Симметричная двухчастотная рефлектометрия в лазерных системах контроля параметров природной и искусственных сред тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, доктор технических наук Морозов, Олег Геннадьевич

• Морозов, Олег Геннадьевич
• доктор технических наук
• 2004

Оглавление диссертации доктор технических наук Морозов, Олег Геннадьевич

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

И ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Открытые и встроенные ДРСК параметров природной и искусственных сред.

1.1.1. Открытые ДРСК параметров природной и искусственных сред.

1.1.2. Встроенные ДРСК параметров природной и искусственных сред.

1.1.3. Применение симметричного двухчастотного излучения в открытых и встроенных ДРСК параметров природной и искусственных сред.

1.2. Оценка возможности получения симметричного двухчастотного излучения в УФ ДЛИ.

1.3. Анализ уровня развития ВОД для встроенных ДРСК.

1.4. Симметричные открытые и встроенные ДРСК параметров природной и искусственных сред.

1.5. Цель исследования и основные задачи, решаемые в диссертации.

ГЛАВА 2. АМПЛИТУДНО-ФАЗОВЫЙ МЕТОД

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОДНОЧАСТОТНОГО КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

В СИММЕТРИЧНОЕ ДВУХЧАСТОТНОЕ.

2.1. Теоретическое обоснование амплитудно-фазового метода преобразования одночастотного колебания в симметричное двухчастотное.

2.2. Исследование характеристик спектра двухчастотного колебания при отклонении параметров преобразования частоты от оптимальных.

2.2.1. Теоретические исследования спектрального состава выходного излучения при изменении коэффициента амплитудной модуляции т{Ь) и величины дискретного изменения фазы несущего излучения 6.

2.2.2. Экспериментальные исследования спектрального состава выходного излучения при изменении коэффициента амплитудной модуляции т(Ь) и величины дискретного изменения фазы несущего излучения 0.

2.2.3. Выводы по разделу.

2.3. Краткое обсуждение полученных результатов.

2.4. Информационная структура двухчастотного симметричного колебания.

2.4.1. Анализ амплитудных соотношений мгновенных компонент симметричного двухчастотного колебания.

2.4.2. Анализ фазовых соотношений мгновенных компонент симметричного двухчастотного колебания.

2.4.3. Анализ градиентных соотношений мгновенных компонент симметричного двухчастотного колебания.

2.4.4. Выводы по разделу.

2.5. Анализ возможности применения симметричных двухчастотных сигналов в ДРСК природной и искусственных сред.

2.6. Выводы по главе.

Глава 3. УСТРОЙСТВА ФОРМИРОВАНИЯ СИММЕТРИЧНОГО ДВУХЧАСТОТНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОГО МЕТОДА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ.

3.1. Краткие сведения из теории модуляции оптического излучения.

3.2. Теоретические исследования спектрального состава выходного излучения с учетом модуляционных характеристик электрооптических устройств.

3.2.1. Вывод спектра выходного симметричного двухчастотного излучения.

3.2.2. Теоретические исследования влияния параметров преобразования на спектральный состав выходного излучения.

3.2.3. Выводы по разделу.

3.3. Электрооптические устройства формирования симметричного двухчастотного излучения.

3.3.1. Двухмодуляторное устройство формирования симметричного двухчастотного излучения.

3.3.2- Однокристальное устройство формирования симметричного двухчастотного излучения.

3.3.3. Анализ работы устройств формирования симметричного двухчастотного излучения.

3.3.4. Выводы по разделу.

3.4. Использование АЭМ в качестве устройства формирования симметричного двухчастотного излучения

3.4.1. Вывод спектра излучения на выходе АЭМ по напряженности поля.

3.4.2. Экспериментальные исследования спектра излучения на выходе АЭМ.

3.4.3. Исследование влияния отклонения параметров преобразования на спектральный состав излучения на выходе АЭМ.

3.4.4. Выводы по разделу.

3.5. Выводы по главе.

ГЛАВА 4. СИММЕТРИЧНЫЕ ДРСК ПАРАМЕТРОВ

ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ОТКРЫТОГО ТИПА.

4.1. Общие соображения.

4.2. Лидарная система с симметричным двухчастотным гетеродином.

4.3. Лидарная система со сканированием контура линии поглощения газа.

4.4. Лидарная система с настройкой на центр контура линии поглощения.

4.4.1. Дифференциальный анализ взаимодействия симметричного двухчастотного колебания с абстрактным контуром линии поглощения.

4.4.2. Интегральный анализ взаимодействия симметричного двухчастотного колебания с абстрактным контуром поглощения.

4.4.3. Выводы по разделу.

4.5. Симметричные лазерные фотоэлектрические спектрометры аэрозолей.

4.5.1. Гетеродинный ЛФЭС на базе симметричного УФ ДЛИ.

4.5.2. Внутрирезонаторный ЛФЭС со сканированием длины резонатора.

4.5.3. Выводы по разделу.

4.6. Симметричные лазерные интерферометры.

4.7. Выводы по главе.

ГЛАВА 5. БАЗОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СИММЕТРИЧНЫХ ДРСК

ВСТРОЕННОГО ТИПА.

5.1. Волоконно-оптические устройства формирования симметричного двухчастотного излучения.

5.1.1. Спектр излучения на выходе анизотропного ВС.

5.1.2. Возможности практической реализации симметричных УФДЛИ для встроенных ДРСК.

5.1.3. Выводы по разделу.

5.2. ВОД на базе двух скрученных ВС с замкнутыми концами и переменным шагом скрутки.

5.2.1. Общие соображения.

5.2.2. Измерительные преобразователи на базе ВОД из двух скрученных ВС с замкнутыми концами и переменным шагом скрутки.

5.2.3. Одномодовый ВОД на двух скрученных ВС с замкнутыми концами.

5.2.4. Частотная некогерентная рефлектометрия для опроса ВОД на двух скрученных волокнах.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Симметричная двухчастотная рефлектометрия в лазерных системах контроля параметров природной и искусственных сред»

Актуальность. В решении ряда важнейших социальных и научно-технических проблем, таких как охрана окружающей среды, снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, повышение безопасности движения и развитие перспективных транспортных средств, повышение безопасности эксплуатации транспортных энергетических коммуникаций, развитие телекоммуникационных магистралей фотоника занимает одно из важнейших мест. Эффективность фотометрических методов определяется, прежде всего, высокой информативностью эффектов взаимодействия оптического излучения с веществом, как при непосредственном зондировании, так и опосредованно через волоконно-оптические датчики.

Метод обратного рассеяния, как один из самых эффективных фотометрических методов, является мощным инструментом для создания систем экологического мониторинга, мониторинга транспортных магистралей и средств, потенциальных источников загрязнения и субъектов техногенных аварий и катастроф. Рефлектометрические системы, реализующие метод обратного рассеяния, можно разделить на открытые и встроенные. К первым следует отнести л ид ары, спектрометры аэрозолей, дальномеры, интерферометры, а также более простые переносные приборы индикаторного типа, необходимые для дистанционного зондирования атмосферы, определения ее химического состава и динамики распространения, мониторинга перемещений, локализации структурных узлов технических объектов и т.д. Ко вторым - встроенные волоконно-оптические системы контроля состояния технических объектов, содержащих в своем составе протяженные датчики интегрального типа, пространственного разрешения, а также более простые концевые датчики, необходимые для измерения давления, механических напряжений, смещений, температуры и т.д.

