Моделирование оптических характеристик источника излучения волоконно-оптического гироскопа как управляющего элемента вычислительной системы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Рассматривается проблема моделирования оптической схемы усилителя спонтанной эмиссии как управляющего элемента системы для определения зависимостей оптических характеристик, таких как средневзвешенная длина волны и интенсивность излучения от изменения внешней температуры с целью учёта температурной погрешности в показаниях волоконно-оптического гироскопа. Для формирования выводов о корректности модели результаты моделирования были сопоставлены с экспериментальными данными, изменение температуры проводилось с шагом в 5 °С. Полученные результаты сведены в таблицу и представлены в графическом виде. В результате получена прямая корреляция зависимостей средневзвешенной длины волны и мощности с некоторым смещением модельных и экспериментальных данных. Полученное смещение между результатами вызвано различиями в технологии изготовления волокна в модели и в опытном образце и может быть рассчитано и учтено математически при дальнейших исследованиях.

Об авторах

К. А. Никитина

Пермский национальный исследовательский политехнический университет; Пермская научно-производственная приборостроительная компания

Автор, ответственный за переписку.
Email: vfrey@mail.ru
SPIN-код: 7987-8870

аспирант, Пермский научный исследовательский политехничесий университет. Область научных интересов – стабилизация оптических характеристик волоконно-оптического гироскопа. Автор 11 научных публикаций.

Россия, 614990, Пермь, Комсомольский проспект, 29; 614007, Пермь, ул. 25 Октября, 106

В. И. Фрейман

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Email: vfrey@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8492-8065
SPIN-код: 9553-3735

доктор технических наук, профессор кафедры автоматики и телемеханики, Пермский научный исследовательский политехничесий университет. Область научных интересов – проектирование и техническая эксплуатация инфокоммуникационных систем и сетей, помехоустойчивое кодирование и цифровая обработка сигналов в инфокоммуникационных и информационно-управляющих системах. Автор 210 научных публикаций.

Россия, 614990, Пермь, Комсомольский проспект, 29

В. Д. Ширинкин

Пермская научно-производственная приборостроительная компания

Email: vfrey@mail.ru
SPIN-код: 9995-4750

инженер-исследователь, Пермская научно-производствен­ная приборостроительная компания. Область научных интересов – стабилизация оптических характеристик волоконно-оптического гироскопа. Автор трёх научных публикаций.

