Физические принципы организации адаптивных волоконно-оптических информационно-измерительных систем для реконструкции распределений физических полей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.16, кандидат физико-математических наук Ромашко, Роман Владимирович

• Ромашко, Роман Владимирович
• кандидат физико-математических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Ромашко, Роман Владимирович

Введение.

1. Экспериментальные методики.

1.1. Методика изготовления распределенного волоконно-оптического датчика специальной формы на основе одноволоконного двухмодового интерферометра.

1.2. Методика изготовления распределенного волоконно-оптического датчика на основе волоконно-оптического интерферометра Маха-Цендера.

1.3. Экспериментальная установка для исследования параметров распределенной волоконно-оптической измерительной сети.

1.4. Экспериментальная установка для исследования параметров многоканального адаптивного корреляционного фильтра и метода измерения градиентов физических полей.

1.4.1. Исследование метода измерения градиентов физических полей

1.4.1 .а. Исследование градиента физического поля, изменяющегося во времени по гармоническому закону.

1.4.1.6. Исследование градиента физического поля, изменяющегося во времени по негармоническому закону.

1.4.2. Исследование параметров многоканального адаптивного фильтра.

1.5. Экспериментальная установка для исследования амплитудо-частотной и передаточной характеристик адаптивного корреляционного фильтра.

1.6. Выводы.

2. Распределенная волоконно-оптическая информационно-измерительная система томографического типа для реконструкции параметров векторных физических полей.

2.1. Метод восстановления параметров векторных полей на основе использования ИЛ, чувствительной к проекции исследуемого вектора

2.2. Метод восстановления параметров векторных полей на основе использования ИЛ, чувствительной к производной проекции вектора по направлению вдоль оси ИЛ.

2.3. Задача о деформируемом двумерном твердом теле.

2.4. Выводы.

3. Адаптивная система обработки сигналов ВОИИС в реальном времени на основе фоторефрактивных кристаллов.

3.1. Модель записи адаптивного корреляционного фильтра в фоторефрактивной среде.

3.1.1. Случай стационарного оптического поля.

3.1.2. Случай осциллирующего оптического поля.

3.1.3. Случай осциллирующей спекловой картины.

3.2. Выводы.

4. Методы построения адаптивных волоконно-оптических информационно-измерительных систем мониторинга физических полей.

4.1. Измерение градиентов динамических физических полей с использованием адаптивной волоконно-оптической измерительной системы.

4.1.1. Принцип измерения.

4.1.2. Экспериментальная проверка работы АВОИС.

4.2. Многоканальный адаптивный корреляционный фильтр.

4.3. Принципы организации адаптивных информационно-измерительных систем

4.4. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Физические принципы организации адаптивных волоконно-оптических информационно-измерительных систем для реконструкции распределений физических полей»

Современное развитие науки и техники требует наличия совершенных измерительных технологий. Сегодня наукоемкое производство (энергетика, авиа- и судостроение, космонавтика и др.) не обходится без постоянного контроля за динамикой поведения множества параметров различных физических величин и физических полей. Решить эту задачу призваны информационно-измерительные системы (ИИС), имеющие различную топологию и организацию, построенные на различной элементной базе (электронной, оптической, волоконно-оптической).

На сегодняшний день уровень развития электроники, вычислительной техники, систем связи и телекоммуникации позволяет создавать высокопроизводительные информационно-измерительные системы [1, 2]. Однако ряд причин ограничивает применение электронных ИИС при решении практических задач. В первую очередь это связано со значительной подверженностью электронных датчиков влиянию внешних электромагнитных помех. При решении задач, связанных с мониторингом крупномасштабных физических полей в таких областях науки как гидроакустика, гидрометеорология, геология, океанология и др., возникает проблема сбора информации об исследуемой физической величине с участков большой пространственной протяженности. Применение электронных ИИС для решения таких задач неминуемо приводит к использованию большого количества отдельных датчиков физических величин, соединенных с системой обработки соответствующим количеством протяженных кабелей и требующих мощных источников питания. В итоге такая измерительная система становится в значительной степени подверженной влиянию аддитивных неконтролируемых электромагнитных помех, а также громоздкой и дорогой. Вероятность возникновения электрического разряда на контактах электронного датчика или в месте случайного разрыва соединительного кабеля не позволяет применять электронные ИИС на пожаро- и взрывоопасных объектах (топливных или нефтеналивных емкостях, газо- и нефтепроводах и т.п.) Подверженность электрических элементов коррозии делает затруднительным их применение в условиях повышенной влажности и температуры, а также при наличии контакта с агрессивными средами (например, в морской воде).

Напротив, использование измерительных технологий на основе волоконной оптики для создания сенсорных систем в ряде случаев является более перспективным благодаря тем преимуществам, которыми обладают волоконно-оптические чувствительные элементы по сравнению с их электрическими аналогами. Нечувствительность к электромагнитным помехам, способность волоконно-оптических элементов (ВОЭ) выдерживать высокие температуры и работать в агрессивных средах обусловили широкий интерес к применению этой технологии в индустриальной науке, особенно в тех ее областях, которые связаны с неблагоприятными или опасными условиями. Малый удельный вес и 6 размеры, а также высокая технологичность ВОЭ играют важную роль при разработке миниатюрных измерительных устройств, наличие которых имеет большое значение, например, для создания современных летательных аппаратов, морских судов, и т.д. [3 - 7]

Возможность внедрения волоконно-оптических чувствительных элементов в композитные материалы, железобетонные конструкции и т.п. без ухудшения или существенного изменения их механических свойств открывает перспективы создания «чувствительных» материалов и «интеллектуальных» конструкций [8-10]. К тому же кварцевые волоконные световоды могут быть использованы вместо армирующих волокон в композитных материалах [11, 12], выполняя тем самым двойную функцию: обеспечения прочности материала одновременно с приданием ему «чувствительности».

Возможность мультиплексирования отдельных волоконно-оптических элементов позволяет создавать квази-распределенные, а также распределенные измерительные системы, способные осуществлять мониторинг параметров физических полей, имеющих большую пространственную протяженность.

Особое значение имеет факт полной совместимости волоконно-оптических датчиков и измерительных систем с хорошо развитыми на сегодняшний день волоконно-оптическими коммуникационными сетями. Их объединение позволит создать в будущем мощные системы удаленного управления современным производством, охраны гражданских и военных объектов и т.п.

В пользу применения волоконной оптики для создания измерительных систем говорит и тот факт, что на сегодняшний день уже созданы и совершенствуются волоконно-оптические датчики, способные регистрировать большое количество разнообразных физических величин: температуру [13, 14], давление [15], влажность [16], деформацию [17], вибрацию [18], параметры электрических [19] и магнитных полей [20, 21], химические [22] и биологические [23, 24] параметры и многое др.

На сегодняшний день в области разработок волоконно-оптических измерительных систем (ВОИС) выделяются следующие основные направления развития: разработка ВОИС на основе индивидуально-адресуемых (дискретных) датчиков; разработка ВОИС на основе мультиплексных и квази-распределенных датчиков; разработка ВОИС на основе распределенных датчиков с интегральной чувствительностью.

Волоконно-оптическая система, построенная на основе использования индивидуально-адресуемых датчиков, является наиболее простой измерительной системой. В этом случае сигнал от каждого дискретного волоконно-оптического датчика (ДВОД), регистрирующего внешнее воздействие в некоторой локальной области пространства, направляется в соответствующую ему систему обработки по индивидуальному каналу. Однако применение такой системы для нахождения пространственного распределения одной или нескольких физических величин по длине, поверхности или объему объекта потребует большого количества однотипных локальных датчиков и, соответственно, приемников и источников излучения. Система сбора информации в этом случае становится сложной и громоздкой, требующей разветвленной телекоммуникационной сети. Несмотря на отсутствие какой-либо обработки результатов измерений (за исключением калибровки), такие системы оказываются, как правило, очень сложными громоздкими и дорогостоящими [25].

В случае использования нескольких датчиков для измерения распределенных физических величин более эффективными являются методы мультиплексирования сигналов. При этом данные от некоторого количества дискретных датчиков объединяются (мультиплексируются) и передаются по общему каналу в систему обработки, где происходит их разделение (демультиплексирование). Методы мультиплексирования сигналов предполагают использование более сложных электронных систем обработки по сравнению с рассмотренным выше случаем индивидуальной адресации, однако, эти системы являются общими для целого набора датчиков. Существует ряд методик мультиплексирования сигналов. Наиболее распространенными из них являются: ♦ пространственное разделение {spatial-division multiplexing - SDM); временное разделение (time-division multiplexing - TDM);

разделение по длине волны {wavelength-division multiplexing - WDM);

разделение по частоте (frequency-division multiplexing - FDM);

разделение по коду (code-division multiplexing - CDM); гибридные методы.

Метод пространственного мультиплексирования (SDM), вероятно, является наиболее простым способом объединения отдельных датчиков в измерительную систему [26, 27]. При этом каждый дискретный датчик соединен с общей системой регистрации посредством физически выделенного волоконно-оптического канала, что позволяет осуществлять независимую однозначную адресацию сенсоров. Измерительные системы, построенные по SDM-принципу, обладают высокой надежностью: выход из строя одного или нескольких датчиков не влечет за собой полного разрушения всей системы. К тому же, в такой системе практически отсутствует взаимное влияние датчиков друг на друга (перекрестные шумы). Однако использование дискретных датчиков в волоконно-оптических измерительных системах на основе SDM ограничивает применение последних в задачах по восстановлению пространственных распределений параметров физических полей. Это связано с тем, что такие задачи требуют использования большого количества датчиков, что влечет за собой необходимость использовать соответствующее количество линий связи (каналов). В результате измерительная система (так же как и в случае ВОИС на основе индивидуально-адресуемых датчиков) становится сложной, громоздкой и дорогой. Кроме того, при этом требуются более мощные источники оптического излучения. Именно мощность источников вместе с потерями в используемых разветвительных элементах являются определяющими факторами, ограничивающими максимальное число датчиков в измерительной системе такого типа. На сегодняшний день известны работы, в которых выполнено пространственное мультиплексирование до 60 дискретных датчиков [28].

