ПОДХОДЫ К МОДЕЛИРОВАНИЮ ОПТИЧЕСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Автор: Роман Михайлович Мельников

Соавторы: К.А. Сафарян, А.А. Оглезнев, А.Н. Кондрашов

Организация: Пермский государственный национальный исследовательский университет

ПОДХОДЫ К МОДЕЛИРОВАНИЮ ОПТИЧЕСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

В работе проводится сравнение волнового и лучевого подходов к моделированию многокомпонентных оптоволоконных измерительных систем. Сравнение проводилось по критериям скорости вычислений и точности результатов расчета, которые верифицировались данными натурных испытаний. На основании проведенных тестов показана эффективность совместного использования Гамильтонова формализма для трассировки луча [1-2], движущегося в неоднородной оптической среде (Рисунок 1а), и соотношений Френеля для моделирования его поведения на границах раздела [3]. Продемонстрированы возможности разработанного подхода для высокоточного предсказания отклика датчиков перемещения и температуры на волоконных Брэгговских решётках (Рисунок 1б), а также соединительных и терминальных компонентах оптоволоконных линий связи.

Результаты работы ложатся в основу вычислительного модуля инженерного пакета прикладного программного обеспечения для проектирования комплексных оптических систем. Разрабатываемый программный продукт позволит сократить временные и финансовые затраты на начальных этапах жизненного цикла оптоволоконных компонентов.

1.Chaves J. Introduction to nonimaging optics. – CRC press, 2008.

2.Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория поля. – Москва; Ленинград: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1941.

 

3.Born M., Wolf E. Principles of optics: electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light. – Elsevier, 2013.