Современный этап развития рефлектометрических систем направлен на дальнейшее улучшение их характеристик, изыскание новых принципов зондирования и регистрации рефлектометрической информации, разработку высокоточных измерительных преобразователей и базируется на использовании систем с непрерывным излучением. Такой акцент объясняется, во-первых, энергетической эквивалентностью импульсного зондирования с высокой пиковой мощностью и малой длительностью импульса и непрерывного зондирования с малой мощностью излучения и большим временем наблюдения, во-вторых, отработанной методикой получения пространственно-разрешенных измерений, основанной на методе линейной частотной модуляции, в-третьих, значительным прогрессом в области создания высокотехнологичной и недорогой элементной базы (источников излучения с большой длиной когерентности, широкополосных устройств управления параметрами излучения и быстродействующих фотоприемных устройств).

Подавляющее большинство открытых и встроенных непрерывных рефлектометрических систем представляют собой гомодинные системы, в которых несущие частоты опорных и измерительных каналов совпадают. Такие системы обладают простой конструкцией и возможностью непосредственного выделения и регистрации информационного сигнала. Однако в процессе фотоэлектрического преобразования в них существенную роль играют шумовые характеристики источников излучения и фотоприемников, низкочастотные шумы характерные для структурных узлов, что значительно ухудшает метрологические характеристики, а также функциональные возможности указанных систем.

Решение проблем гомодинных рефлектометрических систем основано на использовании двухчастотных методов. В этом случае, системы преобразуются в гетеродинные, у которых частоты опорных и измерительных каналов не совпадают, а смещение частот достигается за счет использования устройств формирования двухчастотного лазерного излучения (УФДЛИ).

Необходимо отметить, что разработкой двухчастотных методов занимаются многие коллективы специалистов, как в нашей стране, так и за рубежом. Значительный объем информации по данной проблеме для открытых систем содержится в трудах Ю.Ф. Застрогана, В.Е. Зуева, Г.И. Ильина, Д.П. Лукьянова, В.В. Молебного, И.В. Самохвалова, Ю.Е. Польского, L. Bissonnette, G.W. Ka-merman и др., для встроенных волоконно-оптических систем — Ю.В. Гуляева, Е.М. Дианова, М.Е. Зака, Ю.Е. Польского, D. Inaudi, Е. Udd и др. Ежегодно ведущие научные общества проводят международные симпозиумы и конференции, посвященные данной проблеме. Среди самых значительных — симпозиумы ИОА ТФ РАН, РОНКТД, ШЕЕ, OSA, SPIE.

Однако сравнительный анализ результатов, полученных в ряде работ при эксплуатации в одинаковых условиях и с одинаковыми задачами гомодинных и гетеродинных систем, говорит не в пользу последних. Это объясняется отсутствием решения широкого круга практических и теоретических вопросов, как в открытых, так и во встроенных системах.

Для систем открытого типа нерешенной остается проблема получения стабильного двухчастотного излучения с высоким коэффициентом преобразования, с возможностью управления разностной частотой по заданному закону с заданной скоростью при высокой чистоте спектра и стабильности его составляющих. Остаются неизученными вопросы применимости симметричного двухчастотного излучения для построения гомодинных и гетеродинных систем: систем с учетом нестабильности частоты передатчика, сканирующих систем с исследованием контура линии поглощения и настройки на его центр, систем многочастотного зондирования и т.д.

Для встроенных систем проблема применимости двухчастотной рефлек-тометрии, как симметричной, так и асимметричной, также окончательно не решена. Во-первых, это вызвано особенностями распространения лазерного излучения в волокне, при котором значительно ухудшаются его когерентные свойства, во-вторых, высокими потерями, вызванными стыковкой объемных УФ ДЛИ с волоконно-оптическими магистралями, в-третьих, широким использованием датчиков с резонансным высокодобротным преобразованием информации. Это определяет необходимость решения задачи создания эффективных волоконно-оптических УФ ДЛИ, волоконно-оптических датчиков, зондируемых двухчастотным излучением, и волоконно-оптических распределенных систем на их основе, в частности, временных с когерентным приемом, частотных когерентных и некогерентных со сканированием частоты, частотных с формированием требуемой функции когерентности.

Отмеченные выше обстоятельства определяют актуальность научно-технической проблемы улучшения метрологических характеристик и расширения функциональных возможностей лазерных систем контроля параметров природной и искусственных сред.

Представляемая диссертационная работа посвящена решению этой проблемы. Тематика и содержание работы соответствуют планам научных исследований, являющихся составной частью Федеральной целевой программы «Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 годы» и Федеральной научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на 2002-2006 годы», выполняемых кафедрой «Радиоэлектронные и квантовые устройства» и научно-исследовательским центром прикладной электродинамики Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева.

Цель работы состоит в решении важной научно-технической проблемы -улучшении метрологических характеристик и расширении функциональных возможностей лазерных систем контроля параметров природной и искусственных сред, основанных на развитии теории и техники симметричной двухчас-тотной рефлектометрии на базе амплитудно-фазового метода преобразования одночастотного когерентного излучения в симметричное двухчастотное.

Решаемые задачи:

• Анализ существующих и перспективных лазерных рефлектометриче-ских систем контроля параметров природной и искусственных сред; выявление причин, сдерживающих более широкое использование двухчастотных систем непрерывного действия, и резервов для улучшения их метрологических характеристик и расширения функциональных возможностей; формулирование на этой основе направлений исследований.

• Разработка амплитудно-фазового метода преобразования одночастот-ного когерентного излучения в симметричное двухчастотное и развитие на его основе теории симметричной двухчастотной рефлектометрии с учетом особенностей дистанционного зондирования в атмосфере и оптическом волокне; постановка и формализация основных задач управления параметрами симметричного двухчастотного зондирующего излучения; постановка и формализация основных задач приема и обработки симметричной рефлектометрической информации.

• Разработка и создание перестраиваемых электрооптических преобразователей одночастотного когерентного излучения в симметричное двухчастотное с возможностью управления разностной частотой по заданному закону и с заданной скоростью при высокой чистоте спектра и стабильности его составляющих, учитывающих особенности открытых систем контроля параметров природной среды.

• Разработка принципов построения лидарных систем контроля параметров природной среды и практических рекомендаций по построению рефлекто-метрических систем спектрометрии аэрозолей, интерферометрии и дальномет-рии, использующих методы симметричной двухчастотной рефлектометрии.

• Разработка эффективных волоконно-оптических преобразователей одночастотного когерентного излучения в симметричное двухчастотное и сопряженных с ними измерительных преобразователей, учитывающих особенности встроенных систем контроля параметров искусственных сред.

• Разработка принципов построения единого поля комплексированных волоконно-оптических датчиков и практических рекомендаций по построению встроенных распределенных волоконно-оптических систем контроля параметров искусственных сред, использующих методы симметричной двухчастотной рефлектометрии.

• Внедрение систем и отдельных программно-аппаратных средств, реализующих методы симметричной двухчастотной рефлектометрии для улучшения метрологических характеристик и расширения функциональных возможностей лазерных систем контроля параметров природной и искусственных сред.

Научная новизна полученных результатов:

• Развита теория амплитудно-фазового преобразования одночастотного когерентного излучения в симметричное двухчастотное; разработан метод преобразования, обеспечивающий высокую степень чистоты выходного двухчас-тотного спектра и стабильность его характеристик; изучено влияние параметров преобразования на спектр выходного излучения и получены соотношения, определяющие их взаимосвязь с учетом реальных характеристик используемых электрооптических модуляторов.

• Разработаны основные положения теории двухчастотных рефлекто-метрических лазерных систем контроля параметров природной и искусственных сред при использовании симметричного зондирования и обработке симметричной рефлектометрической информации.

