POPRAWA WŁAŚCIWOŚCI CZUJNIKÓW ŚWIATŁOWODOWYCH Z UŻYCIEM PRZETWARZANIA MIMO

Czujniki światłowodowe osiągnęły wysoki stan dojrzałości technologicznej. Wśród dużej liczby typów czujników, wiele zastosowań znajdują wielomodowe czujniki zanikającego pola. Najczęściej w tych czujnikach źródło promieniowania w stanie ustalonym wzbudza wiele modów. Zaburzenia we włóknie powodują powstanie modów wyciekających. Tak więc, prosty czujnik natężenia mierzy stopień zaburzenia. W pewnych przypadkach zastosowano ograniczenia wzbudzania modów. Spowodowało to wzrost czułości lecz jednocześnie ograniczyło zakres pomiarowy. W celu poprawienia zarówno czułości, jak i zakresu pomiarowego, zastosowana została dobrze znana w telekomunikacji technika przetwarzania sygnałów MIMO (wiele wejść wiele wyjść) traktująca poszczególne mody jako nośniki informacji. W artykule opisano badania nad zastosowaniem techniki przetwarzania sygnałów MIMO do czujników światłowodowych. Implementacja MIMO (2x2) została zrealizowana poprzez podział modów w gradientowym światłowodzie wielomodowym na grupę wyższego i niższego rzędu i użyciu ich jako dwa osobne kanały transmisyjne. W czujniku mikrozgięciowym nacisk zmienia charakterystyki transmisyjne tych kanałów wprowadzając dodatkowy przesłuch. Poprzez obserwację konkretnych współczynników równań MIMO można wyznaczyć wartość nacisku. Doświadczenia potwierdziły dobrą korelację między zmianami współczynników wagowych MIMO i obciążenia czujnika, a więc potwierdziły, że przetwarzanie sygnału MIMO może być z korzyścią wykorzystywane w czujnikach światłowodowych. Wyniki doświadczalne potwierdziły również doskonałą czułość i zakres pomiarowy przy wykorzystaniu przetwarzania sygnału MIMO.