Технология временного мультиплексирования сигналов (TDM) основана на разделении во времени процесса опроса всех волоконно-оптических датчиков, объединенных в сеть [26, 27]. Короткий оптический импульс посылается в измерительную линию (ИЛ), состоящую из последовательно или параллельно соединенных точечных датчиков, состояние которых определяет их отражательную или пропускательную способность. Отраженный или прошедший сигнал представляет собой серию импульсов, порядок следования которых соответствует положению датчиков в ИЛ, а амплитуда - их состоянию. К достоинствам TDM-ВОИС можно отнести использование одного импульсного источника света в общем случае для всех датчиков. Основное ограничение такой измерительной системы связано с тем, что с ростом количества датчиков увеличивается время между опрашиваемыми импульсами, а соответственно снижается общее быстродействие. Таким образом, существует конкуренция между разрешающей способностью измерительной системы и ее способностью регистрировать быстрые изменения параметров исследуемого физического поля. Максимально возможное количество объединяемых датчиков, как и в предыдущем случае, ограничено потерями мощности, которые возрастают с увеличением числа датчиков. Керси (Kersey) [29] предположил, что практический предел должен быть порядка 10 датчиков [30 - 32], однако путем включения волоконно-оптических усилителей в измерительную сеть можно достичь некоторого увеличения числа датчиков [33].

Широкое распространение получила методика мультиплексирования сигналов ВОД на основе их разделения по длине волны (WDM) [26, 27, 34]. В измерительной сети, построенной по этому принципу, каждый отдельный оптический датчик работает в своем спектральном диапазоне независимо от других датчиков. В качестве источника света в такой сети, как правило, используются широкополосные светоизлучающие или лазерные диоды [35]. Существуют также схемы, в которых в качестве источника света используется несколько узкополосных светоизлучающих диодов, работающих на разных длинах волн и обеспечивающих разные датчики [36]. В качестве таких датчиков в такой сети могут быть использованы волоконно-оптические брэгговские решетки (ВОБР) [37, 38], обладающие способностью отражать свет определенной длины волны. Отраженные сигналы от разных датчиков собираются и направляются по общему волоконному световоду к демультиплексору, где происходит их разделение. В качестве демультиплексора могут быт использованы дифракционные решетки [39], сканирующие интерферометры [40, 41], объемные голограммы [42], селективные волоконные разветвители [43], биконические фильтры [44] а также волоконно-оптические решетки с длинным периодом [45]. Среди достоинств волоконно-оптических измерительных систем, построенных по WDM-принципу, наиболее существенными являются следующие: одновременный опрос всех датчиков; простые методы электронной обработки; совместимость с датчиками на основе ВОБР, что позволяет создавать системы с низкими потерями. В литературе встречаются работы, в которых выполнено объединение до 31 датчика в единую сеть [46]. Максимально возможное количество датчиков в сети ограничено конечностью ширины спектра излучения используемого источника света [47]. При использовании топологии с эффективным разделением мощности рассматривается теоретическая возможность объединения до 40 датчиков [48]. К недостаткам WDM-ВОИС также следует отнести перекрестные шумы между сигналами соседних датчиков, обусловленное возможным перекрытием их спектров.

Мультиплексирование на основе разделения по частоте (FDM) осуществляется посредством выделения индивидуального частотного диапазона для каждого датчика в сети [49]. Оптическое излучение в каналах, по которым оно подводится к датчикам, модулируется по амплитуде посредством модуляторов, каждый из которых работает на своей частоте. В датчиках излучение получает дополнительную модуляцию, пропорциональную воздействию измеряемой физической

13 величины. Далее сигналы от разных датчиков сбираются вместе и направляются к фотодетектору по общему волоконному световоду. Суммарный электрический сигнал с фотодетектора поступает на узкополосные фильтры, настроенные на соответствующие частоты, где происходит выделение сигналов отдельных датчиков. Преимуществом волоконно-оптической измерительной сети, построенной по FDM-принципу, является относительная простота ее схемы. К недостаткам FDM-ВОИС можно отнести необходимость подведения к каждому датчику модуляционного сигнала, а, соответственно, наличие соответствующего количества генераторов. Известны результаты объединения до 16 датчиков [50] в единую сеть по FDM-принципу.

Несмотря на достаточно широкий спектр существующих способов построения волоконно-оптической измерительной сети мультиплексного типа, возможное количество объединяемых в единую сеть датчиков остается небольшим. Попытки увеличить это количество привели к разработке гибридных методов мультиплексирования. Например, использование TDM-мультиплексированных датчиков в нескольких каналах, разделенных по WDM-принципу, позволяет объединить до 128 бинарных датчиков [51]. Однако, т.к. такая измерительная система сконфигурирована под оптические датчики типа «ключ», она не может быть использована для мониторинга непрерывных физических величин. Большинство работ в этой области [6, 52] остаются на стадии демонстрации концепции, вскрывая при этом потенциальные возможности гибридных методов. Реально выполнено объединение 60-ти датчиков [53].

В случае применения мультиплексной измерительной системы для реконструкции параметров физических полей она должна содержать идентичные датчики, каждый из которых имеет определенное положение в пространстве. В этом случае измерительная система становится квази-распределенной. Однако, как следует из выше приведенного рассмотрения, мультиплексные ВОИС обладают существенным недостатком, связанным с ограниченностью возможного количества датчиков, что не позволяет использовать такую измерительную систему для мониторинга физических полей, имеющих большую пространственную протяженность.

Напротив, ВОИС на основе использования распределенных ВОД позволяют собирать информацию об исследуемом параметре физического поля в любой точке вдоль линии укладки чувствительного элемента. Примером распределенных ВОИС (РВОИС) могут служить измерительные системы, основанные на принципе оптической временной рефлектометрии (ОВР) [54 - 56]. В таких системах в качестве чувствительного элемента, как правило, выступает волоконный световод (ВС), по которому распространяется оптический импульс. Любое внешнее воздействие на ВС, приводящее к локальному изменению геометрических или оптических параметров волоконного световода, может быть зарегистрировано путем измерения мощности света, отраженного от возникшей неоднородности. Расстояние до места воздействия определяется по времени задержки отраженного импульса. Существенными недостатками системы на основе ОВР является ее небольшое пространственное разрешение (-2- 10м) [57] и низкая чувствительность, обусловленная малым значением интенсивности отраженного сигнала. К тому же интенсивность отраженного светового импульса убывает с ростом расстояния до измеряемой области, что приводит к ухудшению точности измерения физической величины на удалении из-за уменьшения отношения сигнал/шум.

Последнего недостатка лишена РВОИС, в которой в качестве чувствительного элемента используется распределенный волоконно-оптический датчик, работающий на эффекте вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюена (ВРМБ) [58]. Этот эффект заключается в нелинейном взаимодействии трех волн. Распространяющаяся по ВС световая волна в результате электрострикции возбуждает акустическую волну. Последняя в свою очередь, модулируя показатель преломления сердцевины волокна, вызывает дифракцию световой волны, тем самым обеспечивая обмен энергией между электромагнитными волнами, частоты которых отличаются на частоту акустической волны (частоту Бриллюена). В распределенном ВО датчике на основе ВРМБ по ВС распространяется две встречные световые волны: короткий оптический импульс и непрерывная оптическая волна накачки [59]. Таким образом, если разность частот световых волн накачки и импульса будет равна частоте Бриллюена, которая в свою очередь зависит от показателя преломления материала сердцевины ВС и скорости распространения акустической волны, то произойдет перекачка мощности из волны накачки в импульс. Внешнее воздействие (напр., температура или деформация) приведет к сдвигу частоты Бриллюена. Этот сдвиг может быть зафиксирован через измерение интенсивности оптического импульса при одновременном сканировании частоты волны накачки. Не смотря на то, что место воздействия определяется методами оптической рефлектометрии (разрешение до 10 м на расстояниях свыше 1 км), точность измерения не зависит от отношения сигнал/шум и определяется только разрешением отдельных частот в спектре Бриллюена. Сильное нелинейное взаимодействие, лежащее в основе рассеяния Бриллюена, позволяет измерительным системам, основанным на этом эффекте производить измерения на расстояниях свыше 50 км [60, 61]. Известны также распределенные ВОИС на основе других нелинейных эффектов: в частности, вынужденного комбинационного рассеяния [58, 62] и люминесценции [26, 63].

Как уже отмечалось, методы ОВР имеют существенный недостаток: низкую интенсивность отраженного света, что накладывает ограничения снизу на мощность используемых источников. Методика частотно-модулированной непрерывной оптической волны (ЧМНВ) [64, 65], используемая в распределенных ВОИС, основана на регистрации не отраженного, а прошедшего света и поэтому обладает рядом преимуществ: возможностью использования маломощных лазеров, высоким разрешением (~1м) и большим динамическим диапазоном. В таких системах в качестве чувствительного элемента используют

17 двулучепреломляющие волоконные световоды (ДЛВС). Частотно-модулированная оптическая волна в одном поляризационном состоянии вводится в протяженный ДЛВС. Внешнее деформационное воздействие, приложенное к некоторой точке ДЛВС, возбуждает волну с другим поляризационным состоянием. Информация о месте воздействия может быть получена путем измерения времени задержки между сигналами с разными поляризационными состояниями. В работе [66] предложен модифицированный метод на основе ЧМНВ. В методе используются две прямо распространяющиеся волны, полученные после отражения от глухого зеркала, напыленного на конце ВС. Эти волны после прохождения сквозь поляризатор интерферируют между собой. Т.к. оптический сигнал частотно модулирован, то на выходе возникают биения. Частота биений прямо пропорциональна расстоянию до места воздействия. Интенсивность выходного сигнала пропорциональна величине внешнего воздействия. Из-за того, что интенсивности интерферирующих волн одинаковы, выходной сигнал обладает высоким контрастом и не зависит от величины внешнего воздействия. Однако распределенная волоконно-оптическая измерительная система, основанная на таком принципе, не позволяет восстанавливать пространственное распределение физической величины, а лишь регистрирует место и интенсивность локального воздействия. Это обусловлено тем, что даже при наличии двух воздействий на ДЛВС внутри световода возникнут помимо двух основных сигналов, соответствующих этим воздействиям, два перекрестных сигнала-артефакта на одинаковой частоте.

