Физические основы работы распределенных волоконно-оптических сенсорных систем для измерения физических величин

Целью проекта является разработка и развитие принципов работы и м етодов улучшения потребительских качеств распределенных волоконно-оптических сенсоров температуры, деформаций, акустических воздействий, концентраций газа. С развитием технологий в промышленности, строительстве, нефте- и газодобычи, а также других сферах деятельности человека, растет и сложность конструкций зданий, сооружений, различных технических агрегатов и устройств. Как следствие особо важную роль играют диагностика и мониторинг их текущего технического состояния. Одними из самых современных технологий контроля температуры, а также геометрических параметров объектов являются волоконно-оптические сенсорные системы. В качестве датчиков в волоконно-оптических сенсорных системах применяются оптические волокна в которых происходит преобразование свойств света (интенсивность, спектр, поляризация и т.д.) за счет различных видов рассеяния света (рассеяние Рэлея, комбинационное рассеяние света и рассеяние Мандельштама- Бриллюэна) или отражений от различных структур (показателя преломления, дифракционных структур). При этом параметры преобразования света зависит от внешних физических условий таких как температура и деформация. Благодаря полностью оптической реализации такие сенсорные системы не подвержены влиянию электромагнитных помех, пожаро- и взрывобезопасны и, как результат, являются стандартом в некоторых областях промышленности. Несмотря на высокую степень внедрения ряда волоконно-оптических датчиков в реальных секторах экономики, на сегодняшний день существует множество научно-исследовательских задач, связанных с разработкой новых или с улучшением характеристик существующих сенсоров. В частности, стоят задачи улучшения точности, увеличения быстродействия, повышение вибрационной стабильности, миниатюризации и т. д. При этом планируется комплексное решение поставленных задач - от разработки физических основ самого чувствительности элемента и устройств его опроса, заканчивая алгоритмами обработки получаемых сигналов.