• Предложены технические решения электрооптических преобразователей одночастотного когерентного излучения в симметричное двухчастотное, позволяющих обеспечить работу систем в широком диапазоне рабочих длин волн с плавной перестройкой разностной частоты в широких пределах по заданному закону и с заданной скоростью.

• Уточнен ряд положений теории амплитудных электрооптических модуляторов. Впервые теоретически и экспериментально показано, что спектр выходного излучения амплитудного электрооптического модулятора при работе в «нулевой» точке модуляционной характеристики является симметричным и двухчастотным. При этом реализуется амплитудно-фазовый метод преобразования частоты на второй гармонике модулирующего колебания.

• Разработаны математическая модель взаимодействия симметричного двухчастотного излучения с контурами линий поглощения атмосферных газов и методы обработки симметричной рефлектометрической информации в открытых системах контроля параметров природной среды.

• Предложены структурные схемы построения лидарных систем и практические рекомендации по построению открытых лазерных систем спектрометрии аэрозолей, интерферометрии и дальнометрии, использующих методы симметричной двухчастотной рефлектометрии.

• Разработана математическая модель и предложены технические решения волоконных электрооптических амплитудно-фазовых преобразователей од-ночастотного когерентного излучения в симметричное двухчастотное; разработаны рекомендации по построению преобразователей данного вида для встроенных волоконно-оптических систем контроля параметров искусственных сред, использующих методы симметричной двухчастотной рефлектометрии.

• Разработана математическая модель и предложены технические решения волоконно-оптических датчиков на базе двух скрученных волокон с замкнутыми концами и переменным шагом скрутки; разработаны рекомендации по построению на их базе измерительных преобразователей амплитудного, поляризационного и рефлектометрического типов для встроенных волоконно-оптических систем контроля параметров искусственных сред, использующих методы симметричной двухчастотной рефлектометрии.

• Разработаны принципы построения единого поля комплексированных волоконно-оптических датчиков и структурные схемы построения встроенных волоконно-оптических систем контроля параметров искусственных сред, использующих методы симметричной двухчастотной рефлектометрии, цифрового формирования измерительных каналов, спектрального уплотнения информационных каналов на базе амплитудно-фазового метода преобразования частоты.

Практическая ценность работы. Совокупность результатов, полученных в процессе выполнения диссертационной работы, убедительно доказывает возможность создания симметричных двухчастотных рефлектометрических систем контроля параметров природной и искусственных сред с улучшенными метрологическими характеристиками и расширенными функциональными возможностями. Подтверждением этому являются разработанные кристаллические и волоконные электрооптические преобразователи одночастотного когерентного излучения в симметричное двухчастотное; разработанные волоконно-опти-ческие измерительные преобразователи, сопряженные с методами симметричного двухчастотного зондирования; практические рекомендации по их использованию в структуре двухчастотных рефлектометрических систем; разработанные симметричные двухчастотные рефлектометрические системы контроля параметров природной и искусственных сред; разработанные системы управления измерительными процессами, используемые при контроле параметров природной и искусственных сред.

Основные положения, выносимые иа защиту;

• Результаты системного поиска путей улучшения метрологических характеристик и расширения функциональных возможностей лазерных двухчастотных рефлектометрических систем контроля параметров природной и искусственных сред.

• Основные положения теории и метод амплитудно-фазового преобразования одночастотного когерентного излучения в симметричное двухчастотное; результаты исследования влияния параметров преобразования на спектральный состав выходного излучения и соотношения, определяющие их взаимосвязь.

• Основные положения теории двухчастотных рефлектометрических лазерных систем контроля параметров природной и искусственных сред при использовании симметричного зондирования и обработке симметричной рефлек-тометрической информации.

• Результаты исследований и разработки электрооптических амплитудно-фазовых преобразователей одночастотного когерентного излучения в симметричное двухчастотное; рекомендации по построению преобразователей данного вида для открытых систем контроля параметров природной среды.

• Уточненные положения теории амплитудных электрооптических модуляторов; результаты исследований спектра выходного излучения амплитудного электрооптического модулятора; результаты разработки на его базе амплитудно-фазового преобразователя одночастотного когерентного излучения в симметричное двухчастотное.

• Результаты математического моделирования взаимодействия двухчас-тотного симметричного излучения с контурами линий поглощения атмосферных газов и методы обработки принимаемой симметричной рефлекто-метрической информации.

• Структурные схемы построения лидарных систем и практические рекомендации по построению открытых лазерных систем спектрометрии аэрозолей, интерферометрии и дальнометрии, использующих методы симметричной двухчастотной рефлектометрии.

• Результаты математического моделирования и разработки волоконных электрооптических амплитудно-фазовых преобразователей одночастотного когерентного излучения в симметричное двухчастотное; рекомендации по построению преобразователей данного вида для встроенных систем контроля параметров искусственных сред.

• Результаты математического моделирования и разработки волоконно-оптических датчиков на базе двух скрученных волокон с замкнутыми концами и переменным шагом скрутки; рекомендации по построению измерительных преобразователей, созданных на их базе, для встроенных систем контроля параметров искусственных сред.

• Принципы построения единого поля комплексированных волоконно-оптических датчиков и структурные схемы встроенных систем, использующих методы симметричной двухчастотной рефлектометрии, цифрового формирования измерительных каналов и спектрального уплотнения информационных каналов на базе амплитудно-фазового метода преобразования частоты.

• Результаты внедрения разработанных методов, систем и отдельных программно-аппаратных средств, реализующих преимущества симметричной двухчастотной рефлектометрии в промышленность, научные исследования и учебный процесс.

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 192 наименования, и трех приложений. Работа без приложений изложена на 333 страницах машинописного текста, включая 113 рисунков и 17 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», Морозов, Олег Геннадьевич

7.6. Выводы по главе

1. Разработана элементно-модульная база для создания открытых симметричных лазерных ДРСК параметров природной среды. Она представлена модельным рядом электрооптических УФДЛИ, реализующих амплитудно-фазовый метод преобразования одночастотного когерентного излучения в симметричное двухчастотное. Элементно-модульная база внедрена на ФГУП НПО ГИПО (Казань).

2. Разработаны открытые симметричные лазерные ДРСК параметров аэрозольных формирований. Их основой служат оптико-механические блоки, построенные на базе электрооптических УФДЛИ, а также сканирования параметров ЭМП внутри резонаторов лазеров. Разработанные системы внедрены на ФГУП НПО ГИПО, ОАО «Виктория» (Казань).

3. Разработаны открытые симметричные лазерные ДРСК параметров движения аэроупругих систем. К ним относится двухчастотный фазовый дальномер для испытаний аэроупругих систем на горизонтальном, вертикальном и наклонном стендах, а также его модернизированный вариант, входящий в состав разработанного комплекса технических средств для проведения внешне-траекторных измерений грузовых парашютных систем. Системы внедрены в НИИ АУС (Феодосия, Украина).

4. Разработана элементно-модульная база для создания встроенных симметричных лазерных ДРСК параметров искусственных сред. Она представлена модельным рядом волоконно-оптических и гибридных электрооптических УФ ДЛИ, реализующих амплитудно-фазовый метод преобразования одночас-тотного когерентного излучения в симметричное двухчастотное, а также волоконно-оптическими измерительными преобразователями на базе датчиков из двух скрученных волокнах с замкнутыми концами и переменным шагом скрутки. Элементно-модульная база и методики построения систем внедрены в НИИ АУС (Феодосия, Украина), ФГУП КАПО им. С.П. Горбунова.

