priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2024-67-1-96-102pribor-10Research ArticleОПТИЧЕСКИЕ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И КОМПЛЕКСЫOPTICAL AND OPTOELECTRONIC DEVICES AND COMPLEXESИсследование параметров микроизгибов одномодового оптического волокна для датчиков массыStudy of microbending parameters of single-mode optical fiber for mass sensorsКоваленкоТ. Г.KovalenkoT. G.

Татьяна Георгиевна Коваленко - аспирант; кафедра физических и математических основ информатики

Минск

Tatiana G. Kovalenko - Post-Graduate Student; Department of Physical and Mathematical Foundations of Computer Science

Minsk

t.kovalenko@bsac.byЗеневичА. О.ZenevichA. O.

Андрей Олегович Зеневич - д-р. техн. наук, профессор; ректор

Минск

Andrey O. Zenevich - Dr. Sci., Professor; Rector

Minsk

a.zenevich@bsac.byЖдановичС. В.ZhdanovichS. V.

Сергей Вячеславович Жданович - канд. техн. наук, доцент; заведующий лабораторией

Минск

Sergey V. Zhdanovich - PhD, Associate Professor; Industry Laboratory of Advanced Information and Communication Technologies; Head of the Laboratory

Minsk

zsvzsv@tut.byНовиковЕ. В.NovikovE. V.

Евгений Владимирович Новиков - канд. техн. наук, доцент; Институт современных технологий связи; директор

Минск

Evgeny V. Novikov - PhD, Associate Professor; Institute of Modern Communication Technologies; Director

Minsk

e.novikov@bsac.byМатковскаяТ. А.MatkovskayaT. A.

Татьяна Александровна Матковская - аспирант; кафедра физических и математических основ информатики

Минск

Tatiana A. Matkovskaya - Post-Graduate Student; Department of Physical and Mathematical Foundations of Computer Science

Minsk

tandem7m@gmail.comБелорусская государственная академия связиBelarusian State Academy of Communications20242311202467196102Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20242024Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/10

Исследуется возможность создания волоконно-оптического датчика массы с использованием микроизгибов одномодового оптического волокна. Определено, что при постоянном значении массы воздействия на микроизгиб увеличение диаметра его формирования приводит к ослаблению мощности оптического излучения на микроизгибе. Предложена экспериментальная установка, с помощью которой определено, что наибольшее значение чувствительности к массе воздействия наблюдается для оптоволокна G 655 при всех используемых длинах волн. Максимальная чувствительность для оптоволокна G 655 получена при длине волны 1625 нм. Установлено, что для определения массы с помощью микроизгибов оводномодового оптического волокна целесообразно использовать микроизгибы, формируемые металлической проволокой диаметром 200 мкм, длину волны 1625 нм и оптоволокно G 655.

The possibility of creating a fiber-optic mass sensor using microbends of single-mode optical fiber is investigated. It is found that for a constant value of the mass influencing the microbend, an increase in the microbend formation diameter leads to a weakening of the power of optical radiation at the microbend. An experimental setup is proposed and used to deduce that the highest sensitivity to impact mass is observed for optical fiber G 655 at all the wavelengths applied. The maximum sensitivity for optical fiber G 655 is obtained at a wavelength of 1625 nm. It is established that for mass determination with microbends of single-mode optical fiber, it is advisable to use microbends formed by a metal wire with a diameter of 200 μm, a wavelength of 1625 nm, and the G 655 optical fiber.

