izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"izmertech-468Research ArticleМЕХАНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯMECHANICAL MEASUREMENTSОптимизация структуры оптического векторного датчика изгибов и напряжений на основе микроструктурированного волокна с тремя сердцевинамиГончаренкоИ. А.noemail@neicon.ruМарсиньякМ. .noemail@neicon.ruКонойкоА. И.noemail@neicon.ruРябцевВ. Н.v.reabtsev@gmail.comКомандно-инженерный институт МЧС Республики Беларусь, Минск, РеспубликаБеларусьRussian FederationНациональный институт связи, Варшава, ПольшаRussian FederationИнститут физики Национальной Академии наук Беларуси, Минск, Республика БеларусьRussian Federation201307022023014549Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/468

Предложен оптический датчик с чувствительным элементом в виде микроструктурированного волокна с тремя сердцевинамидля измерений направления, величины и локализации изгибов и напряжения в строительных и инженерных конструкциях. Проанализировано распределение полей мод в сердцевинах волокна в зависимости от его структуры и изгиба. Рассмотрена оптимизация параметров чувствительного элемента датчика.

The optical sensor for direction and values measurementsand localization of bends and stresses in building and engineering structures is proposed. The sensitive element of the sensor is the microstructure fiber with three cores. The distribution of mode fields in fiber cores depending on fiber structure and bend is analyzed. The optimization of the sensitive element parameters depending on its application is considered.

