Изготовление макета миниатюрного анализатора сигналов волоконно-оптических датчиков. Исследование характеристик макета миниатюрного анализатора сигналов волоконно-оптических датчиков под действием внешних факторов. Доработка конструкции макета миниатюрного анализатора сигналов волоконно-оптических датчиков по результатам испытаний. Изготовление опытного образца миниатюрного анализатора сигналов волоконно-оптических датчиков. Испытания опытного образца миниатюрного анализатора сигналов волоконно-оптических датчиков. Доработка технологического процесса стыковки и корпусирования фотонно-интегральных модулей. Доработка конструкции фотонно-интегральных модулей по результатам испытаний. Разработка программного обеспечения для управления фотонно-интегральными модулями через внешний интерфейс

Объект исследования: приборы обработки оптических сигналов от точечных датчиков и квазираспределенных волоконно-оптических систем на основе ВБР-датчиков для определения значений различных физических воздействий, таких как сила, температура, вибрация, удар и результатов таких воздействий (деформация, напряжение) при проведении мониторинга технического состояния инженерных объектов. Цель: изготовление опытного образца миниатюрного анализатора сигналов волоконно-оптических датчиков (МАСВОД) на основе фотонных интегральных модулей (ФИМ). Разработан технологический процесс стыковки и корпусирования фотонно-интегральных модулей на основе технологических операций установки кристалла на сабмаунт, микросварки электрических выводов и стыковки с оптическим волокном, были подобраны или разработаны требуемые компоненты и комплектующие. Процесс стыковки и корпусирования был опробован на макетах фотонно-интегральных модулей и доработан в ходе изготовления опытного образца МАСВОД. Собран макет МАСВОД в виде макетов функциональных блоков миниатюрного анализатора сигналов волоконно-оптических датчиков, проверена стабильность работы в условиях эксплуатации УХЛ 4.1; описаны способы доработки конструкции образцов ФИМ и макета. Изготовлен и испытан опытный образец МАСВОД; разработано программное обеспечение (ПО), реализующее управление ФИМ и получение данных с опытного образца МАСВОД и испытательных стендов для исследования и тестирования фотонно-интегральных модулей. Разработан комплекс ПО, состоящий из ПО для микроконтроллеров испытательных стендов и ПО управления испытательными стендами для персонального компьютера. Данный комплекс ПО может быть использован для тестирования фотонно-интегральных модулей через внешний интерфейс с ПК; определены системные требования к аппаратной части для работы ПО. По результатам изготовления и опробования опытного образца МАСВОД уточнены проектная конструкторская документация, функциональные и электрические схемы элементов. Основные конструктивные, технико-эксплуатационные показатели изготовленного опытного образца МАСВОД: опытный образец выполнен в герметичном корпусе из алюминиевого сплава, корпус устройства разборный; число оптических каналов - от 1 до 16; диапазон измерения длины волны, нм: от 1510 до 1590 (1520 - 1560), количество датчиков на оптический канал, шт: 8 - для одноканальной версии, общее количество датчиков - 128; опрос линии с частотой не более 20 кГц; рабочий диапазон температур, °С: от - 40 до+70 (испытан до -50°С); изделие имеет степень защиты по ГОСТ 14254 не ниже IP65. Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели фотонно-интегральных модулей миниатюрного анализатора сигналов волоконно-оптических датчиков: малые габариты и масса, помехозащищенность, радиационная стойкость, высокие скорости обработки и передачи оптических сигналов. Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели макетов функциональных блоков миниатюрного анализатора сигналов волоконно-оптических датчиков: механические и оптические характеристики соединения фотонно-интегральных модулей с оптическим волокном стабильны в условиях эксплуатации УХЛ 4.1; обеспечена возможность температурной стабилизации макета ФИМ при испытаниях в условиях УХЛ 4.1 (согласно ГОСТ 15150 - 69). Технологические операции, используемые в технологическом процессе стыковки и корпусирования фотонно-интегральных модулей, применяются в процессах сборки микро- и оптоэлектронных устройств, однако конструктивные особенности комплектующих и параметры осуществления процессов разрабатывались с учетом функций, топологии оптической схемы и конструкции фотонно-интегральных модулей миниатюрного анализатора сигналов волоконно-оптических датчиков.