Более простой реализацией распределенных ВОИС, способных регистрировать локализованное воздействие, являются измерительные системы амплитудного типа, основанные на использовании протяженных волоконно-оптических датчиков с весами [67]. В такой системе используется два протяженных датчика. Их чувствительность зависит от координаты, причем у одного она растет, а у другого убывает. Благодаря этому, можно легко определить место воздействия (координату) и его величину, измерив сигналы на выходе двух РВОД и решив простую систему двух линейных уравнений. Разную чувствительность по длине волоконного световода (ВС) создают посредством его размещения между элементами, создающими микроизгибы волокна. Причем, количество этих элементов на единицу длины волокна растет или убывает. К недостаткам такой системы можно отнести тот факт, что чувствительность датчика обеспечивается микроизгибами, которые сопровождаются уходом мод высоких порядков. В случае большого количества изгибающих элементов такое воздействие уже нельзя будет считать линейным. Наличие же микроизгибов приводит к деградации ВС и в конечном итоге к его разрушению [7].

Способность волоконных светововодов направлять оптическое излучение по наперед заданному маршруту обеспечила создание распределенных волоконно-оптических измерительных систем, в которых чувствительный элемент (ЧЭ) играет роль распределенной антенны [68]. Так в работе [69] предложена РВОИС, ЧЭ которой представляет собой многомодовый волоконный световод, уложенный таким образом, что его чувствительность в пространстве описывается некоторой функцией координаты. Если теперь эта система подвергается воздействию исследуемой физической величины, распределенной в пространстве и изменяющейся во времени, то отклик такой системы будет не что иное, как функция корреляции. Выходной сигнал ЧЭ будет максимальным в случае совпадения пространственного распределения физической величины и функции чувствительности. Таким образом, предложенная система уже на стадии измерения фактически выполняет предварительную обработку сигнала. Описанная РВОИС была опробована на распознавании типа транспортного средства, движущегося по дороге. Недостатком такой системы является то, что выходной сигнал сенсора, перед обработкой должен быть записан на диск компьютера. Такой подход затрудняет применение предложенной системы для работы в реальном масштабе времени. Кроме того, такая система предназначена для мониторинга воздействий, характер которых известен заранее или ожидается.

Широкое распространение получили интерферометрические схемы организации распределенных и квази-распределенных волоконно-оптических измерительных систем, благодаря той высокой чувствительности, которой обладают интерферометрические методы регистрации физических воздействий. Техника оптической интерферометрии теоретически позволяет фиксировать изменение фазы о оптических колебаний до 10" радиан [70, 71]. Поскольку используются оптические сигналы с длинами волн порядка микрометров, оказывается возможным зарегистрировать ничтожно малые изменения оптической длины измерительной линии. Известны схемы с использованием ВО интерферометров Саньяка [72], Маха-Цендера [71, 73], Майкельсона [71, 73], Фабри-Перо [74, 75], а также межмодовых интерферометров [73, 76, 86].

Существуют также распределенные волоконно-оптические измерительные системы на основе использования длинных волоконно-оптических брэгговских решеток [77]. В работе [78] предложен метод восстановления пространственного распределения механического напряжения (деформации) вдоль укладки ВОБР-сенсора, основанный на интегрировании спектра отражения. Если воздействие неоднородно, то полученный спектр отражения будет тоже функцией пространственной координаты. Используя это, можно путем интегрирования по длине волны определить значение деформации в конкретной точке. Данный метод имеет некоторые ограничения. Во-первых, зависимость длины волны в спектре отражения от координаты или зависимость величины внешнего воздействия от координаты должны описываться монотонной функцией. Во вторых, с уменьшением градиента деформации ухудшается пространственное разрешение метода. Показано, что эти ограничения могут быть сняты путем использования ВОБР с линейно растущим в пространстве периодом. Однако в этом случае спектр отражения будет тоже изначально неоднородным. В результате из полученного профиля деформаций необходимо будет вычесть профиль «эффективных» деформации, соответствующих первоначально заданному распределению периода БР. Наличие этапа последующей обработки данных ограничивает применение такой системы в задачах мониторинга внешних воздействий в реальном времени.

Применение томографических принципов организации распределенных и квази-распределенных волоконно-оптических измерительных сетей [79] позволяет не только существенно снизить число используемых датчиков и, соответственно, каналов линий связи с ними, но также обеспечить сбор данных об исследуемом физическом поле в реальном масштабе времени. РВОИС томографического типа, разработанные на сегодняшний день, предназначены, как правило, для восстановления параметров скалярных полей [80, 81]. Вместе с тем большое научное и практическое значение имеет исследование не только скалярных полей, но и физических полей, имеющих векторную природу. Это в первую очередь электрические и магнитные поля, поля механических деформаций и напряжений, гравитационные поля, градиенты распределений физических величин и т.д. На сегодняшний день известно небольшое количество работ, посвященных этой проблеме. Так в работе [82] предложен волоконно-оптический томографический метод восстановления распределения квадрата градиента поперечного смещения плоской мембраны. Однако этот метод основан на использовании в качестве измерительной линии набора из двух или трех волоконных световодов, имеющих сложную конфигурацию. В результате чего реализация такой измерительной системы сопряжена со значительными техническими трудностями. В работе [83] предложен метод томографического восстановления распределения напряженности электрического поля на основе использования в качестве измерительной линии распределенного волоконно-оптического датчика, обладающего чувствительностью к составляющей поля, перпендикулярной оси световода. Однако при таком подходе к сбору интегральных данных обработка полученных результатов сводится к разложению в конечные ряды [84], применение которого предполагает изначальную дискретизацию реконструируемого изображения, что отрицательно сказывается на точности окончательных результатов. К тому же остаются неопределенными границы применимости метода. В связи с этим является актуальными дальнейшие исследования в направлении разработок волоконно-оптических методов и средств томографического восстановления параметров векторных физических полей.

Как показывает обзор литературы, несмотря на те преимущества, которыми обладают волоконно-оптические измерительные системы, в большинстве своем они имеют один общий недостаток, который в ряде случаев ограничивает их применение на практике: - это значительная подверженность ВОИС влиянию внешних факторов. Так, например,

23 повышение температуры на 1°С приведет к удлинению кварцевого волоконного световода длиной 70 см на величину ~0.4 мкм [85]. Если этот ВС используется в качестве плеча волоконно-оптического интерферометра, работающего на длине волны красного излучения, то повышение температуры приведет к дополнительному набегу фазы, равному 2%. В результате интерференционная картина полностью сместится на одну полосу. Одноволоконные многомодовые интерферометры (ОМИ), в которых интерферирующие волны распространяются по одному ВС, [70] в меньшей степени подвержены влиянию температуры из-за своей меньшей чувствительности. Тем не менее, в случае использования статических корреляционных голографических фильтров [86] для обработки спекловых полей ОМИ время полной декорреляции, в течение которого происходит сдвиг рабочей точки фильтра в область минимальной чувствительности, составляет -24 часа [87]. Поэтому такая измерительная система непригодна для длительного мониторинга физических величин. В связи с этим чрезвычайно актуальной становится задача по стабилизации рабочих характеристик волоконно-оптических измерительных систем, позволяющей исключить влияние внешних неконтролируемых воздействий.

На сегодняшний день поиск решения этой задачи преимущественно ведется по следующим направлениям: изоляция ВО чувствительных элементов от нежелательных воздействий; внесение дополнительных датчиков, регистрирующих только температуру;

разделение воздействия температуры и исследуемой величины (одновременная регистрация); активная стабилизация; применение адаптивных фильтров (электронных, аналоговых, оптических).

Наиболее простым и при этом наименее эффективным методом стабилизации сигналов ВОИС является изоляция ее чувствительных элементов от неконтролируемого температурного воздействия путем их помещения в термостатические корпуса. Причина малой эффективности такого метода заключается в том, что к волоконно-оптическому датчику, находящемуся в изолирующем корпусе, необходимо подводить излучение. В результате тепловое воздействие на подводящий волоконный световод приведет к изменению параметров (напр., фазы, состояния поляризации) оптического излучения, направляемого к ВОД, а соответственно, к смещению его рабочей точки.

Другой метод, позволяющий избавиться от температурного дрейфа рабочих параметров волоконно-оптического датчика, заключается в размещении в измеряемой области опорного сенсора, который регистрирует только изменения температуры [7, 88]. В последствие полученные от остальных сенсоров данные подвергаются соответствующей корректировке. Однако такой метод не может быть применен для стабилизации сигналов распределенных ВОИС, предназначенных для мониторинга физических полей, имеющих большую протяженность, т.к. в разных областях пространства, значительно удаленных друг от друга в общем случае может быть разная температура. Это влечет за собой необходимость использования большого количества опорных датчиков. В результате такая измерительная система становится громоздкой и сложной.

