод формирования двухчастотного излучения для синтеза солитонов и применения спектрально-эффективной модуляции RZ и CSRZ форматов в оптических сетях доступа // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2012. № 2 (16). С. 3-12.
12. Морозов О.Г., Нургазизов М.Р., Талипов А.А. и др. Измерение мгновенной частоты СВЧ-радиосигналов в оптическом диапазоне на основе преобразования «частота-амплитуда» в волоконной решётке Брэгга с фазовым -сдвигом // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2013. № 3 (19). С. 30-41.
 



© 
В.Д. Андреев, О.Г. Морозов, Журнал "Современная наука: актуальные проблемы теории и практики".
 

 

 

 
SCROLL TO TOP

 Rambler's Top100 @Mail.ru