5. Разработаны экспериментальные стенды для проведения исследований характеристик двухчастотных симметричных лидарных систем, двухчастотных симметричных интерферометрических систем, некогерентных частотных волоконно-оптических рефлектометров, ВОД различного назначения. Экспериментальные стенды внедрены в практику научных исследований и учебного процесса КТТУ им. А. Н. Туполева (Казань).

6. Разработаны информационно-измерительные системы для контроля параметров природной и искусственных сред. К ним относятся системы контроля состояния двигателей постоянного тока стрелочных электроприводов, температуры в производственных печах предприятия, обводненности нефти. На их базе разработана универсальная структура волоконно-оптической распределенной системы сбора данных для комплексного мониторинга параметров различных технологических объектов. Системы внедрены в разработках ОАО «Татнефть» (Альметьевск), ФГУП КАПО им. С. П. Горбунова (Казань), ОАО СЗМН (Пермь), ГУП «Таттелеком».

7. Все разработанные системы защищены авторскими свидетельствами СССР и патентами РФ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Главным результатом диссертационной работы является решение важной научно-технической проблемы — улучшение метрологических характеристик и расширение функциональных возможностей лазерных систем контроля параметров природной и искусственных сред, основанных на развитии теории и техники симметричной двухчастотной рефлектометрии на базе амплитудно-фазового метода преобразования одночастотного когерентного излучения в симметричное двухчастотное. Кроме того, получены следующие результаты.

1. Проведен анализ современного состояния лазерных рефлекто-метрических систем контроля параметров природной и искусственных сред, на основе результатов которого предложен новый класс систем — симметричные двухчастотные системы. Показаны возможности улучшения метрологических характеристик и расширения функциональных возможностей контроля параметров природной и искусственных сред при их использовании.

2. Развита теория амплитудно-фазового преобразования частоты с целью получения симметричного двухчастотного когерентного излучения. Разработан амплитудно-фазовый метод преобразования одночастотного когерентного излучения в симметричное двухчастотное. Теоретически и экспериментально подтверждены высокая степень чистоты и стабильность спектрального состава выходного излучения, как при оптимальных параметрах преобразования, так и при отклонении от них. На основе метода развиты основные положения теории и техники симметричных двухчастотных рефлектометрических систем контроля параметров природной и искусственных сред.

3. Предложены различные способы построения амплитудно-фазовых преобразователей одночастотного когерентного излучения в симметричное двух-частотное. Разработаны и созданы электрооптические преобразователи, обеспечивающие возможность работы в широком диапазоне рабочих длин волн, а также плавную перестройку разностной частоты в широких пределах по заданному закону и с заданной скоростью.

Уточнен ряд положений теории амплитудных электрооптических модуляторов. Впервые теоретически и экспериментально показано, что спектр выходного излучения амплитудного электрооптического модулятора при работе в «нулевой» точке модуляционной характеристики является симметричным и двухчастотным. При этом реализуется амплитудно-фазовый метод преобразования частоты на второй гармонике модулирующего колебания.

Разработаны рекомендации по построению преобразователей указанных выше типов для открытых систем контроля природной среды, использующих методы симметричной двухчастотной рефлектометрии.

4. Определены принципы двухчастотного сканирующего зондирования контуров линий поглощения атмосферных газов и разработаны структурные схемы симметричных двухчастотных лидарных систем, позволяющих учитывать и компенсировать нестабильность частоты зондирующего источника, использовать перестройку разностной частоты двухчастотного излучения для сканирования контура, осуществлять точную настройку длины волны зондирующего источника на центр контура.

Даны практические рекомендации по построению лазерных систем спектрометрии аэрозолей, интерферометрии и дальнометрии, использующих методы симметричной двухчастотной рефлектометрии.

5. Предложены различные способы построения волоконных амплитудно-фазовых электрооптических преобразователей одночастотного когерентного излучения в симметричное двухчастотное. Разработаны рекомендации по построению преобразователей данного типа для встроенных систем контроля параметров искусственных сред, использующих методы симметричной двух частотной рефлектометрии.

Предложен волоконно-оптический датчик из двух скрученных волокон с замкнутыми концами и переменным шагом скрутки, характеризующийся простой оптической схемой и возможностью получения многопараметрической распределенной информации. Разработаны рекомендации по построению на его базе измерительных преобразователей амплитудного, поляризационного и реф-лектометрического типа для встроенных систем контроля параметров искусственных сред, использующих методы симметричной двухчастотной рефлектометрии.

6. Определены принципы построения единого поля комплексированных волоконно-оптических датчиков и разработаны структурные схемы встроенных систем контроля параметров искусственных сред, использующих методы симметричной двухчастотной рефлектометрии, цифрового формирования измерительных каналов, спектрального уплотнения информационных каналов на базе амплитудно-фазового метода преобразования частоты.

7. Результаты диссертационной работы, полученные на основе развития теории и техники симметричных двух частотных рефлектометрических лазерных систем контроля параметров природной и искусственных сред, внедрены на ряде предприятий в виде отдельных систем, приборов, радио- и оптоэлек-тронных устройств, волоконно-оптических датчиков, программных средств, методик проектирования и учебно-методических материалов.

Новизна и полезность технических решений подтверждены 15 авторскими свидетельствами СССР, патентами и свидетельствами РФ на изобретения, промышленные образцы и полезные модели.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Морозов, Олег Геннадьевич, 2004 год

1. Иванов В.И. и др. Многофункциональные лидарные системы / В.И. Иванов, И.А. Малевич, А.П. Чайковский. Мн.: Университетское, 1986. 286 с.

2. Measures R.M. Laser Remote Sensing: Fundamentals and Applications / Krieger Publishing Company, 1992. 524 p.

3. Оптико-электронные методы изучения аэрозолей / С.П. Беляев, Н.К. Никифорова, В.В. Смирнов, Г.И. Щелчков. М.: Энергоиздат, 1981. 232 с.

4. Nichols A.L. Aerosol Particle Size Analysis: Good Calibration Practices / The Royal Society of Chemistry, 1998. 116 p.

5. Лазерные измерительные системы / A.C. Батраков, M.M. Бутусов, Г.П. Гречка и др.; Под ред. Д.П. Лукьянова. М.: Радио и связь, 1981. 456 с.

6. Wilson J., Hawkes J.F.B. Lasers: Principles and Applications (Prentice Hall International Series in Optoelectronics). Prentice Hall, 1987. 324 p.

7. Коронкевич В.П. и др. Лазерная интерферометрия / В.П. Коронкевич, B.C. Соболев, Ю.Н. Дубнищев. Новосибирск: Наука, 1983. 284 с.

8. Harikharan P. Basics of Interferometry / Academic Press, 1992. 213 p.

9. Волоконно-оптические датчики / Т. Окоси, К. Окамото, М. Оцу и др.; Под ред. Т. Окоси. Пер. с япон. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. 256 с.

10. Fiber Optic Sensors: An Introduction for Engineers and Scientists / E. Udd, Editor; Wiley, New York, 1991. 496 p.

11. Linnerud L, Kaspersen P., Jaeger T. Gas monitoring in the process industry using diode laser spectroscopy // Appl. Phys. B. 1997. V. 67. P. 297-305.

12. Measurement of Atmospheric Gases / H.L. Schiff, Editor; Proceedings of SPIE. V. 1433. 1991.

13. Гордое Е.П., Хмельницкий Г.С. Многоцелевой автодинный лидар на С02 лазере // Тез. докл. 1-го Межрес. симп. «Оптика атмосферы и океана». (Томск, 1994). Томск, ТНЦ СО РАН, 1994. Ч. 2. С. 44-45.