Альтернативой этому методу термостабилизации может служить способ разделения влияний на ВОД температуры и измеряемой физической величины. Способность волоконно-оптического датчика регистрировать одновременно две физические величины определяется его конструкцией. Так в работе [89] предложена РВОИС, в основу работы чувствительного элемента которой положено два физических явления: рассеяние Бриллюена и отражение Брэгга. Под воздействием температуры и деформации происходит изменение как частоты Бриллюена, так и длины волны света, отраженного от брэгговской решетки. Однако температурный и деформационный коэффициенты этих эффектов имеют различные значения. Благодаря этому, можно записать систему двух независимых уравнений. Решением этой системы будет значения изменений температуры и деформации для измеренных значений изменения длины брэгговской волны и частоты бриллюэновской волны. Недостатком такой измерительной системы является необходимость использования нескольких источников излучения света для одного датчика, а также сложных методов регистрации изменений спектрального состава одновременно двух сигналов.

Широкое распространение получили методы активной компенсации дрейфа рабочей точки ВОД. Суть некоторых их них заключается в подстройке длины опорного волокна или частоты излучения источника [90]. Также используют различные модификации гетеродинной схемы [70, 71, 73]. Однако такие методы могут быть эффективны при построении отдельных приемных устройств. В случае измерительных сетей требуется большое количество приемных элементов. Даже незначительное усложнение этих элементов может привести к весьма существенному усложнению и удорожанию сети в целом. Например, введение активной стабилизации, требует организации дополнительных электрических каналов связи с каждой из измерительных линий и использования цифровых или аналоговых вычислительных устройств для выработки компенсирующих сигналов. Это делает помехозащищенность и устойчивость работы сети весьма проблематичной. Современные ячейки Брэгга, используемые в гетеродинных схемах [91], делают громоздкими и дорогими даже отдельные датчики, не говоря уже об измерительных сетях.

По-видимому, наиболее эффективным методом стабилизации сигналов ВОИС является метод, в котором для их обработки используется адаптивный фильтр, способный изменять свою структуру, подстраиваясь тем самым под неконтролируемые изменения любых внешних условий. В работе [68] адаптивный фильтр реализован программным способом. Обработку спекловой картины, полученной на выходе многомодового интерферометра, осуществляют следующим образом - регистрируют первоначальное распределение интенсивности, запоминают его, записывая в память компьютера, регистрируют второе распределение интенсивности и находят их разность. После чего последнее распределение записывают вместо первого, а новое зарегистрированное распределение интенсивности теперь является вторым. Поскольку происходит постоянная перезапись эталонного распределения интенсивности, то медленные изменения в спекловой картине, вызванные влиянием внешних факторов, будут исключены. Однако такой способ адаптивной обработки обладает существенным недостатком. Необходимость хранить промежуточные значения в памяти компьютера и производить вычислительные операции ограничивает применение такой измерительной системы в задачах мониторинга быстроизменяющихся физических величин в реальном масштабе времени.

Адаптивный фильтр может быть также организован в виде оптоэлектронного аналогового устройства [87]. В этом случае распределение интенсивности на выходе ВОД регистрируется матрицей фотоэлементов, каждый из которой включен в схему с конденсатором большой емкости. Конденсаторы в данном устройстве играют роль ячеек памяти, в которой хранится распределение первоначальной интенсивности. Наличие большой емкости позволяет регистрировать только быстрые процессы, а медленные - исключить. Однако, в виду конечности размеров фотоэлементов, такой фильтр имеет небольшое разрешение, а, следовательно, невысокую чувствительность при довольно сложной и громоздкой конструкции.

По всей видимости, применение перезаписываемых голографических материалов для формирования динамических фазовых голограмм, способных подстраиваться под неконтролируемые случайные воздействия, позволит решить задачу адаптивной обработки сигналов волоконно-оптических интерферометров. Впервые эта идея была высказана Холлом (Hall) и др. в 1980 году [92]. Было отмечено, что в качестве таких материалов могут быть использованы фоторефрактивные среды. Голограмма формируется в фоторефрактивном кристалле (ФРК) непосредственно при попадании на него оптического излучения. Дополнительная обработка (проявление, фиксация и т.п.) не требуется. Таким же образом, при помощи света голограмма может быть стерта [93]. Свет вызывает перераспределение зарядов внутри кристалла, и в течение характерного времени (времени записи) устанавливается динамическое равновесие между распределениями интенсивности записывающего света и электрического заряда. Неоднородное распределение заряда вызывает возникновение электрического поля, которое посредством электрооптического эффекта изменяет показатель преломления кристалла, формируя тем самым объемную фазовую голограмму. В случае если распределение интенсивности оптического излучения меняется, причем период этих изменений превышает характерное время записи, новое распределение заряда, (а, соответственно, и новая голограмма) сформируется в кристалле. Следовательно, голографический фильтр, сформированный в фоторефрактивном кристалле, может адаптироваться к изменяющимся внешним условиям, таким как дрейф температуры окружающей среды, случайные механические воздействия и др.

На сегодняшний день разработан целый ряд схем, в которых фоторефрактивный кристалл используется в качестве адаптивного фильтра для обработки сигналов волоконно-оптических интерферометрических датчиков. Так, в работе [94] предложен метод обработки сигнала одноволоконного многомодового интерферометра с помощью фазово-сопряженного зеркала, сформированного в ФРК двумя различными лазерами. Существуют также схемы, в которых динамическая голограмма формируется в ФРК под воздействием двух лучей: предметного, вышедшего из волоконно-оптического датчика, и опорного луча [92, 95]. Восстановленная опорным лучом волна интерферирует с предметной, формируя тем самым амплитудно-модулированный сигнал, регистрируемый фотоприемником. Однако эти схемы адаптивной фильтрации ввиду своей относительной сложности не могут быть использованы для обработки сигналов волоконно-оптических измерительных сетей, содержащих большое количество измерительных линий. По-видимому, наиболее простой и эффективной в этом случае является схема формирования адаптивного фильтра на основе эффекта фаннинга [96, 97]. Эффект фаннинга известен как процесс усиления рассеянного в фоторефрактивных кристаллах излучения (самодифракция). Появление фаннинга в ФРК связано с рассеянием когерентной световой волны на поверхностных и объемных неоднородностях и дефектах кристалла. Это рассеяние создает когерентный шум, изначально очень малой интенсивности, компоненты которого интерферируют с введенной в ФРК световой волной, образуя хаотически ориентированные динамические дифракционные решетки, являющиеся преимущественно фазовыми [98]. Последующая дифракция основной волны на этих дифракционных решетках приводит к усилению волн рассеяния и, как следствие, к увеличению глубины модуляции показателя преломления динамических решеток. Наблюдающаяся конкуренция волн рассеяния обуславливает создание стационарного набора обычных динамических решеток, которые в дальнейшем определяют пространственно-угловой спектр волн фаннинга. Любое быстрое (быстрее характерного времени записи) изменение пространственного распределения фазы или амплитуды введенной в ФРК волны приведет к нарушению стационарного режима фаннинга вследствие отстройки от брэгговского резонанса, что приведет к уменьшению мощности волны фаннинга, т.е. к амплитудной модуляции. В схеме с таким фильтром нет необходимости использовать опорный и считывающий лучи. Предметная волна сама записывает динамическую голограмму внутри ФРК, на которой и дифрагирует [99].

31

Тем не менее, в случае обработки сигналов многомерных информационно-измерительных сетей, состоящих из большого числа волоконно-оптических измерительных линий (каналов), возникает необходимость использовать большое число фоторефрактивных кристаллов, что существенно усложняет и удорожает систему обработки. Одно из возможных решений данной проблемы, по-видимому, состоит в применении одного фоторефрактивного кристалла для одновременной обработки сигналов нескольких измерительных линий. В связи с этим, актуальной представляется задача исследования взаимного влияния некогерентных динамических спекловых полей нескольких ВО интерферометров внутри фоторефрактивного кристалла и создание на его основе многоканального адаптивного корреляционного фильтра.

Таким образом, разработка адаптивных волоконно-оптические измерительных систем, способных в реальных условиях осуществлять долгосрочный сбор данных о распределении параметров физических полей, в т.ч. векторных, и проводить обработку сигналов в реальном масштабе времени, требует исследования принципов создания томографических распределенных измерительных сетей, и многоканальных адаптивных корреляционных фильтров на основе фоторефрактивных кристаллов.

Целью настоящей работы явилась разработка физических принципов и элементной базы для реализации адаптивных помехозащищенных информационно-измерительных систем на основе распределенных волоконно-оптических датчиков и фоторефрактивных кристаллов.

На защиту выносятся следующие результаты, полученные впервые в настоящей работе:

1. Метод восстановления векторных физических полей на основе использования волоконно-оптических распределенных датчиков специальной формы и томографических принципов сбора и обработки информации.

2. Физическая модель формирования адаптивного корреляционного фильтра (АКФ) внутри ФРК под воздействием динамического оптического поля и расчет на ее основе амплитудно-частотной и передаточной характеристики АКФ.

3. Принцип организации многоканального адаптивного корреляционного фильтра на основе одного фоторефрактивного кристалла.

4. Адаптивный метод измерения градиентов динамических физических полей на основе использования волоконно-оптического интерферометра Маха-Цендера и фоторефрактивного кристалла.

Практическая ценность работы заключается в том, что представленные в работе исследования раскрывают принципы сбора томографических данных о распределении параметров потенциальных и вихревых векторных физических полей, принципы и методы адаптивной обработки сигналов волоконно-оптических измерительных сетей с помощью многоканальных динамических корреляционных фильтров на основе фоторефрактивных кристаллов. Полученные результаты могут быть использованы для разработки адаптивных волоконно-оптических информационно-измерительных систем, способных обеспечивать длительное измерение в реальном времени параметров физических полей различных физических объектов и технических конструкций.

Основные результаты, полученные в диссертации, опубликованы в работах [110-115, 130, 132, 133, 140-153], защищены патентом [120] и докладывались на следующих конференциях:

1. International Conference "Distributed and Multiplexed Fiber Optic Sensor VI", Denver, USA, 1996.

2. 2nd International Students' Congress of Asia-Pacific Region Countries, Vladivostok, Russia, 1997.

