CC BY
34
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 681.7.063
МЕТОД ПОНИЖЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ВОЛОКОННЫХ БРЭГГОВСКИХ РЕШЕТОК С ПОМОЩЬЮ ЭФФЕКТА ФОТОХРОМИЗМА С.В. Варжель, А.В. Куликов, В.С. Брунов, В.А. Асеев
Представлены результаты апробирования метода понижения коэффициента отражения волоконных брэгговских решеток II типа с помощью эффекта фотохромизма, возникающего в результате их облучения сфокусированным излучением КгЕ эксимерного лазера.
Ключевые слова: волоконная брэгговская решетка, фотохромизм, эксимерный лазер.
Один из методов получения высокоэффективных отражательных брэгговских решеток в волноводах из германо-силикатного стекла - это облучение сквозь фазовую маску оптического волокна (ОВ) одиночным импульсом эксимерного лазера с плотностью энергии, близкой к порогу разрушения материала (~1 Дж/см2). При такой плотности энергии в ОВ возникает решетка показателя преломления с глубиной модуляции, достигающей 6*10-3, такая волноводная структура называется волоконной брэггов-ской решеткой (ВБР) II типа и характеризуется коэффициентом отражения, близким к 100% [1]. Часто для практического применения требуются решетки также и с меньшей эффективностью. Для этого был предложен и апробирован метод понижения коэффициента отражения ВБР II типа, в основе которого лежит эффект фотохромизма, возникающий в результате облучения записанных решеток сфокусированным излучением КгБ эксимерного лазера.
Установка для облучения ВБР II типа сфокусированным лазерным излучением отличается от схемы записи брэгговских решеток, представленной авторами в работе [2], тем, что из нее убрана фазовая маска. В результате облучения участка ОВ с ВБР II типа сфокусированным излучением эксимерного лазера идет постепенное уменьшение ее коэффициента отражения до необходимого значения. Изменение частоты следования лазерных импульсов и плотности энергии излучения, сфокусированного на поверхность ОВ, позволяет регулировать скорость уменьшения эффективности решетки (чем меньше эта скорость, тем больше точность достижения требуемого коэффициента отражения). На рисунке продемонстрирован процесс уменьшения коэффициента отражения ВБР II типа при ее облучении сфокусированным пучком эксимерного лазера.
R, о.е. Г.
i : ; i ¡i
500 'i r 1 A* (k
'i ■ vV ' vi "/ V ll> 1 Lr nv: r /■
14- IM" 14'' i-.ч i-:¡ X, нм
Рисунок. Спектры отражения решетки до (пунктирная линия) и после (сплошная линия) облучения сфокусированным излучением эксимерного лазера. Штриховой линией обозначен промежуточный спектр
В ходе эксперимента коэффициент отражения решетки был уменьшен от исходных 100% до 35-40%. Наличие двух пиков отражения на рисунке связано с тем, что в эксперименте используется дву-лучепреломляющее ОВ [2].
В настоящей работе авторами предложен метод понижения коэффициента отражения ВБР II типа, который позволяет достигать требуемого коэффициента отражения с точностью, зависящей от условий облучения (частота следования лазерных импульсов, плотность энергии излучения). Этот способ может быть положен в основу технологии создания чувствительных элементов фазовых интерферометрических датчиков различных физических величин на основе ВБР.
1. Reekie L., Archambault J.-L., Russell P.St.J. 100% reflectivity fibre gratings produced by a single excimer laser pulse // OSA/OFC. - 1993. - Рaper PD14. - P. 327-330.
2. Варжель С.В., Куликов А.В., Асеев В.А., Брунов В.С., Калько В.Г., Артеев В.А. Запись узкополосных волоконных брэгговских отражателей одиночным импульсом эксимерного лазера методом фазовой маски // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. - 2011. - № 5. - С. 27-30.
Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики, 2012, № 1 (77)
Варжель Сергей Владимирович - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, аспирант, [email protected]
Куликов Андрей Владимирович - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, аспирант, [email protected]
Брунов Вячеслав Сергеевич - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, студент, [email protected]
Асеев Владимир Анатольевич - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, научный сотрудник, [email protected]
УДК 681.5 + 531
ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ТЕНЗОРОВ ИНЕРЦИИ ТЕЛ НА СФЕРИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЯХ С МЕДЛЕННЫМ СОБСТВЕННЫМ ВРАЩЕНИЕМ С.Н. Шаховал, Г.И. Мельников
Предлагается метод идентификации тензора инерции тела, использующий полупрограммное движение тестируемого тела с быстрым неравномерным реверсивно-симметричным вращением вокруг вертикальной оси прецессии и сравнительно медленным согласованным вращением вокруг наклонной подвижной оси собственного вращения. Ключевые слова: тензор инерции, собственное вращение, реверсивно-симметричное движение, параметрическая идентификация.
Элементы тензора инерции определяются либо на вращениях вокруг шести неподвижных осей, либо на прецессии, дополненной одним осевым вращением. При этом применяется реверсивно-симметричный характер движения [1, 2]. В одном из вариантов шесть осевых вращений связаны переходными процессами угловой выставки тела относительно неподвижной оси, что характеризуется снижением точности и дополнительными затратами времени. В связи с этим в данной работе предлагается вариант, в котором осуществляется двухосная полупрограммная реверсивно-симметричная прецессия тестируемого тела, при условии, что угловая скорость собственного вращения тела на порядок меньше угловой скорости прецессионного движения вокруг вертикальной оси (рисунок). При таком условии весьма медленное собственное вращение обеспечивает на протяжении полного собственного оборота совпадение с вертикальной осью прецессии всех линий вокруг наклонной оси собственного вращения кругового конуса, связанного условно с телом (подвижного аксоида), что заменяет пять переходных процессов смены осей. Собственная угловая скорость тела вносит лишь малые изменения в величину и направление (угол у на рисунке) вектора угловой скорости сферического движения тела. Вращения вокруг двух осей предполагаются синхронными реверсивно-симметричными, содержащими симметричное движение в обратном направлении.
Пусть ю1 = \\ к1 - переменная угловая скорость прецессии тела вокруг вертикальной оси 0хх, меняющая направление при обратном движении; е1 - угловое ускорение прецессии; ф - угол поворота тела вокруг наклонной оси собственного вращения тела; ю2 = ф к - угловая скорость вращения вокруг наклонной оси. Предполагаем ю1 >> ю2. Тогда в первом приближении угловую скорость ю2 вращения вокруг наклонной оси можно не учитывать. Нас интересует только изменение с течением времени углового положения тела относительно оси 02х. Пусть в процессе испытания тело совершило два оборота замедленного вращения вокруг оси 02 в положительном направлении и два оборота симметричного разгона в обратном направлении. Считаем, что в виду симметричности пары движений работы сил трения в обоих направлениях равны. Работы силы тяжести неуравновешенного тела на полном обороте по углу ф
равны нулю в виду вертикальности оси прецессии 021. Программные движения [3] осуществляются двумя электродвигателями (рисунок). Назначим на угловом интервале 0 < ф< 4л пять полных оборотов,
Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики, 2012, № 1 (77)