14. Агишев P.P. , Айбатов JI.P., Польский Ю.Е. Непрерывный ИК-лидар для дистанционного контроля утечек природного газа // Оптика атмосферы и океана. 1994. Т. 7. № 11-12. С. 1624-1629.

15. Лазерный контроль атмосферы / Под ред. Э. Хинкли. Пер. с англ. М.: Мир, 1979. 419 С.

16. Ильин Г.И., Морозов О.Г., Польский Ю.Е. ЛЧМ-лидар с преобразованием частоты // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т.8. №12. С. 1871-1874.

17. Застрогин Ю.Ф. Контроль параметров движения с использованием лазеров. Методы и средства. М.: Машиностроение, 1981. 176 с.

18. Ильин ГЛ., Морозов ОТ., Польский Ю.Е. Исследования ЛЧМ-лидара с преобразованием частоты // Оптика атмосферы и океана. 1997. Т. 10. № 2. С. 435-440.

19. Жуланов Ю.В., Никитин О.Н., Сапрыкин КГ. и др. Лазерный счетчик частиц // ПТЭ. 1983. № 3. С. 177-180.

20. Lioy P.J., Rimberg P., Haughey J. A laser light scattering particle size spectrometer sensitive in submicron diameter range I I Appl. Opt. 1975. P. 183-189.

21. Cooke C., Herker M. Response calculations for light scattering aerosol particle counters // Appl. Opt. 1974. V. 13. № 9. p. 734-739.

22. Roth G., Gebhart J., Heigver G. Size spectrometry of submicron aerosols by counting single particles illuminated by laser light // J. Coll. and Interf. Sci. 1976. V. 54. № 2. P. 265-277.

23. A 1 692353 SU 4 GO IN 15/02. Фотоэлектрическое устройство для измерения размеров и концентрации аэрозольных частиц / Коломиец С.М., Щелчков Г.И. (Ин-т эксперим. метеорологии) // Бюллетень изобретений. 1982. №41.

24. А 1 913172 SU 4 G01N 15/02. Способ измерения размеров и концентрации взвешенных частиц / Коломиец С.М. (Ин-т эксперим. метеорологии) // Бюллетень изобретений. 1981. № 31.

25. А 1 913173 SU 4 G01N 15/02. Фотоэлектрический способ измерения размеров и концентрации взвешенных частиц / Коломиец С.М. (Ин-т эксперим. метеорологии) // Бюллетень изобретений. 1982. № 10.

26. А I 940013 SU 4 G01N 15/02. Фотоэлектрический способ измерения размеров и концентрации взвешенных частиц / Коломиец С.М. (Ин-т эксперим. метеорологии) // Бюллетень изобретений. 1982. № 24.

27. А 1 940014 SU 4 G01N 15/02. Фотоэлектрический способ измерения размеров и концентрации взвешенных частиц / Коломиец С.М. (Ин-т эксперим. метеорологии) // Бюллетень изобретений. 1982. № 24.

28. А 1 940564 SU 4 G01N 15/02. Фотоэлектрический способ измерения размеров и концентрации взвешенных частиц / Коломиец С.М. (Ин-т эксперим. метеорологии) // Бюллетень изобретений. 1983. № 15.

29. А 1 987474 SU 4 G01N 15/02. Лазерный анализатор дисперсного состава аэрозолей / Землянский В.М., Чудесов А.П. (Киев. ин-т. инж. граждан, авиац.)//Бюллетень изобретений. 1983. № 1.

30. А 1 1325996 SU 4 G01N 15/02. Лазерный измеритель размеров аэрозольных частиц / Польский Ю.Е., Ильин Г.И., Морозов О.Г. (Казан, авиац. ин-т им. А.Н. Туполева). №3928077/24-25; Заявл. 12.07.85.

31. Горелик С.Г. О применении модуляционного метода в оптической интерферометрии // Докл. АН СССР. 1952. Т. 83. № 4. С. 549-552.

32. A I 301558 SU 4 G01N 25/12. Устройство для измерения малых перемещений / Малинин Ю.Н., Польский Ю.Е. (Казан, авиац. ин-т им. А.Н. Туполева) // Бюллетень изобретений. 1971. № 14.

33. А 1 301558 SU 4 G01N 25/12. Бесконтактный измеритель параметров движения / Малинин Ю.Н., Польский Ю.Е. (Казан, авиац. ин-т им. А.Н. Туполева) // Бюллетень изобретений. 1975. № 3.

34. Воронов В.И., Польский Ю.Е. Многослойные диэлектрические зеркала на пьезоподложке для модуляции ОКГ // ПТЭ. 1970. № 6. С. 174-176.

35. Тычинский В.П., Евтихиев Н.Н., Снежко Ю.А. Лазерный интерференционный профилограф // Квантовая электроника. 1977. Т. 4. № 1. С. 69-75.

36. Barnes Н.В., Farmer W.M. Two-color two-spot laser velocimeter // Appl. Opt. 1980. V. 19. № 9. P. 2930-2933.

37. Коронкевич В.П., Ханов B.A. Современные лазерные интереферометры перемещений // Автометрия. 1982. № 1. С. 11-27.

38. Il'in GJ., Morozov O.G, Pol'skii Yu.E. Two frequency oscillator for interferometers with polarisation dived channels // Optical inspection and micro-measurements. Proceedings of SPIE, 1996. V. 2782. P. 814-818.

39. Лазерные доплеровские измерители скорости / Ю.Г. Василенко, Ю.Н. Дубнищев, В.П. Коронкевич и др.; Отв. ред. Ю.Е. Нестерихин. Новосибирск: Наука, 1975. 164 с.

40. Orloff К. Trailing vortex wind tunnel diagnostics with laser velocimeter // J. Aircraft. 1974. V. 11. № 8. P. 477-483.

41. Мустелъ E.P., Парыгин B.H. Методы модуляции и сканирования света. М.: Наука. 1970. 295 с.

42. Василенко Ю.Г., Дубнищев Ю.Н. Афокальный доплеровский измеритель вектора скорости // Оптика и спектроскопия. 1976. Т. 41. Вып. 1. С.32-35.

43. Бондаренко B.C. и др. Акусто-оптические модуляторы света / Бонда-ренко B.C., Зоренко В.Р., Чкалова В.В. М.: Радио и связь. 1988. 136 с.

44. Теоретические основы радиолокации / А.А. Коростелев, Н.Ф. Клюев, Ю.А. Мельник и др.; Под ред. В.Е. Дулевича. М.: Сов. радио. 1978. 608 с.

45. Применение лазеров / Пер. с англ.; Под ред. В.П. Тычинского. М.: Мир. 1974. 448 с.

46. PMFs for scintillation counting // Hamamatsu Euronews. 1999. V. 2.1. P. 10.

47. Udd E., Schulz W.L., Seim J.M. at al. Use of transversely loaded fiber grating strain sensors for aerospace applications I I Proceedings of SPIE. 2000. V. 3994. P. 96.

48. Бутусов M.M., Тарасюк Ю. Ф., Урванцева H.JI. Гидроакустические антенны на световодах // Зарубежная радиоэлектроника. 1983. № 5. С. 38-58.

49. Fields J.N. Coupled waveguide acoustooptic hydrophone // Appl. Opt. 1979. V. 18. №21. P. 3533

50. Гальярди P.M., Карп Ш. Оптическая связь / Пер. с англ.; Под ред. А.Г. Шереметьева. М.: Связь. 1978. 438 с.

51. Tetsuji A., Mitsunaga Y., Hiroaki К. A strain sensor using twisted optical fibers // J. of Light. Tech. 1989. V. 7. № 3. P. 525-529.