3. Научно-техническая конференция «Вологдинские чтения», ДВГТУ, Владивос-ток, 1998.

4. 3d International Students' Congress of Asia-Pacific Region Countries, Vladivostok, Russia, 1999.

5. Байкальская научная молодежная школы по фундаментальной физике БШФФ-99, Иркутск, 1999.

34

6. XXXXII Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция «Фундаментальные и прикладные вопросы физики и математики», Владивосток, 1999.

7. 1st Asia-Pacific Conference on Fundamental Problems of Opto- and Microelectronics APCOM'2000, Vladivostok, Russia, 2000.

8. 13-я международная научная конференция «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-2000», Санкт-Петербург, 2000.

9. International Conference "Photonics ODS'2000", Vinnitsa, Ukraine, 2000.

10.IV региональная конференция по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов «ПП и ДМ-2000», Владивосток, 2000.

11 .International Workshop on Opto- and Microelectronics and Beams Transformation IWBT'2001, Vladivostok, Russia, 2001.

12.V региональная конференция по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов «ПП и ДМ-2001», Владивосток, 2001.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем диссертации составляет 167 страниц и включает 32 рисунка и список литературы из 154 наименований.

Заключение диссертации по теме «Информационно-измерительные и управляющие системы (по отраслям)», Ромашко, Роман Владимирович

4.4. Выводы

В данной главе разработаны принципы организации адаптивной волоконно-оптической системы для измерения градиента физической величины на основе использования интерферометра Маха-Цендера в качестве чувствительного элемента и фоторефрактивного кристалла на стадии демодуляции выходного оптического сигнала. Показано, что данная система отличается:

• высокой стабильностью по отношению к низкочастотным внешним шумовым воздействиям (стабильность не хуже 1% на временной базе в 8 часов);

• высокой чувствительностью, благодаря интерференционному принципу измерения (~5дБ/рад или в случае аксиальных удлинений плеч ИМЦ -70 дБ/мкм).

Показано, что благодаря отсутствию стадии постобработки данных, разработанная информационно-измерительная система может работать в реальном масштабе времени.

Исследовано взаимное влияние некогерентных оптических полей внутри фоторефрактивного кристалла. Показано, что в случае перекрытия оптических полей внутри ФРК, уровень сигналов в соответствующих каналах снижается. Однако взаимопроникновение информационных составляющих между каналами практически отсутствует, что позволяет сделать вывод о возможности обработки сигналов нескольких волоконно

145 оптических интерферометров одним фоторефрактивным кристаллом даже в случае сильного перекрытия их оптических полей в толще ФРК. Показано, что максимально-возможное число каналов в условии их полного перекрытия в толще кристалла будет ограничиваться уровнем шумов в каждом канале. В случае ослабления уровней сигналов двух каналов на 2,5 дБ при их полном перекрытии и уровне шумов -11 дБ максимально-возможное число каналов 4.

Таким образом, все исследования, проведенные в данной работе, позволяют предложить новый тип информационно-измерительных систем — адаптивную распределенную волоконно-оптическую информационно-измерительную систему (АРВОИИС). В связи с этим предложены принципы организации такой системы. Показано, что в структуру АРВОИИС должны входить: распределенная информационно-измерительная сеть (РИИС), адаптивная система обработки сигналов РИИС и система обработки и представления информации.

Показано, что РИИС может быть организована на основе распределенных волоконно-оптических датчиков с интегральной чувствительностью.

Показано, что адаптивная система обработки сигналов РИИС может быть сформирована на основе фоторефрактивного кристалла. При этом данная система должна быть многоканальной, способной производить одновременную обработку сигналов всей измерительной сети или ее части.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сегодня мониторинг состояния жизненно важных инженерных сооружений и технических конструкций, а также объектов природного характера не обходится без постоянного контроля за динамикой поведения множества параметров различных физических величин и физических полей, имеющих, как правило, большую пространственную протяженность. В связи с этим становится актуальной задача разработки специализированных информационно-измерительных систем, способных устойчиво в реальном времени собирать и обрабатывать информацию о распределениях физических полей со значительных областей пространства.

Использование волоконно-оптической элементной базы для организации таких информационно-измерительных систем является наиболее предпочтительным благодаря тем преимуществам, которыми обладают волоконно-оптические чувствительные элементы в сравнении с их, например, электрическими аналогами. Однако значительная подверженность волоконно-оптических информационно-измерительных систем неконтролируемому влиянию внешних факторов, таких как температура или случайные механические воздействия, в ряде случаев ограничивает их применение на практике.

Другой нерешенной проблемой является отсутствие информационно-измерительных систем, способных осуществлять сбор данных о распределениях параметров векторных физических полей — полей, представляющих обширный класс научно-технических и практических задач.

Обозначенные проблемы требуют качественно нового подхода к принципам формирования измерительных систем и методам обработки их сигналов. Разработке указанных новых подходов и методов и посвящена настоящая работа. Ее основные результаты сводятся к следующему:

1. Впервые разработаны и изучены физические принципы организации распределенных измерительных систем томографического типа для реконструкции параметров векторных физических полей. Показано, что для регистрации параметров физических полей, обладающих векторной природой, необходимо использовать измерительные линии непрямолинейной формы. Определены классы задач, которые могут быть решены с применением такой информационно-измерительной системы. Показано, что в случае если волоконный световод, образующий измерительную линию, обладает чувствительностью к проекции вектора на свою ось или направление, перпендикулярное ей, необходимо использовать ИЛ в форме узких петель. При этом восстановлению подлежит вихревое или потенциальное векторное поле, соответственно. Для восстановления сложного векторного поля, обладающего как потенциальной, так и вихревой составляющими, необходимо одновременно использовать измерительные линии, выходные сигналы которых пропорциональны интегралам как от продольной, так и от поперечной компонент вектора. Показано, что в случае, если воздействие векторного поля пропорционально производной тангенциальной проекции вектора по направлению вдоль оси ВС, задача решается при использовании измерительных линий ступенчатой формы. При этом восстановлению подлежит потенциальная составляющая векторного поля. Установлено, что в случае укладки измерительных линий в области исследуемого поля по четырем направлениям с пространственной частотой, удовлетворяющей условию теоремы Котельникова, коэффициент корреляции исходных и восстановленных распределений достигает значения не менее 0,9.

2. Разработана и экспериментально исследована физическая модель функционирования адаптивного корреляционного фильтра, сформированного в фоторефрактивном кристалле под воздействием стационарных и динамических оптических полей. На основе разработанной модели произведен расчет амплитудо-частотной и передаточной характеристик адаптивного корреляционного фильтра. Показано, что адаптивный корреляционный фильтр, сформированный в ФРК, фактически является фильтром низкой частоты, что позволяет отсекать медленные изменения обрабатываемого оптического поля, вызванные неконтролируемым шумовым воздействием. Установлено, что в случае малых амплитуд колебаний, не превышающих средний размер неоднородности оптического поля, передаточная характеристика АКФ имеет линейный участок. Обнаружено наличие гистерезиса передаточной характеристики в случае больших амплитуд колебаний оптического поля.

При этом показано, что если скорость изменения относительной амплитуды колебаний оптического поля меньше обратного времени записи АКФ (1/tr), гистерезис сводится к минимуму.

3. Впервые разработаны и экспериментально изучены принципы организации многоканального корреляционного фильтра на основе одного фоторефрактивного кристалла, способного осуществлять одновременную обработку сигналов нескольких волоконно-оптических интерферометров. Исследовано взаимное влияние каналов в многоканальном фильтре. Показано, что в случае перекрытия оптических полей внутри ФРК, уровень сигналов в соответствующих каналах снижается. Однако взаимопроникновение информационных составляющих между каналами практически отсутствует, что позволяет сделать вывод о возможности обработки сигналов нескольких волоконно-оптических интерферометров одним фоторефрактивным кристаллом даже в случае сильного перекрытия их оптических полей в его толще. Определена информационная емкость многоканального фильтра. Показано, что максимально-возможное число каналов в условии их полного перекрытия в толще кристалла будет ограничиваться уровнем шумов в каждом канале.

4. Предложены и экспериментально обоснованы принципы организации адаптивной волоконно-оптической системы для измерения градиента динамической физической величины на основе использования интерферометра Маха-Цендера в качестве чувствительного элемента и адаптивного корреляционного фильтра, сформированного в фоторефрактивном кристалле. Показано, что данная информационно-измерительная система отличается высокой стабильностью по отношению к низкочастотным внешним шумовым воздействиям (стабильность не хуже 1% на временной базе в 8 часов), высокой чувствительностью (-5дБ/рад или в случае аксиальных удлинений плеч интерферометра -70 дБ/мкм), а также, благодаря отсутствию стадии постобработки данных, может работать в реальном масштабе времени.

5. Предложены принципы организации нового типа информационно-измерительных систем (ИИС) - адаптивной распределенной волоконно-оптической ИИС (АРВОИИС). Показано, что в структуру АРВОИИС должны входить: распределенная информационно-измерительная сеть (РИИС), адаптивная система обработки сигналов РИИС и система обработки и представления информации. Показано, что РИИС может быть организована на основе распределенных волоконно-оптических датчиков с интегральной чувствительностью. Показано, что адаптивная система обработки сигналов РИИС может быть сформирована на основе фоторефрактивного кристалла. При этом данная система должна быть многоканальной, способной производить одновременную обработку сигналов всей измерительной сети или ее части.

В заключении следует отметить, что проведенные в диссертационной работе исследования позволяют предложить принципы организации адаптивных информационно-измерительных комплексов, предназначенных для длительного мониторинга в реальном времени физических полей технических конструкций и инженерных сооружений, для создания систем управления в реальном времени сложными многопараметрическими процессами (технологические линии, экологические задачи и др.) Полученные результаты могут быть использованы для создания новых эффективных методов регистрации и обработки сигналов в гидроакустике, океанологии, сейсморазведке, геофизике, физике океана и атмосферы, процедурах неразрушающего контроля и диагностики.