микроизгибодномодовое оптическое волокноволоконно-оптический датчикослабление мощности оптического излучениядатчик массыmicrobendingsingle-mode optical fiberfiber-optic sensoroptical power attenuationmass sensorReferencesГулаков И. Р., Зеневич А. О. Волоконно-оптические датчики физических величин: Монография. Минск : Белорусская гос. академия связи, 2022. 367 с.Gulakov I.R., Zenevich A.O. Volokonno-opticheskiye datchiki fizicheskikh velichin (Fiber-Optic Sensors of Physical Quantities), Minsk, 2022, 367 р. (in Russ.)Udd E. Fiber Optic Sensors: An Introduction for Engineers and Scientists. Wiley, 2011.Udd E. Fiber Optic Sensors: An Introduction for Engineers and Scientists, 2011.Качура С. М., Постнов В. И. Перспективные оптоволоконные датчики и их применение (обзор) // Композиционные материалы. Тр. ВИАМ. 2019. № 5 (77).Kachura S.M., Postnov V.I. Composite Materials. Proceedings of VIAM, 2019, no. 5(77). (in Russ.)Дмитриев С. А., Слепов Н. Н. Волоконно-оптическая техника: современное состояние и новые перспективы. М.: Техносфера, 2010. 607 c.Dmitriev S.A., Slepov N.N. Volokonno-opticheskaya tekhnika: sovremennoye sostoyaniye i novyye perspektivy (Fiber-Optic Technique: the Current State and New Prospects), Moscow, 2010, 607 р. (in Russ.)Jurgen F., Vi-Rander J. Optical communications. Components and Systems: Analysis, Design, Optimization, Application. Harrow, UK: Alpha Science Intern. Ltd, 2000. 717 p.Jurgen F., Vi-rander J. Optical Communications. Components and Systems: Analysis: Design: Optimization: Application, Harrow, UK, Alpha Science International Ltd, 2000, 717 p.Компоненты волоконно-оптических линий связи: Учеб. пособие / И. Р. Гулаков, А. О. Зеневич, Т. М. Мансуров. Минск: Белорусская гос. академия связи, 2020. 336 с.Gulakov I.R., Zenevich A.O., Mansurov T.M. Komponenty volokonno-opticheskikh liniy svyazi (Components of Fiber Optic Communication Lines), Minsk, 2020, 336 р. (in Russ.)Connolly C. Structural monitoring with fibre optics // Europhotonics. 2009. N 2—3. P. 16—18.Connolly C. Europhotonics, 2009, no. 2-3, pp. 16–18.Волоконно-оптические датчики для контроля параметров состояния объектов и окружающей среды в задачах мониторинга / А. И. Вялышев, В. М. Добров, А. А. Долгов, О. В. Бутов, А. Ю. Плешков // Природообустройство. 2014. № 3. С. 32—37.Vyalyshev A.I., Dobrov V.M., Dolgov A.A., Butov O.V., Pleshkov A.Y. Natural Resources Management, 2014, no. 3, pp. 32–37. (in Russ.)Гончаренко И. А., Рябцев В. Н. Датчики контроля состояния инженерных и строительных конструкций на основе оптических волноводных структур // Вестн. Командно-инженерного ин-та МЧС Республики Беларусь. 2013. № 2 (18).Goncharenko I.A., Reabtsev V.N. Newsletter Command and Engineering Institute of the Ministry of Emergency Situations Republic of Belarus, 2013, no. 2(18). (in Russ.)Датчик обнаружения проникновения на основе макроизгиба одномодового оптического волокна / А. О. Зеневич, Т. М. Лукашик, Е. В. Новиков, С. В. Жданович, Г. В. Василевский, А. А. Лагутик // Веснiк сувязi. 2020. № 1. С. 56—59.Zenevich A.O., Lukashik T.M., Novikov Е.V., Zhdanovich S.V., Vasileuski G.V., Lagutik A.A. Vesnik suvyazi, 2020, no. 1, pp. 56–59. (in Russ.)Применение волоконно-оптических датчиков на основе макроизгиба в системах мониторинга безопасности объектов / А. О. Зеневич, Е. В. Новиков, О. М. Солиев, С. В. Жданович, Т. М. Лукашик, Г. В. Василевский, А. А. Лагутик // Веснiк сувязi. 2020. № 5. С. 50—53.Zenevich A.O., Novikov Е.V., Soliev О.М., Zhdanovich S.V., Lukashik T.M., Vasileuski G.V., Lagutik A.A. Vesnik suvyazi, 2020, no. 5, pp. 50–53. (in Russ.)Исследование характеристик мультидатчика на основе оптического волокна / А. О. Зеневич, С. В. Жданович, Г. В. Василевский, А. А. Лагутик, Т. Г. Коваленко, Т. М. Лукашик // Докл. БГУИР. 2021. Т. 19, № 1. С. 70—78.Zenevich A.O., Zhdanovich S.V., Vasileuski G.V., Lagutik A.A., Kovalenko Т.G., Lukashik T.M. Doklady BGUIR, 2021, no. 1(19), pp. 70–78. (in Russ.)Использование макроизгиба оптоволокна в качестве основы для создания датчика массы / Г. В. Василевский, А. О. Зеневич, С. В. Жданович, Т. М. Лукашик, А. А. Лагутик // Изв. вузов. Приборостроение. 2020. Т. 63, № 10. С. 930—937.Vasileuski G.V., Zenevich A.O., Zhdanovich S.V., Lukashik T.M., Lagutik A.A. Journal of Instrument Engineering, 2020, no. 10(63), pp. 930–937. (in Russ.)Laferriere J., Lietaert G., Taws R., Wolszczak S. Reference Guide to Fiber Optic Testing. Saint-Etienne: JDS Uniphase Corporation. 2011. 172 р [Электронный ресурс]: https://cms.trsrentelco.com/sites/default/files/content/resource/pdf/2022-01/viavi_fiber_optic_guide_book_-_volume_1_pocket_guide_en.pdf, 05.06.2023.Laferriere J., Lietaert G., Taws R., Wolszczak S. Reference Guide to Fiber Optic Testing, Saint-Etienne, JDS Uniphase Corporation, 2011, 172 р., https://cms.trsrentelco.com/sites/default/files/content/resource/pdf/2022-01/viavi_fiber_optic_guide_book_-_volume_1_pocket_guide_en.pdf.Листвин А. В., Листвин В. Н., Швырков Д. В. Оптические волокна для линий связи. М.: Изд-во ЛЕСАРарт, 2003. 288 с.Listvin A.V., Listvin V.N., Shvyrkov D.V. Opticheskiye volokna dlya liniy svyazi (Optical Fibers for Communication Lines), Moscow, 2003, 288 р. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.