52. Weiss J.D. Fiber optic strain gauge // J. of Light. Tech. 1989. V. 7. № 9. P. 1308-1318.

53. Jarzynski J., Hughes R., Hickman T.R., and Bucaro J.A. Frequency response of interferometric fiber-optic coil hydrophones // J ASA. 1981. V. 67. № 6. P. 1799-1808.

54. Shajenko P. On the feasibility of using multimode optical fibers in optical hydrophones // JASA. 1981. V. 67. № 6. P. 1829-1830.

55. Sheem S.K., Taylor H.F., Moeller R.F. at al. Propagation characteristics of single-mode evanescent field couplers // Appl. Opt. 1981. V. 20. № 6. P. 1056.

56. Lagacos H., Litovitz Т., Macedo P. at al. Multimode optical fiber displacement sensor // Appl. Opt. 1981. V. 20. № 2. P. 167.60. 4,162,397 US G02B 05/14. Fiber optic acoustic sensor / Bucaro A.J. at al. (US Navy)//1979.

57. Jackson D.A., Priest R., Dandridge A., Tveten A. Elimination of drift in a single-mode optical fiber interferometer using a piezoelectrically stretched coiled fiber // Appl. Opt. 1980. V. 19. № 17. P. 2926.

58. Приборы для измерения вибраций, шума и удара: Справочник: В 2 т. / Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение. 1978.

59. Воробьев В.В. Измерители перемещений на основе интерферометров с электрооптическим модулятором // Автометрия. 1977. № 2. С. 127-130.

60. Каминский Н.Н., Матвеев И.Н., Причко Ю.В. Устройство для сдвига частоты в оптическом диапазоне // Квантовая электроника. 1977. Т. 4. № 10. С. 2252-2254.

61. Ильин Г.И., Морозов ОТL, Польский Ю.Е. Особенности построения электрооптических амплитудно-фазовых формирователей двухчастотного лазерного излучения для дифференциальных ЛЧМ-лидаров И Оптика атмосферы и океана. 1998. Т. 11. № 5. С. 513-516.

62. Lee С.Е. and Taylor H.F. Sensors for Smart Structures Based on the Fabry-Perot Interferometer // Fiber Optic Smart Structures, edited by E. Udd. New York, Wiley, 1995.

63. Lee C.E. and Taylor H.F. Sensors for Smart Structures Based on the Fabry-Perot Interferometer // Fiber Optic Smart Structures, edited by E. Udd. New York, Wiley, 1995.

64. Froggatt M. and Moore J. Distributed measurement of static strain in an optical fiber with multiple Bragg gratings at nominally equal wavelengths // Appl. Opt. 1998. №37, P. 1741-1746.

65. Morozov O.G., Pol'skii Yu.E. Built-in fiber sensors for safe use of aircraft // Proc. of SPIE. V. 2945. 1996. P. 212-216.

66. Mitchell G.L. Intensity Based and Fabiy-Perot Interferometer Sensors // Fiber Optic Sensors: An Introduction for Engineers and Scientists, edited by E. Udd. New York, Wiley, 1991.

67. Lee C.E., Atkins R.A. And Taylor H.F. Performance of a Fiber Optic Temperature Sensor from -200 to 1050 degrees С // Opt. Lett. V. 13. 1988. P.1038.

68. Lee C.K, Taylor H.F., Markus A.M. and Udd E. Optical Fiber Fabry-Perot Embedded Sensor // Opt. Let. V. 14. 1989. P. 1225.

69. Alcoz J.J., Lee C.E. and Taylor H.F. Embedded Fiber-Optic Fabry-Perot Ultrasound Sensor // IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr., Freq. Control. V. 37. 1990. P. 302.

70. Lee C.E., Gibler W.N., Atkins R.A., Alcoz J.J., and Taylor H.F. Metal Embedded Fiber Optic Fabiy Perot Sensors // Opt. Lett. V. 16. 1991. P. 1990

71. Claus R.O., Sudarshanam V.S. and Murphy K.A. Interferometric Optical Fiber Sensors for Ultrasonic Wave Measurement // Fiber Optic Smart Structures, edited by E. Udd. New York, Wiley, 1995.

72. Claus R.O., Murphy K.A., Wang A. and May R.G. High Temperature Optical Fiber Sensors // Fiber Optic Smart Structures; edited by E. Udd. New York, Wiley, 1995.

73. Murphy K.A., Gunther M., Vengsarkar A. and Claus R. Quadrature Phase Shifted Extrinsic Fabiy-Perot Optical Fiber Sensors// Opt. Lett. V. 16. 1991. P. 173.

74. Murphy K., Gunther M., Vengsarker A. and Claus R. Fabry-Perot Fiber Optic Sensors in Full Scale Fatigue Testing on an F-15 Aircraft // Proceedings of SPIE. V. 1588. 1992. P. 134.

75. Wang A., Gollapudi S., Mays R.G., Murphy K.A., and Claus R.O. Advances in Sapphire Fiber Based Intrinsic Interferometric Sensors // Opt. Lett. V. 17. 1992. P. 1544.

76. Sirkis J., Brerman D., Putman M., BerkoffT., Kersey A., and Frieble E. In Line Fiber Etalon (ILFE) for Optic Strain Measurements // Opt. Lett. V. 18. 1993. P. 1973.

77. Singh H. and Sirkis J. Dual Parameter Optical Fiber Sensor // Proceedings of SPIE. V. 2443. 1995. P. 258.

78. Jin X.D., Sirkis J.S., and Chung J.K. Optical Fiber Sensor for Simultaneous Measurement of Strain and Temperature // Proceedings of SPIE. V. 3042. 1997. P. 120.

79. Morey W. W. Fiber Optic Grating Technology // Proceedings of SPIE. V. 2574. 1995. P. 22.

80. Jin X.D. and Sirkis J.S. Optical Fiber for Simultaneous Measurement of Strain and Temperature //Proceedings of SPIE. V. 3042. 1997. p. 120.

81. Lo Y.L. and Sirkis J.S. Simple Method to Measure Temperature and Strain Using One In-Fiber Bragg Grating Sensor // Proceedings of SPIE. V. 3042, 1997. P. 237.

82. Lawrence C.M., Nelson D. V. and Udd E. Measurement of Transverse Strains with Fiber Bragg Gratings // Proceedings of SPIE. V. 3042.1997. P. 218.

83. Udd E., Lawrence C.M. and Nelson D. V. Development of a Three Axis Strain and Temperature Fiber Grating Sensor // Proceedings of SPIE. V. 3042. 1997. P. 229.

84. Месарович M. и др. Теория иерархических многоуровневых систем / Месарович М., Мако Д., Такахара Я. Пер. с англ. М.: Мир. 1973. 344 с.

85. Шеннон Р.Е. Имитационное моделирование систем искусство и наука. / Пер с англ. М.: Мир, 1978.

86. Лесдон JI.C. Оптимизация больших систем / Пер. с англ.; Под ред. А.А. Первозванского. М.: Наука, 1975.

87. Александров П.С. Введение в теорию множеств и общую топологию. М.: Наука, 1977.

88. Тетельбаум С.И., Гриневич Ю.Г. Экспериментальные исследования метода оптимальной амплитудно-фазовой модуляции // Радиотехника. 1957. Т. 12. №5. С. 57-64.

89. Тетельбаум С.И. Об одном методе повышения эффективности радиосвязи // ЖТФ. 1939. Т. IX. Вып. 17. С. 32-38.