В заключении хочу выразить глубокую благодарность и искреннюю признательность своему научному руководителю д.ф.-м.н., профессору, Заслуженному деятелю науки РФ Кульчину Юрию Николаевичу за его неоценимую помощь в подготовке материалов диссертационной работы, советы и рекомендации по постановке и проведению экспериментов и обсуждение полученных результатов.

Также хочу выразить благодарность всему коллективу лаборатории Оптоэлектроники ДВГТУ, д.ф.-м.н., проф. Витрику Олегу Борисовичу, к.ф.-м.н., доценту Каменеву Олегу Тимуровичу за обсуждение научных результатов, Петрову Юрию Сергеевичу, Пискунову Евгению Николаевиче, к.ф.-м.н. Кириченко Олегу Викторовичу и к.ф.-м.н. Денисову Игорю Викторовичу за помощь в подготовке и проведении экспериментов.

Выражаю благодарность своей супруге Ромашко Евгении за понимание, терпение и поддержку.

152

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Ромашко, Роман Владимирович, 2002 год

1. Левшина Е.С., Новицкая П.В. Электрические измерения физических величин. Д.: Энергоатомиздат, 1983. - 320 с.

2. Ristic. L. Sensor technology and devices. Chapter one. Boston: Artech House, 1994.-520 p.

3. Jones M.E., Duncan P.G., Crotts R., Shinpaugh K., Grace J.L., Murphy K.A., Claus R.O., Pulliam W.J., and Schetz A. Multiplexed optical fiber-based pressure sensor for smart wings // Proc. SPIE. 1996. - V.2838. - P.230-236.

4. Hjelme D.R., Bakke В., Rembech J.S., and Neegard S. Multiplexed fiber optic Bragg-grating strain sensor system for use in marine vehicle testing // Proc. SPIE. 1996. -V.2838, P.40-51.

5. Voet M.R., Barel A.R., and Boschmans L.M. Optical fiber sensor arrays to detect impact and damage assessment on board spacecraft and manned platforms // Proc. SPIE. -1994,- Vol.2210. P.126-135.

6. Knowles S.F., Jones B.E., Purdy S., and France C.M. Multiple microbending optical-fibre sensors for measurement of fuel quantity in aircraft fuel tanks // Sensors and Actuators A. 1998. - Vol.68. - P.320-323.

7. Kruschwitz В., Claus R.O., Murphy K.A., May R.G., and Gunther M.F. Optical fiber sensors for the quantitative measurement of stain in concrete structures // Proc. SPIE. 1994. - Vol.2361. - P.241-244.

8. Measures R., Alavie Т., Maaskant R., Huang S., and LeBlanc M. Bragg grating fiber optic sensing for bridges and other structures // Proc. SPIE. 1994. - Vol.2361. -P.162-167.153

9. Measure R. Advances toward fiberoptic based smart structure // Optical Engineerimg. 1992. - Vol.31(1) .-P.34-47.

10. Dexiu H., Jianliang Y. Etched fiber optic sensing network in smart composite structure and its signal processing technology // Proc. SPIE. 2001. - Vol.4357. - P.87-91.

11. Кульчин Ю.Н., Воробьев Ю.Д., Витрик О.Б., Петров Ю.С., Кириченко О.В., Каменев О.Т., Максаев О.Г. Датчик температуры на основе волоконно-оптических интерферометров Фабри-Перо с внешними резонаторами // Оптическая техника. -1997. т. 12. - №1. - С.24-25.

12. Bock W.J., Eftimov T.A., and Wisniewski R. A differential fiber-optic transducer for hydrostatic pressure measurement // Sensors and Actuators A. 1998. - Vol.70. -P.238-242.

13. Bownass D.C., Barton J.S., Jones J.D.C. Detection of high humidity by optical fibre sensing at telecommunications wavelengths // Optics Communications. 1998. -Vol.146. -P.90-94.

14. Marvin D.C., Ives N.A. Wide range fiber optic strain sensor // Applied Optics. -1984. Vol.23. - No.23. - P.4212-4217.

15. Takahashi N., Yoshimira K., and Takahashi S. Vibration sensing with fiber Bragg grating //Proc. SPIE. -2001. Vol.4513. - P. 1-6.154

16. Wang Zh., Liao Ya., Lai Sh., Zhao H., Chen X. A novel method for simultaneous measurement of current and voltage using one low-birefringence fiber // Optics & Laser Technology. 1998. - Vol.30. - P. 257-262.

17. Kim M.H., Lee K.Sh., Lim S.H. Magnetostriction measurements of metallic glass ribbon by fiber-optic Mach-Zehnder interferometry // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1999. - Vol.191. - P.107-112.

18. Валиев У.В., Джабер Хусейн А.Р.Аль-Асади, Микулин И.Р., Хайдаров А.В. Простой волоконно-оптический датчик для измерения слабых магнитных полей на основе гомодинного интерферометра Маха-Цендера // Квантовая электроника. -1993.-Т.20. -№5. -С.517-519.

19. Treadaway A.C.J., Lynch R.J., Bolton M.D. Pollution transport studies using an in-situ fibre optic photometric sensor // Engineering Geology. 1998. - Vol.53. - P. 195204.

20. Anderson G.P., King K.D., Gaffney K.L., Johnson L.H. Multi-analyte interrogation using the fiber optic biosensor // Biosensors & Bioelectronics. 2000. -Vol.14. -P.771-777.

21. Xavier M.P., Vallejo В., Marazuela M.D., Moreno-Bondi M.C., Baldini F., Falai A. Fiber optic monitoring of carbamate pesticides using porous glass with covalently bound chlorophenol red // Biosensors & Bioelectronics. 2000. - Vol.14. - P.895-905.

22. Teichgraeber R.D., Fischer C.L., Abernathy D.S., and Berning S. Application of the Hollow Core Optical Sensors to measurement of structural bending // Proc. SPIE. -1996.-Vol.2838.-P.159-168.

23. Grattan K.T.V., Sun T. Fiber optic sensor technology: an overview // Sensors and Actuators A. 2000. - Vol.82. - P.40-61.

24. Senior J.M., Moss S.E., Cusworth S.D. Multiplexing techniques for noninterferometric optical point-sensor networks: A review // Fiber and Integrated Optics. 1998. - Vol. 17. - No. 1. - P.3-20.

25. Tudor M.J., Anders M.V., Foulds K.W.H., and Naden J.M. Silicon resonator sensors: interrogation techniques and characteristics // IEE Proc. part D. 1988. -Vol. 135(5).-P.364-368.

26. Kersey A.D. A review of recent developments in fiber optic sensor technology // Optical Fiber Technology. 1996. - Vol.2. - P.291-317.

27. Xu M.G., Reekie L., Chow Y.T., and Dakin J.P. Optical in-fibre grating high pressure sensor // Electronics Lett. 1993. - Vol.29(4). - P.398-399.

28. Dunphy J.R., Meltz G., Lamm F.P., and Morey W.W. Multi-function distributed optical fiber sensor for composite cure and response monitoring. // Proc. SPIE. 1990. -Vol.1370.-P.116-118.

29. Crespo A. AOTF interrogation scheme for FBG // Proc. SPIE. 1996. - Vol.2722. -P. 107-110.

30. Saether J., and Blotekjser K. Noise performance of multiplexed fiber-optic sensor systems with optical amplifiers // Optical Review. 1997. - Vol.4. - P. 138.

31. Spillman W.B.Jr., LaClair R.D., Kuhns W.W. Wavelength multiplexed multimode fiber optic sensor system // Proc. SPIE. 1996. - Vol.2838. - P.208-216.

32. Jarret В., and Burn E. Network for optical fiber sensors using the wavelength division multiplexing technique // Proc. SPIE. 1992. - Vol.1586. - P.164-173.

33. Senior J.M., and Cusworth S.D. Wavelength division multiplexing in optical fiber sensor systems and networks: a review // Optics and Laser Technology. 1990. -Vol.22(2).-P. 113-125.

34. Meltz G. Overview of fiber grating-based sensors // Proc. SPIE. 1996. -Vol.2838. - P.2-22.

35. Vasiliev S.A. Photoinduced fiber gratings // Proc. SPIE. 2001. - Vol.4357. -P.1-12.

36. Kersey A.D., Davis M.A., Patrick H.J., LeBlanc M., Koo K.P., Askins C.G., Putnam M.A., and Friebele E.J. Fiber grating sensors // Journal of Lightwave Technology. 1997,-Vol.l5(8).-P.1442-1463.156

37. Kersey A.D., and Berkoff T.A. Dual wavelength fiber interferometer with wavelength selection via fiber grating elements // Electronics Letters. 1992. -Vol.28(13). -P.1215-1216.

38. Kersey A.D., Berkoff T.A., and Morsey W.W. Multiplexed fiber Bragg grating strain-sensor system with a fiber Fabry-Perot wavelength filter // Optics Letters. 1993.- Vol.l8(16). -P.1370-1372.

39. James S.W., Dockney M.L., and Tatam R.P. Demodulation of in fibre Bragg grating sensors using volume holograms // Proc. SPIE. 1996. - Vol.2838. - P.52-57.

40. Ferreira L.A., and Santos J.L. Demodulation scheme for fibre Bragg sensors based on source spectral characteristics // Pure and Applied Optics. 1996. - Vol.5. - P.257.

41. Lobo Ribeiro A.B., Ferreira L.A., Tsvetkov M., and Santos J.L. All-fibre interrogation technique for fibre Bragg sensors using a biconical fibre filter // Electronics Letters. 1996. - Vol.32. - P.382.