оптический датчикмикроструктурированное волокно с несколькими сердцевинамиизгиб волокнараспределение полей модметод линийoptical sensormicrostructured multicore fiberfiber bendmode field distributionmethod of linesReferencesГуляев Ю.В.и др.Волоконно-оптичеcкие технологии, устройства, датчики и системы // «Фотон-экспресс» – Наука. 2005.№6. С. 114–127.Гуляев Ю.В.и др.Волоконно-оптичеcкие технологии, устройства, датчики и системы // «Фотон-экспресс» – Наука. 2005.№6. С. 114–127.Гармаш В.Б. и др.Возможности, задачи и перспективы волоконно-оптических измерительных систем в современном приборостроении // Там же. С. 128–140.Гармаш В.Б. и др.Возможности, задачи и перспективы волоконно-оптических измерительных систем в современном приборостроении // Там же. С. 128–140.Connolly C.Structuralmonitoringwithfibreoptics // Europhotonics. 2009. N2–3. P.16–18.Connolly C.Structuralmonitoringwithfibreoptics // Europhotonics. 2009. N2–3. P.16–18.Удд Э. Волоконно-оптические датчики. Вводный курс для инженеров и научных работников. М.: Техносфера, 2008.Удд Э. Волоконно-оптические датчики. Вводный курс для инженеров и научных работников. М.: Техносфера, 2008.Inaudi D., del GrossoA. Fiber optic sensors for structural control // Proc. 14th World Conf. Earthquake Engineering. Beijing (China),2008. S 25-013.Inaudi D., del GrossoA. Fiber optic sensors for structural control // Proc. 14th World Conf. Earthquake Engineering. Beijing (China),2008. S 25-013.Broeng J. е. а.Photonic crystal fibers: a new class of optical waveguides // Opt. Fiber Technol. 1999. V.5. N3. P.305–330.Broeng J. е. а.Photonic crystal fibers: a new class of optical waveguides // Opt. Fiber Technol. 1999. V.5. N3. P.305–330.Broeng J.е. а.Waveguidance by the photonic bandgap effect in optical fibres // J. Opt. A: Pure & Appl. Opt. 1999. V.1. N4. P.477–482.Broeng J.е. а.Waveguidance by the photonic bandgap effect in optical fibres // J. Opt. A: Pure & Appl. Opt. 1999. V.1. N4. P.477–482.Russell P. Photonic crystal fibers // Science. 2003. V.299. P.358–362.Russell P. Photonic crystal fibers // Science. 2003. V.299. P.358–362.Russell P.St.J. Photonic-crystal fibers // J. Lightwave Technol. 2006. V.24. N12. P.4729–4749.Russell P.St.J. Photonic-crystal fibers // J. Lightwave Technol. 2006. V.24. N12. P.4729–4749.Roberts P.J., Shepherd T.J. The guidance properties of multi-core photonic crystal fibres // J. Opt. A.: Pure&Appl. Opt. 2001.V.3. P. S133–S140.Roberts P.J., Shepherd T.J. The guidance properties of multi-core photonic crystal fibres // J. Opt. A.: Pure&Appl. Opt. 2001.V.3. P. S133–S140.Zhang L., Yang C. A novel polarization splitter based on the photonic crystal fiber with nonidentical dual cores // IEEE Photon. Technol. Lett. 2004. V.16. P. 1670–1672.Zhang L., Yang C. A novel polarization splitter based on the photonic crystal fiber with nonidentical dual cores // IEEE Photon. Technol. Lett. 2004. V.16. P. 1670–1672.Mafi A., Moloney J.V. Shaping modes in multicore photonic crystal fiber // IEEE Photon. Technol. Lett. 2005. V.17. P. 348–350.Mafi A., Moloney J.V. Shaping modes in multicore photonic crystal fiber // IEEE Photon. Technol. Lett. 2005. V.17. P. 348–350.Rothwell J.H.е. а.Photonic sensing based on variation of propagation properties of photonic crystal fibres // Opt. Express. 2006. V. 14. N 25. P. 12445–12450.Rothwell J.H.е. а.Photonic sensing based on variation of propagation properties of photonic crystal fibres // Opt. Express. 2006. V. 14. N 25. P. 12445–12450.Гончаренко И.А. Излучение и потери на изгибе в микроструктурированных волокнах с несколькими сердцевинами // Вестник Фонда фундаментальных исследований. 2006. №3. С.91–98.Гончаренко И.А. Излучение и потери на изгибе в микроструктурированных волокнах с несколькими сердцевинами // Вестник Фонда фундаментальных исследований. 2006. №3. С.91–98.Goncharenko I.A., Marciniak M. Analysis of propagation of orthogonally polarized supermode in straight and curved multicore microstructured fibres // J. Telecom.and Inform. Technol. 2007. N4. P.63–69.Goncharenko I.A., Marciniak M. Analysis of propagation of orthogonally polarized supermode in straight and curved multicore microstructured fibres // J. Telecom.and Inform. Technol. 2007. N4. P.63–69.Burnett J.G., Blanchard P.M., Greenaway A.H. Optical fibre-based vectoral shape sensor // Strain. 2000. V. 36. N 3. P. 127–133.Burnett J.G., Blanchard P.M., Greenaway A.H. Optical fibre-based vectoral shape sensor // Strain. 2000. V. 36. N 3. P. 127–133.Blanchard P. M. e. a. Two-dimensional bend sensing with a single, multi-core optical fibre // Smart Material Structures. 2000. N 9. P. 132–140.Blanchard P. M. e. a. Two-dimensional bend sensing with a single, multi-core optical fibre // Smart Material Structures. 2000. N 9. P. 132–140.Pregla R. The method of lines as generalized transmission line technique for the analysis of multilayered structures // Int. J. Electronics Communications (AEÜ). 1996. V.50. N3. P. 293–300.Pregla R. The method of lines as generalized transmission line technique for the analysis of multilayered structures // Int. J. Electronics Communications (AEÜ). 1996. V.50. N3. P. 293–300.Pregla R. The method of lines for the analysis of dielectric waveguide bends // J. Lightwave Technol. 1996. V.14. P. 634–639.Pregla R. The method of lines for the analysis of dielectric waveguide bends // J. Lightwave Technol. 1996. V.14. P. 634–639.Helfert S.F., Pregla R. The method of lines: a versatile tool for the analysis of waveguide structures // Electromagnetics. 2002. V. 22. P. 615–637.Helfert S.F., Pregla R. The method of lines: a versatile tool for the analysis of waveguide structures // Electromagnetics. 2002. V. 22. P. 615–637.Goncharenko I.A., Helfert S.F., Pregla R. Radiation loss and mode field distribution in curved holey fibers // Int. J. Electronics and Communications (AEÜ).2005. V.59.N3. P. 185–191.Goncharenko I.A., Helfert S.F., Pregla R. Radiation loss and mode field distribution in curved holey fibers // Int. J. Electronics and Communications (AEÜ).2005. V.59.N3. P. 185–191.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.