90. Царева М. А. Дифференциальный двухчастотный преобразователь измерительной информации: Дис. канд. техн. наук. Казань, 2000. 135 с.

91. Харкевич A.A. Спектры и сигналы / М.: ГИРМЛ. 1962. 256 с.

92. Винницкий A.C. Модулированные фильтры и следящий прием 4M / М.: Сов. радио. 1969. 548 с.

93. А 1338647 SU 4 G02F 1/03. Способ преобразования одночастотного когерентного излучения в двухчастотное / Ильин Г.И., Морозов О.Г. (Казан, авиац. ин-т им. А.Н. Туполева). №3578456/31-25; Заявл. 13.04.83.

94. Гринев А.Ю. Устройства управления излучением оптических квантовых генераторов / М.: МАИ. 1979. 64 с.

95. Модуляция и отклонение оптического излучения / Катыс Г.П., Кравцов Н.В., Чирков Л.Е., Коновалов С.И. М.: Наука. 1967. 176 с.

96. Пахомов ИИ. и др. Рожков О.В., Рождествин В.Н. Оптико-электронные квантовые приборы / Пахомов И.И., Рожков О.В., Рождествин В.Н. М.: Радио и связь. 1982. 456 с.

97. Телешевский В.И. Оптоэлектронные методы модуляции в фотоэлектрических системах измерения линейных и угловых величин // Измерительная техника. 1973. № 3. С. 30-34.

98. Ильин Г.И., Морозов О.Г., Польский Ю.Е. Применение амплитудно-фазового преобразования частоты лазерного излучения для создания специальных схем ЧМ-лидаров // Оптика атмосферы и океана. 1999. Т. 12. № 4. С. 360363.

99. А 1 1463010 SU 4 G02F 1/03. Двухчастотный лазерный излучатель / Ильин Г.И., Морозов О.Г., Польский Ю.Е., Терновсков В.Т. (Казан, авиац. ин-т им. А.Н. Туполева). №3890464/31-25; Заявл. 29.04.85.

100. Модулятор МЛ-5 / Техническое описание и инструкция по эксплуатации.

101. Kelly J.F., Cannon B.D., Sharpe S. W. et al. Applications of wideband FM spectroscopy to environmental and industrial process monitoring // Proceedings of SPIE. 1997. V. 3127. P. 64-102.

102. A I 1466494 SU 4 G02F 1/03. Двухчастотный лазерный излучатель / Ильин Г.И., Морозов О.Г., Польский Ю.Е. (Казан, авиац. ин-т им. А.Н. Туполева). №3891454/31-25; Заявл. 29.04.85.

103. Ярив А. Введение в оптическую электронику / М.: высшая школа. 1983.398 с.

104. А 1 1477130 SU 4 G02F 1/03. Двухчастотный лазерный излучатель / Ильин Г.И., Морозов О.Г., Польский Ю.Е. (Казан, авиац. ин-т им. А.Н. Туполева). №4033402/31-25; Заявл. 03.03.86.

105. Морозов ОТ. Двухчастотные сканирующие ЛЧМ-лидары: принципы построения и модели // Методы и средства измерения в системах контроля и управления: Сб. матер. Всерос. науч.-техн. конф. 11-12 апреля. Пенза, ПДЗ, ПТУ, 2001. С. 217-218.

106. Агишев P.P., Сагдиев P.K. Моделирование частотно-модулированного лидара с лазерным диодным излучателем // Вестник КГТУ им. А. Н. Туполева. 2000. № 1. С. 5-10.

107. Ильин Г.И., Морозов ОТ., Польский ЮЖ. Исследование методов точной настройки на контур линии поглощения // Оптика атмосферы и океана: Тез. докл. VI Междунар. симп. 23-26 июня 1999 г. Томск, ИОА СО РАН, 1999. С. 109.

108. Ильин ГЛ., Морозов ОТ., Царева MA. Особенности поведения фазы сигнала биений в дифференциальных лидарных системах // Оптика атмосферы и океана: Тез. докл. VII Междунар. симп. 16-19 июля 2000 г. Томск: ИОА СО РАН, 2000. С. 112.

109. Морозов ОТ. Оценка предельных возможностей лазерных спектрометров аэрозолей, построенных на основе модуляционных методов измерений / Казан, авиац. ин-т. Казань. 1986. 11 с. Деп. в ВИНИТИ 26.03.86, 2004-В86.

110. Морозов ОТ. Оптическая рефлектометрия в системах экологического мониторинга // Экологическая безопасность регионов России и риск от техногенных катастроф: Сб. матер, межрегион, пост, действ, семин. 26-27 апреля. Пенза, ПДЗ, 2001. С. 113-114.

111. Шереметьев А.Г. Волоконно-оптический гироскоп / М.: Радио и связь. 1987. 152 с.

112. Гуляев Ю.В. и др. Модуляционные эффекты в волоконных световодах и их применение / Ю.В. Гуляев, М.Я. Меш, В.В. Проклов. М.: Радио и связь. 1991. 152 с.

113. Крейерман Г.Е., Меш М.Я., Проклов В.В. Особенности электрооптического эффекта в одномодовом волоконном световоде И Квантовая электроника. 1989. Т. 16. № 6. С. 1257-1260.

114. Свечников Г. С. Элементы интегральной оптики / М.: Радио и связь. 1987. 104 с.

115. Weiss J.D. Fiber Optic Strain Gauge // J. of Lightwave Tech. 1989. V. 7. №9. P. 1308-1318.

116. Taylor H.F. Bending effects in optical fibers I I J. of Lightwave Tech. 1984. V. LT-2. № 5. P. 617-628.

117. Carome E.F., Koo K.P. Multimode coupled waveguide acoustic sensors // Optics Lett. 1980. V. 5. № 8. P. 359-361.

118. Ulrich R., Rashleigh S.C., EickhoffW. Bending induced birefringence in single-mode fibers // Optics Lett., 1980. V. 5., № 6. P. 273-275.

119. Marcuse D. Curvature loss formula for optical fibers // J. Opt. Soc Amer. 1976. V. 66. P. 260-220.

120. Кучикян Л.М. Физическая оптика волоконных световодов / М.: Энергия. 1979. 192 с.

121. Григорьянц В.В., Чаморовский Ю.К. Диагностика волоконных световодов и оптических кабелей методом обратного рассеяния //В сб.: Итоги науки и техники. Сер. Радиотехника. Т.29. М.:ВИНИТИ. 1982. С. 47-79.

122. Григоряну В.В., Исаев В.А., Чаморовский Ю.К Особенности обратного рассеяния света в волоконных световодах в двухмодовом режиме // Квантовая электроника. 1987. Т. 14. № 8. С. 1237-1239.

123. Mickelson A.R., Klevhus О., Eriksud M. Backscatter readout from serial microbending sensors // J. of Lightwave Tech. 1984. V. LT-2. № 5. P. 700-709.

124. Petuchov V.M., Morozov O.G., Akhtiamov RA. Evaluation of oil and gas pipelines bedded in rivers // Nondestructive evaluation of utilities and pipelines. Proceedings of SPIE, 1996. V. 2947. P. 100-104.

125. Морозов ГА., Морозов ОТ., Ахтямов PAПетухов В.М., Седельников Ю.Е. Мониторинг условий залегания магистральных нефтепродуктопрово-дов, расположенных на дне водоемов // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. 1997. № 1.С. 28-31.

126. Petuchov V.M., Il'in G J., Morozov О.G., Pol'skii Yu. E., Akhtiamov RA. Two frequency IR-C W-LFM-lidar for monitoring of hydrocarbons and gas vapors // Infrared remote sensing. Proceedings of SPIE, 1997. V. 3122. P. 58-64.