42. Zhang L., Fallon R., Everall L.A., Williams J.A.R., and Benion I. Large-dynamic-range and high resolution from a strain sensing system using long-period grating interrogating FBG strain sensor // Proc. of ECOC'98. 1998. - P.609.

43. Vohra S., Johnson G., Todd M., Danver В., and Althouse B. Distributed strain monitoring with arrays of fiber Bragg grating sensors on in-construction steel box-girder bridge // IEICE Transactions on Electronics. 2000. - Vol.E83-C. - No.3. - P.454-461.

44. Dakin J.P., and Volanthen M. Distributed and multiplexed fibre grating sensors, including discussion of problem areas // IEICE Transactions on Electronics. 2000, Vol.E83-C. - No.3. - P.391-399.

45. Walker J.C., Holms R., and Jones G.R. Nine element optical sensor matrix using a spatial light modulator // Electronics Letters. 1992. - Vol.28( 17). - P. 1627-1628.

46. Mlodzianowski J., Uttamchandani D., and Culshow B. A simple frequency domain multiplexing system for optical point-sensors // IEEE Journal of Lightwave Technology.- 1987. Vol.5(7), P. 1002-1007.157

47. Juskaitis R., and Shatalin S.V. Multiplexing of fiber optical sensors using scanning microscopy // Proc. SPIE. 1994. - Vol.2360. - P.538-540.

48. Jarret В., and Brun E. Network for optical fiber sensors using the wavelength division multiplexing technique //Proc. SPIE. 1992. - Vol.1586. -P.164-173.

49. Hu Y., and Chen S. Dual-wavelength operation of digital spatial domain multiplexed fibre sensor arrays for dynamic strain monitoring // Proc. SPIE. 1996. -Vol.2779.-P. 192-197.

50. Davis M.A., Bellemore D.G., Putnam M.A. and Kersey A.D. Interrogation of 60 fibre Bragg grating sensors with microstrain resolution capability // Electronics Letters. -1996. Vol.32. -No.15. -P.1393-1394.

51. Marvin D.C., Ives N.A. Wide range fiber optic strain sensor // Applied Optics. -1984. Vol.23. -No.23. -P.4212-4217.

52. Rogers A.J. Polarization-optical time domain reflectometry: a technique for the measurement of field distribution // Applied Optics. 1981. - Vol.20. - P. 1060-1074.

53. Dakin J.P. Distributed optical fiber sensor // Proc. SPIE. 1992. - Vol.1797. -P.76-108.

54. Zhang Z., Kim I.S., Wang J., Feng H., Guo N., Yu X., Liu H., Wu X., and Kim Y. Distributed optical fiber sensors and networks // Proc. SPIE. 2001. - Vol.4357. - P.35-53.

55. Dakin J.P., and Pratt D.J. Temperature distribution measurement using Raman ratio thermometry // Proc. SPIE. 1985. - Vol.566. - P.249-256.

56. Dhliwayo J., Webb D.J., and Pannell C.N. Statistical analysis of temperature measurement errors in a Brillouin scattering based distributed temperature sensor // Proc. SPIE. 1996. - Vol.2838. - P.276-286.

57. Bao X., Dhliwayo J., Heron N., et al. Experimental and theoretical studies on a distributed temperature sensor based on Brillouin scattering // Journal of Lightwave Technology. 1995. - Vol.13. - P. 1340-1347.158

58. Horiguchi Т., et al. Distributed temperature sensing using stimulate Brillouin scattering in optical silica fibers // Optics Letters. 1990. - Vol.15. - P.1038-1040.

59. Wallace P.A., Yang Y., Campbell M., Shelia Holmes-Smith A. Characterization of a quasi distributed optical fibre sensor // Proc. SPIE. 1996. - Vol.2838. - P.153-158.

60. Giles I.P., Uttamchandi D., Culshaw В., and Davies D.E.N. Coherent optical-fiber sensors with modulated laser sources // Electronics Letters. 1983. - Vol.19. — P.14-15.

61. Franks R.B., Torruellas W., and Youngquist R.C. An extended fiber optic stress location sensor // Optica ACTA. 1986. - Vol.33. - P. 1505-1518.

62. Zheng G., Campbell M., Wallace P.A., and Shelia Holms-Smith A. Distributed FMCW reflectometric birefringent fiber stress sensor // Proc. SPIE. 1996. - Vol.2838. -P.291-295.

63. Spillman Jr. W.B., and Huston D.R. Impact detection, location and characterization using spatially weighted distributed fiber-optic sensor // Proc. SPIE. -1996. Vol.2838.-P.143-152.

64. Spillman Jr. W.B., Huston D.R, and Wu J. Seismic event monitoring using very long guage integrating fiber optic sensors // Proc. SPIE. 2001. - Vol.4357. - P.54-65.

65. Spillman Jr. W.B., and Huston D.R. Pattern detection through the use of long length spatially weighted fiber optic sensors // Proc. SPIE. 1996. - Vol.2838. - P. 178187.

66. Бусурин В.И., Семенов A.C., Удалов Н.П. Оптические и волоконно-оптические датчики //Квантовая электроника. -1985.-Т.12.-№5. С.901-943.

67. Окоси Т., Окамото К., Оцу М. и др. Волоконно-оптические датчики / Пер. с яп.- Д.: Энергоатомиздат, 1991. 256 с.159

68. Udd E. Sagnac distributed sensor concepts // Proc. SPIE. 1991. - Vol.1586. -P.46-52.

69. Бусурин В.И., Носов Ю.Р. Волоконно-оптические датчики. М.: Энергоатомиздат, 1990.- 255 с.

70. Lee С.Е., and Taylor H.F. Interferometric optical fiber sensors using internal mirrors // Electronics Letters. 1988. - Vol.24. - P. 193.

71. Murphy K.A. Extrinsic Fabry-Perot optical fiber sensor // Proc. OFS-8, Monterey, СЛ. 1992.-P.193.

72. Быковский Ю.А., Кульчин Ю.Н., Обух В.Ф., Смирнов В.JI. Коррелированная перестройка картины спеклов в интерферометре на многомодовом волоконном световоде // Квантовая электроника. 1990. - Т.17. - № 8. - С.1080-1083.

73. Matsuhara М., Hill К.О., and Watanabe A. Optical waveguide filters: synthesis // Journal of Optical Society of America. 1975. - Vol.65. - P. 804.

74. Measures R.M., Huang S., LeBlanc M., Lowery M., Ohn M., and Maaskant R. Distributed fiber optic strain sensing based on spectral integration of Bragg grating reflection // Proc. SPIE. 1996. - Vol.2838. - P.31-39.

75. Малеханов А.И. О волоконно-оптической томографии акустических полей // Изв. Вузов «Радиофизика». 1988. - т.31. - №1. - С.1388-1393.

76. Кульчин Ю.Н., Витрик О.Б., Кириченко О.В., Петров Ю.С. Многомерная обработка сигналов с использованием волоконно-оптической распределенной измерительной сети // Квантовая электроника. 1993. - Т.20. - №5. - С.513-516.

77. Ginevsky S.P., Kosareva L.I., Kotov O.I., Medvedev A.V., and Nikolaev V.M. Fiber optic tomographic sensor // Proc. of 2-nd Int. Rus. Fibre Optics and Telecommunications Conf. ISFOC-92, St.Petersburg. 1992. -P.328-329.

78. Кульчин Ю.Н., Витрик О.Б., Каменев O.T., Кириченко О.В., Петров Ю.С. Восстановление векторных физических полей оптическим томографическим методом // Квантовая электроника. 1995. - Т.22. - №10. - С.1009-1012.160

79. Гиневский С.П., Котов О.И., Николаев В.М., Петрунькин В.Ю. Применение методов реконструктивной вычислительной томографии в волоконно-оптических датчиках// Квантовая электроника. 1995. - Т.22. - №10. - С.1013-1018.

80. Ценсор Я. // Труды ИИЭР. 1983. - т.71. - №3. - С.148.

81. Енохович А.С. Краткий справочник по физике. М.: Высшая школа, 1976. -288 с.

82. Быковский Ю.А., Витрик О.Б., Кульчин Ю.Н. Амплитудная пространственная фильтрация в обработке сигналов одноволоконного многомодового интерферометра // Квантовая электроника. 1990. - т.17. - №10. -С.1377-1378.

83. Kulchin Yu., Vitrik О., Kirichenko О., Kamenev О., Petrov Yu., Maksaev О. Method of single fiber multimode interferometer speckle signal processing // Optical Engineering. 1997. - Vol.36. -No.5. - P. 1494-1499.

84. Kersey A.D., Berkoff T.A., and Morey W.W. Fibre-optic Bragg grating strain sensor with drift-compensated high-resolution interferometric wavelength-shift detection // Optics Letters. 1993. - Vol.18. -P.72-74.

85. Davis M.A., and Kersey A.D. Simultaneous measurement of temperature and strain using fiber Bragg gratings and Brillouin scattering // Proc. SPIE. 1996. -Vol.2838.-P. 114-123.

86. Козлова Н.Д. Способы электронной обработки сигнала в фазовых волоконно-оптических датчиках // Измерительная техника. 1991. - N11. - С.31-33.

87. Jong Т., Hotate К. Frequency division multiplexing of optical fiber sensors using an optical delay loop frequency shifter //Applied Optics. 1989. - Vol.28. - N.7. -P.1289-1297.

88. Hall T.J., Fiddy M.A., and M.S.Ner M.S. Detector for an optical-fiber acoustic sensor using dynamic holographic interferometry // Optics Letters. 1980. - Vol.5. -No.l 1. -P.485-487.

89. Petrov M.P., Stepanov S.I., and Khomenko A.V. Photosensitive electrooptic materials in holography and optical information processing. Leningrad: Nauka, 1983. -269 p.