Россия, 614007, Пермь, ул. 25 Октября, 106

Список литературы

  1. Lefevre H.C. The fiber-optic gyroscope: challenges to become the ultimaterotation-sensing technology // Opt. Fiber Technol. 2013. Vol. 19(6). Pp. 828–835. doi: 10.1016/j.yofte.2013.08.007
  2. Методы построения высокостабильных эрбиевых суперлюминесцентных волоконных источников оптического излучения / А.С. Алейник, Н.Е. Ки¬килич, В.Н. Козлов и др. // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16, № 4. С. 593–607. doi: 10.17586/2226-1494-2016-16-4-593-607; EDN: WHJUVZ
  3. Hee Gap Park, Michel Digonnet, Gordon Kino. Er-Doped Superfluorescent Fiber Source With a 0.5-ppm Long-Term Mean-Wavelength Stability // Journal of lightwave technology. 2003. Vol. 21, No. 12. Pp. 3427-3433. doi: 10.1109/JLT.2003.822539
  4. Hee Gap Park, Seung Chul Yun, Young Jun Jin. Er-doped Superfluorescent Fiber Source with Thermally Stable Mean Wavelength // Journal of the Optical Society of Korea. 2009. Vol. 13, No. 2. Pp. 240-244. doi: 10.3807/JOSK.2009.13.2.240
  5. Analytic method for estimating aircraft fix displacement from gyroscope’s Allan-deviation parameters / J.M. Wheeler, J.N. Chamoun, V. Dangui, et al. // IEEE Sensors Journal. 2022. Vol. 22, no. 5. Pp. 4207–4214. doi: 10.1109/jsen.2022.3145012; EDN: CZIXTC
  6. Rapid and precise compensation of scale factor in a fiber-optic gyroscope with a twin-peaks source / Weiran Wu, Tuohua Xian, Guodong Hu et al. // Optics Letters. 2020. Vol. 45, No. 11. Pp. 3107-3110. doi: 10.1364/OL.386518; EDN: OLETJY
  7. GainMaster Amplifier Design Software Manual Revision 1.1. Fibercore Limites, 2004. 63 p.
  8. Bolshtyansky M., Wysocki P., Conti N. Model of Temperature Dependence for Gain Shape of Erbium-Doped Fiber Amplifier // Journal Of Lightwave Technology. 2000. Vol. 18, No. 11. Pp. 1533-1540. doi: 10.1109/50.896214
  9. Стабилизация центральной длины волны волоконного источника, легированного эрбием, как часть высокоточного детектора / Е. Востриков, Н. Кикилич, Ю. Залесская et al. // IET Optoelectron. 2020. Vol. 14, iss. 4. Pp.218-222. doi: 10.1049/iet-opt.2019.0140; EDN: CFJFHH
  10. Lon A. Wang and C. D. Su. Modeling of a Double-Pass Backward Er-Doped Superfluorescent Fiber Source for Fiber-Optic Gyroscope Applications // Journal of lightwave technology. 1999. Vol. 17, no. 11. Pp. 2307-2315.
  11. Low-Noise Closed-Loop FOG Driven by Two Broadband Sources / Yuanhong Yang , Shuai Li, Han Yan et al. // Journal of lightwave technology. 2019. Vol. 37, no. 18. Pp. 4555-4559. doi: 10.1109/JLT.2019.2910543
  12. Young Jun Jin. Er-doped Superfluorescent Fiber Source with Thermally Stable Mean Wavelength // Journal of the Optical Society of Korea. 2009. Vol. 13, no. 2. Pp. 240-244. doi: 10.3807/JOSK.2009.13.2.240
  13. Yuanhong Yang, Fuling Yang. High performance fiber optic gyroscope with a radiation-tolerant and temperature-stable scale factor // Chinese Optics Letters November. 2016. Vol. 14, iss. 11. doi: 10.3788/COL201614.110605.
  14. . Theoretical analysis of the double-cladding erbium-ytterbium co-doped wideband superfluorescent fiber source in double-pass forward configuration / Shanghong Zhao, Lei Shi, Shufu Dong et al. Semiconductor Lasers and Applications II, edited by Jian-quan Yao, Yung Jui Chen, Seok Lee, Proceedings of SPIE. 2005. Vol. 5628 (SPIE, Bellingham, WA, 2005) pp. 85-93.·doi: 10.1117/12.577475pp.85-93
  15. Study of Wavelength Temperature Stability of Multifunctional Integrated Optical Chips Applied on Fiber Optic Gyroscopes / J. Yao et al. // Journal of Lightwave Technology. 2018. Vol. 36, no. 23. Pp. 5528-5535. doi: 10.1109/JLT.2018.2875795
  16. Курбатов А. М., Курбатов, Р. А. Температурные характеристики чувствительных катушек волоконно-оптического гироскопа // Радиотехника и электроника. 2013. № 7. С. 735. doi: 10.7868/S0033849413060107; EDN: QCMUGN.
  17. Lefevre H.C. The fiber-optic gyroscope’ (Artech House Publishers,Norwood, 2014, 2nd edn.). 416 p.
  18. Егоров Д.А., Ключникова Е.Л. Результаты сравнительных исследований источников оптического излучения для волоконно-оптических гироскопов // Гироскопия и навигация. 2022. Т. 30, № 4. C. 184-192. doi: 10.17285/0869-7035.00111; EDN: LRVVRW
  19. A Method for Fiber Optic Gyroscope Temperature Drift Compensation Using Correlations between the Readings of the Gyroscope and Several Temperature Sensors / D.A. Nikiforovskii, I.G. Deyneka, I.A. Sharkov et al. // Giroskopiya i Navigatsiya. 2022. Vol. 30, no. 2 (117). Pp. 71–80. doi: 10.17285/0869-7035.0092; EDN: YZRBTR
  20. Метод определения масштабного коэффициента электрооптического модулятора волоконно-оптического гироскопа / А.С. Алейник, С.А. Волков¬ский, М.В. Михеев и др. // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16, № 3. С. 436–444. doi: 10.17586/2226-1494-2016-16-3-436-444; EDN: WBZYLB
  21. Md. Ziaul Amin1, Khurram Karim Qureshi, Md. Mahbub Hossain. Doping radius effects on an erbium-dopedfiber amplifier // Chinese Optics Letters. 2019. doi: 10.3788/COL201917.010602
  22. SuPyMode: An open-source library for designand optimization of fiber optic components / M. Poinsinet De Sivry-Houle, Rodrigo Itzamna B. D., S.Virally et al. // Opticon. 2024. Vol. 3(2). Pp. 242-255. doi: 10.1364/OPTCON.513562

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».