Федеральне агентство з освіти
державне освітня установа вищої
професійної освіти
Уфимський державний університет
економіки і сервісу
Кафедра МАПТС
Курсовий проект з дисципліни
«Волоконно-оптичні датчики»
Студент Абузар І.Х.
Консультант Ураксеев М.А.
Прийняв Ураксеев М.А.
Уфа 2014
Зміст:
Введення
1. Теоретична частина
.1 Електрооптичний ефект
1.2 Поляризація світла
1.3 Електрооптичний ефект в кристалах
.4 Поширення світла в анізотропному середовищі
.5 Електрооптичний ефект Керра
.6 Осередок Керра
1.7 Ефект Поккельса
2. Розрахунково-конструкторська частину
.1 Структурна схема
.2 Оптичні характеристики
.3 Розрахунок вузлів електричної принципової схеми
.3.1 Розрахунок елементів вхідного підсилювача
.3.2 Розрахунок смугового фільтра
.3.3 Розрахунок елементів аналого-цифрового перетворювача і його включення з індикаторами
3. Висновок
Список літератури
Введення
В даний час в усьому світі інтенсивно ведуться роботи зі створення оптичних систем збору, обробки і передачі інформації. У таких системах використовуються волоконно-оптичні датчики-перетворювачі різних фізичних величин. Бурхливий розвиток оптичних систем збору інформації пов'язано як з особливостями різних галузей науки і техніки, так і з чудовими властивостями цих систем. Вони іскро- і пожежо- безпечні, малогабаритні, споживають мало енергії. Вони також дозволяють створювати як локальні так і розподілені на великому просторі чутливі елементи і системи безперервного контролю. Особливо перспективні оптичні датчики у вибухонебезпечних виробництвах, системах екологічного моніторингу, підприємствах із шкідливими і пожежонебезпечними виробництвами.
За даними маркетингового агентства Frost amp; Sullivan, щорічні світові продажі оптичних датчиків в останні роки складуть близько $ 2.5 млрд з щорічним приростом 11% по всіх галузях промисловості. За оцінками Японської Асоціації розвитку оптоелектронної промисловості і технології, до 2010 року обсяги продажів зростуть до $ 5 млрд.
За останні роки збільшилося число публікацій в патентній та науково-технічній літературі (див. патенти в додатку) за новими високоефективним магнітооптичним датчикам (ВОД) фізичних величин. Роботи в цій галузі давно ведуть багато компаній: KDD (Німеччина), Toshiba (Японія), IBM, Verbatim (США) та ін.. У цих пристроях в якості чутливих використовуються магнітооптичні елементи, в основі яких лежить магнітооптичний ефект (МОЕ).
У даному курсової роботі ми спроектуємо ВОД струму на основі магнітооптичні ефекту Керра, в якому для управління, обробки, запам'ятовування та зберігання одержуваної інформації застосовується мікроконтролер.
1. Теоретична частина
. 1 Електрооптичний ефект
Електрооптичний ефект - це зміна коефіцієнта заломлення деяких матеріалів під дією електричного поля. Матеріали, що володіють такою властивістю, називають електрооптичними матеріалами. Електрооптичні ефекти бувають двох видів: 1) коефіцієнт заломлення лінійно залежить від сили поля, прикладеного до кристалу, який не має внутрішньої симетрії (наприклад, п'єзокристалами); 2) коефіцієнт пропорційний квадрату сили поля в речовинах з внутрішньої симетрією. Перший називають ефектом Поккельса, а другий - ефектом Керра. Ефект Поккельса проявляється на кристалах KDP (KH2PO4), DKDP (KD2PO4), ODP (NH4H2P04), UNbO3 і подібних їм, ефект Керра можна спостерігати в нітрогліцерині, сероуглероде і подібних їм рідинах. У техніці, наприклад в оптичного зв'язку, частіше використовують ефект Поккельса через хорошу лінійності і низького робочої напруги.
Електричне поле створює в. електрооптичних речовині анізотропію, яка породжує подвійне променезаломлення. Подвійне променезаломлення змінює поляризацію хвилі. А зміна поляризації широко використовують для модуляції світла. Під дією прикладеного до кристалу поля стають різними коефіцієнти заломлення по трьох осях кристала (в оптичних кристалах такі стани описуються еліпсоїдом рефракції), Серед цих осей z - оптична вісь, а осі х і у утворюють з площиною поляризації кути в 45 °. Неполяризоване світло лазера набуває таку поляризацію після проходження вхідного поляризатора.
...
