Инновации в образовании Лаборатория волоконно-оптических датчиков
Установка для изучения влияния магнитного поля на волоконно-оптический гироскоп
Аспиранты кафедры ФиТОС, (слева направо):
С.Тараканов и Р.Олехнович
В рамках научно-образовательного направления «Встроенные вычислительные системы» Инновационной образовательной программы создается учебно-научно-производственная лаборатория по волоконно-оптическим навигационным приборам.
Она будет состоять из пяти участков:
•измерительного,
•волоконных технологий,
•электроники и вычислительной техники,
•вакуумного,
•измерения параметров волоконно-оптических датчиков и схем их управления.
На измерительном участке будут использоваться для измерения параметров оптического волокна оптические рефлектометры, для прецизионного контроля и согласования оптических элементов – поляризационные интерферометры. На этом участке студенты будут получать навыки измерения таких параметров оптического волокна, как затухание, числовая апертура, длина биений при распостранении света в волокнах с сохранением поляризации.На втором участке будут создаваться конструкции волоконно-оптических датчиков, например интерферометр Саньяка для волоконно-оптического гироскопа (ВОГ). Студенты научатся подготавливать, сваривать оптические волокна и защищать место их соединения,ознакомятся с технологиями создания оптических разьемов.Студенты, работающие на третьем участке получат навыки в разработке и настройке электрических схем,программировании логических схем и написании программного обеспечения для вычислительных комплексов, используемых для обработки сигналов и управления волоконно-оптическими устройствами. На вакумном участке будут производиться, в том числе и с участием студентов, процессы напыления и фотолитографии для изготовления и обработки перспективных интегрально-оптических элементов и схем. На последнем участке студенты изучат методы измерения параметров, калибровки и настройки датчиков.Таким образом, особенностью лаборатории является участие ее в научной и производственной деятельности студентов IV и V курсов трех специальностей. В настоящее время сотрудники кафедры физики и техники оптической связи уже ведут работы по проектированию ВОГ навигационного класса точности. Изготовлен действующий макет прибора, проведены испытания прибора на определение минимально обнаружимой угловой скорости вращения, на чувствительность к температуре и градиенту температуры и на чувствительность к магнитному полю.
Вся упомянутая работа выполняется благодаря многолетнему сотрудничеству университета и ЦНИИ «Электроприбор» по разработке навигационных приборов.
Навигационные приборы – основа комплексов управления для транспортных средств подводного и космического базирования. Точностные параметры и стоимость навигационных комплексов, а также важность задач, которые они решают, ставят эти приборы в особое положение. Российское правительство признает технику разработки и производства навигационных комплексов одной из критических технологий развития России.
В настоящее время волоконно-оптические датчики (ВОД) находят все более широкое распространение во многих отраслях промышленности. Они подразделяются на датчики температуры, давления, нагрузки, химические, биомедицинские, электрические и магнитные, вращения, вибрации, перемещений и потока. Ученые разработали волоконно-оптические датчики, которые используют почти все направления оптики, включая спектроскопию, интерферометрию, мультиплексирование и флуоресценцию. По оценке, сделанной специалистами Мэрилендского университета, к 2010 г. объёмы продаж ВОД возрастут до пяти миллиардов долларов в год.