127. Morozov GA., Akhtiamov RA., Nikolaev P.M., Nikolaev A.M., Nikolaev Y.M., Kouprianov S.S. Mobil leak detection systems for oil product pipelines // Nondestructive Evaluation of Utilities and Pipelines III. Proc. of SPIE. 1999. V. 3588. P. 90-98.

128. BocouetJ. С., Noel J. Strain gauge //Proceedings of SPIE. 1988. V.l 101.

129. Fields J. N., Asawa С. K„ Ramer O. G., Barnoski M. К. II J. Acoust. Soc. Am. 1980, V. 67.

130. Davis M. S„ Bellemore D. G, Kersey A. D. U Proceedings of SPIE. 1996. V. 2718.

131. Дайкун Дж., Кулшав Б. Волоконно-оптические датчики / М.: Мир. 1992. 456 с.

132. Barton I.S., Saoudi М.К. II J. Phys. Е. Sci. Instrum. 1986. V. 19. № 1.

133. Ulrich R. // Techn. Mess. 1986. V. 53. № 2.

134. Wakura Hisazumi, Yoshikava Hiroshi, Ohno Yutaka and others 11 Trans. Inst. Electron., Inf. and Commun. 1991. V. 74. № 8.

135. Польский Ю.Е., Морозов ОТ. Единое поле комплексированных волоконно-оптических датчиков в системах контроля безопасности скоростных транспортных средств // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. 1997. № 1. С. 39-41.

136. Г.И.Ильин, Ю.Е.Польский. Динамический диапазон и точность радиотехнических и оптоэлектронных измерительных систем // Итоги науки и техники, сер. Радиотехника / М.: ВИНИТИ. 1989. т.39. с. 67-113.

137. U 1 7501 RU 6G01 L 9/00. Устройство измерения давления в трубопроводах / Морозов Г.А., Ахтямов Р.А., Пьянков Б.Л., Якутенков А.А., Петухов В.М. (Казан, авиац. ин-т им. А.Н. Туполева). №97100460/20; Заявл. 10.01.97 // Бюллетень изобретений. 1998. №8.

138. Fiber optic sensors. An introduction for engineer and scientists. / Ed. by E. Udd. New York, John Wiley and Sons Inc. 2001.

139. Hotate K., Song X., He Z. Stress-location measurements along an optical fiber by synthesis of triangle-shaped optical coherence function. // IEEE Photonics Technology Letters. 2001. V. 13. № 3.

140. Технология и тестирование систем WDM. Руководство по современным волоконно-оптическим сетям / EXFO Electrooptical Engineering Inc. при участии ТЕЛЕКОМ ТРАНСПОРТ. 2001. (CD-ROM).

141. Морозов ОТ. Аналоговые технологии переходного периода для инфотелекоммуникационных систем // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии: Матер. IX Междунар. Крымской конф. 13-16 сентября 1999 г. Севастополь, Крым, Украина, 1999. С. 148-149.

142. Морозов ОТ. Совместимая система цветного телевидения с двойным перемежением спектра // LVI науч. сессия, посвящен. Дню радио: Труды. Москва, РНТО РЭС им. А. С. Попова, 2001. С. 114-116.

143. Морозов ОТ. Амплитудно-фазовое преобразование частоты в системах временной и частотной рефлектометрии волоконно-оптических информационных и измерительных сетей // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2004. Т.7. №1. С. 63-70.

144. II'in G.I., Morozov O.G.y Pol'skii Yu.E. Metrological features of laser interferometers with frequency conversion in supporting channel // Optical Measurement Systems and Industrial Inspection. Proceedings of SPIE, 1999. V. 3824. P. 162-168.

145. Морозов ОТ. О применении телевизионных датчиков в качестве фотоприемников лидарных систем // Оптика атмосферы и океана: Тез. докл. III межреспуб. симп. 2-5 июля 1996 г. Томск, ИОА ТФ РАН, 1996. С. 181.

146. Морозов ОТ Встроенные волоконно-оптические датчики для мониторинга инфраструктуры // Проблемы строительства, инженерного обеспечения и экологии городов: Сб. матер III Всерос. науч. конф. Пенза, ПДЗ, 2001. С. 16-17.

147. А 1 1200368 SU 4 Н05К 3/53. Устройство для заряда накопительного конденсатора / Ильин Г.И. , Морозов О.Г., Польский Ю.Е., Терновсков В.Т. (Казан, авиац. ин-т им. А.Н. Туполева). №3370285/24-21; Заявл. 23.12.81 // Бюллетень изобретений. 1985. № 47.

148. Ильин Г.И., Морозов ОТ., Польский Ю.Е., Терновсков В.Т., Хайруллин НТ. Блок импульсной накачки лидарных комплексов // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т. 8. № 5. С. 762-765.

149. Zalyalov R.G., Akhtiamov RA., Morozov GA., Morozov O.G., Pol'skii Yu.E. Optical frequency domain reflectometer for fiber structural testing // Optical Measurement Systems and Industrial Inspection. Proceedings of SPIE, 1999. V. 3824. P. 274-279.

150. Morozov GA., Morozov O.G. Online NDE monitoring for microwave reticulation of thermosetting resins // Nondestructive Evaluation of Materials and Composites II. Proceedings of SPIE, 1998. V.3396. P. 264-270.

151. Саидов ФА., Дорогое Н.В., Морозов ОТ, Плохое НА. Автоматизированная система измерения и контроля параметров электродвигателей постоянного тока стрелочных электроприводов // Автоматика, телемеханика и связь. 1996. № И. С. 28-30.

152. U 1 3083 RU 6 G01R 31/34. Устройство для диагностики электродвигателей постоянного тока / Морозов О.Г., Дорогов Н.В., Плахов H.A., Саидов Ф.А., Гадельшин P.M. № 95109608/20; Заявл. 07.06.95 // Бюлл. ИПМ. 1996. № 4.

153. U 1 23333 RU 7 G01N 33/26. Устройство для анализа состава сырой нефти / Галимов Р.Х., Морозов О.Г., Морозов Г.А. и др. (Галимов Р.Х., Морозов О.Г., Морозов Г.А. и др.). №2002101820/20; Заявл. 25.01.2002 // Бюллетень ИПМ. 2002. № 16.

154. U 1 34253 RU 7 G01N 33/26. Устройство для анализа состава сырой нефти / Гадимое Р.Х. , Морозов О.Г., Морозов Г.А. и др. (ОАО «Шешмаойл»). №2003114691/20; Заявл. 21.05.2003 // Бюллетень ИПМ. 2003. № 33.

155. Воробьев HT., Морозов ГА., Морозов ОТ., Самигуллин Р.Р. Оценка метрологических характеристик автоматизированных микроволновых модулей для анализа состава сырой нефти // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2004. Т.7. №1. С. 76-79.

156. Morozov O.G., Pol'skii Yu.E. Perspectives of fiber sensors based on optical reflectometry for nondestructive evaluation I I Nondestructive evaluation of materials and composites. Proceedings of SPIE, 1996. V. 2944. P. 178-183.

157. УДК 535.3+535.4+621.373.826+681.586

158. СИММЕТРИЧНАЯ ДВУХЧАСТОТНАЯ РЕФЛЕКТОМЕТРИЯ В ЛАЗЕРНЫХ СИСТЕМАХ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ПРИРОДНОЙ И ИСКУССТВЕННЫХ СРЕД

159. Специальность 05.11.13 «Приборы и методы контроля природной среды,веществ, материалов и изделий»