90. Kamshilin A.A., Jaaskelainen Т., Khomenko A.V., and Garcia-Weinder A. Multimode fiber-optical sensor using photorefractive double phase conjugator // Applied Physics Letters. 1995. - Yol.67(18) . -P.2585-2587.

91. Kamshilin A.A., Mokrushina E.V., and Petrov M.P. Adaptive holographic interferometers operating through self-diffracting of recording beams in photorefractive crystals // Optical Engineering. 1989. - Vol.28. - No.6. - P.580-585.

92. V.V.Voronov, I.R.Dorosh, Y.S.Kuzminov, and N.V.Tkachenko. Photoinduced light scattering in cerium-doped barium strontium niobate crystals // Soviet Journal of Quantum Electronics. 1980. - Vol.10. - P. 1346-1349.

93. Feinberg J. Asymmetric self-defocusing of an optical beam from the photorefractive effect // Journal of Optical Society of America. 1982. - Vol.72. -No.l. -P.46-51.

94. Cronin-Golomb M., and Yariv A. Optical limiters using photorefractive nonlinearities // Journal of Applied Physics. 1985. - Vol.57. - P.4906-4910.

95. Kamshilin A.A., Jaaskelainen Т., and Kulchin Yu.N. Adaptive correlation filter for stabilization of interference-fiber-optic sensors // Applied Physics Letters. 1998. -Vol.73.-No.6.-P.705-707.

96. Кульчин Ю.Н., Витрик О.Б., Обух В.Ф. Датчик СНЧ колебаний на волоконном световоде // Тезисы II Всесоюзной конференции "Прием и анализ СНЧ колебаний естественного происхождения", Воронеж. 1987. -С.99.

97. Беловолов М.И., Кульчин Ю.Н., Витрик О.Б., Обух В.Ф., Дианов Е.М. Модуляция фазы и поляризации мод в маломодовом волоконном световоде // Квантовая электроника. 1989. -т.16. - №11. - С.2301-2304.

98. Кульчин Ю.Н., Витрик О.Б., Кириченко О.В., Петров Ю.С., Каменев О.Т. Метод обработки сигналов одноволоконного двухмодового интерферометра // Автометрия. 1995. - №5. - С.32-35.162

99. Гауэр Дж. Оптические системы связи / Пер. с англ. М.: Радио и связь. -1989.-500 с.

100. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. -М.:Наука. 1973. - 720 с.

101. Kulchin Yu.N., Vitrik О.В., Kirichenko O.V., Petrov Yu.S., Kamenev O.T. Fiber-optic measuring network for scalar and vector physical field investigation // Proc. SPIE. 1994. - Vol.2294. - P. 165-173.

102. Kulchin Yu.N., Vitrik O.B., Kirichenko O.V., Petrov Yu.S., Kamenev O.T. The laser tomographical method using minimum of projection for biological object // Laser biology. 1995. - Vol.4. - N3. - P.679-683.

103. Хелгасон С. Преобразование Радона. М.: Мир. - 1983. - 152 с.

104. Наттерер Ф. Математические аспекты компьютерной томографии / Пер. с англ. М.: Мир. - 1990. - 288 с.

105. Левин Г.Г., Вишняков Г.Н. Оптическая томография. М.: Радио и связь. -1989.-224 с.

106. Kulchin Yu.N., Vitrik О.В., Romashko R.V., Petrov Yu.S., Kirichenko O.V., Kamenev O.T. Tomography methods of vector fields investigation // Proc. SPIE. 1996. -Vol.2838.-P. 169-176.

107. Кульчин Ю.Н., Витрик О.Б., Ромашко P.B., Петров Ю.С., Кириченко О.В., Каменев О.Т. Томографические методы исследования векторных полей при помощи волоконно-оптических измерительных систем // Квантовая электроника. -1997. т.24. - №5, С.467-470.

108. Kulchin Yu.N., Vitrik O.B., Kamenev O.T., Romashko R.V. Recovering Vector Field Patterns by Means of a Two-Dimensional Fiber-Optics Measurement Grid // Measurement techniques. 1999. - Vol.42. - No.6. - P.541-550.

109. Kulchin Yu.N., Vitrik O.B., Kamenev O.T., Romashko R.V. Vector fields reconstruction by fiber-optics measuring network // Proc. SPIE. 2001. - Vol.4357. -P.100-108.

110. Boknert K., Nehring F. Fiber-optics sensing of voltage by line integration of electric field // Optics Letters. 1989. - Vol.14. - No.5. - P.290.

111. Арсенин В.Я. Математическая физика: Основные уравнения и специальные функции. -М.: Наука, 1966. 368 с.

112. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1978. - 720 с.

113. Папулис А. Теория систем и преобразований в оптике. М.: Мир, 1971. -495 с.

114. Кульчин Ю.Н., Ромашко Р.В., Витрик О.Б., Петров Ю.С. Способ измерения параметров физических полей // Патент РФ на изобретение RU 2148267 С1. Приоритет от 04.02.1999.

115. Кульчин Ю.Н., Витрик О.Б., Кириченко О.В., Петров Ю.С., Каменев О.Т. Метод обработки сигналов одноволоконного двухмодового интерферометра // Автометрия. 1995. - № 5. - С.32-35.

116. Staebler D.L. and Amodey J J. Coupled-wave analysis of holographic storage in LiNb03 // Journal of Applied Physics. 1972. - Vol.43. - P.1042-1049.

117. Pedersen H.C. and Johansen P.M. Analysis of wave coupling in the photorefractive cubic media far from paraxial limit // Journal of Optical Society of AmericaB. 1995. - Vol.12. -P.592-599.

118. Blouin A. and Monchalin J. Detection of ultrasonic motion of scattering surface by two-wave mixing in a photorefractive GaAs crystal К Applied Physics Letters. -1994. Vol.65. -P.932-934.

119. Sternklar S., Weiss S., Segev M., and Fischer B. Beam coupling and locking of lasers using photorefractive four-wave mixing // Optics Letters. 1986. - Vol.11. -P.528-530.

120. Kukhtarev N.V., Markov V.B., Odulov S.G., Soskin M.S. and Vinetskii V.L. Holographic storage in electrooptic crystals. I. Steady state // Ferroelectrics. 1979. -Vol.22. -P.949-960.

121. Stepanov S.I. and Petrov M.P. Efficient unstationary holographic recording in photorefractive crystals under an external alternating electric field // Optics Communications. 1985. - Vol.53. - No.5. - P.292-295.

122. Kamshilin A.A. Polarization self-modulation effect in photoconductive electro-optic crystals //Proc. SPIE. -2001. Vol.4513, - pp. 184-191.

123. Valley G.C. and Klein M.B. Optimal properties of photorefractive materials for optical data processing // Optical Engineering. 1983. - Vol.22. - P.704.

124. Kulchin Yu.N., Romashko R.V., Vitrik O.B., Kamenev O.T. and Piskunov E.N. Adaptive correlation filters in fiber-optical measuring systems // Proc. SPIE. 2001. -Vol. 4357.-P.130-140.

125. Giinter P. and Huignard J.P. Photorefractive effects and materials // in Photorefractive Materials and Their Applications I, Giinter P. and Huignard J.P. Eds., 1988. - Springer Verlag, Berlin, -pp.56-59.

126. Layton M.R. and Bucaro J.A. Optical fiber acoustic sensor mode-mode interference // Applied Optics. 1979. - Vol. 18. - P.666-671.

127. Кульчин Ю.Н., Обух В.Ф. Исследование влияния апертурной диафрагмы на отношение сигнал/шум в одноволоконном датчике интерференционного типа // Квантовая электроника. 1986. -т.13. - N8. - С.650.

128. Шабловский О.Н. Нелинейные свойства градиента температуры в задачах волнового теплопереноса с подвижными границами // Инженерно-физический журнал. 1999. - Том 72. - №1. - С.80-87.

129. Анели Дж.Н., Гвенцадзе Д.И., Болоташвили М.М. Исследование механических напряжений в деформированных твердых телах на моделях из электропроводящих полимерных композиций // Письма в ЖТФ. 1999. - Том 25. -вып. 12. - с.76-82.

130. Евсин О.А., Купрянова Е.Б., Очкин В.Н., Савинов С.Ю., Цхай С.Н. Измерение напряженности электрических полей в газах и плазме методом КАРС // Квантовая электроника. 1995. - Том 22. -№ 3(273). - С.295-299.

131. Кульчин Ю.Н., Ромашко P.B., Ляхова Л.П. Исследование градиентов физических полей с помощью волоконно-оптических линий и нелинейных оптических кристаллов // Тезисы научно-технической конференции «Вологдинские чтения», Владивосток, Россия. 1998. - С.28.

132. Kulchin Y., Romashko R., Kamenev О. Fiber-optic measuring system with using photorefractive crystal for physical field's gradient investigating // Abstr. of International Conference "Photonics ODS'2000", Vinnitsa, Ukraine. 2000. -p.48.

133. Kulchin Yu., Romashko R., Kamenev O. Method of measuring physical field gradient by adaptive fiber optic system // Pacific Science Review. 2001. - Vol.3, P.9-12.

134. Кульчин Ю.Н., Ромашко Р.В., Пискунов Е.Н., Камшилин. А.А. Многоканальный корреляционный фильтр на основе фоторефрактивного кристалла для обработки изменяющихся спекловых полей // Письма в ЖТФ. 2000. - Том.26.- С.23-27.

135. Kulchin Yu.N.,. Romashko R.V and Piskunov E.N. Multi-channel adaptive fiber-optical system for monitoring of fast processes in solid state // Proc. SPIE. 2001. -Vol.4513.-P.12-17.

136. Fainman Y., Guest C.C., and Lee S.H. Optical digital logic operation by two-beam coupling in photorefractive material // Applied Optics. 1996. -. Vol.25. - P. 15981603.1. ВЛАДИВОСТОК