7. 6. Выводы по главе 7

 Сделано общее заключение о перспективности использования КЛД в качестве МИС в ОАГ в СВЧ диапазоне на частотах генерации 8- 15 ГГц. Предложено использовать ОАГ ВОЛЗ СВЧ /КВЧ диапазона в бортовых РЛС и РОЛС.

В результате проведенных экспериментальных исследований в ВЧ  и СВЧ диапазонах сделаны следующие выводы. 

  На основе изучения зависимостей дифференциальных модуляционных характеристик U (θ, I_см) и ∆φ (θ, I_см)при сканировании диаграмм направленности излучения для разных образцов ЛД  был сделан вывод, что при возбуждении световода от  ЛД    эффективная  задержка сигнала ,прошедшего ВОЛЗ  ,изменяется примерно на 10-15%  от величины тока смещения и  относительного пространственного расположения возбуждающего световода и ЛД.

Использование ССМ в ОАГ на входе возбуждающего световода является необходимым , поскольку малые  изменения задержки сигнала в ВОЛЗ , образованной ЛД , ВС и ФД  , приводят  к 10-15%-м изменениям  частоты генерации сигнала ОАГ . Изменения  частоты генерации ОАГ  вызваны  малыми уходами  тока смещения  ЛД и являются различными для разных угловых  отклонений  оптической оси ВС от оптической оси ЛД.

На основании полученных данных сделан вывод о необходимости  стабилизации токов смещения СД и ЛД, использующихся в ОАГ СВОЛЗ, до значений 10^-4 -10 ^-3. Измеренные в экспериментах средние крутизны наклона S_f зависимости  f (I_см) (  при равных отстройках  |I_см -I_пор| от порогового значения I_пор)в областях изменений тока выше и ниже порогового значения приблизительно равны  для ОАГ ВОЛЗ с ЛД составили: S_f = Δf /ΔI_см = 15 кГц /мА.

Обнаруженное впервые экспериментально и объясненное    теоретическим анализом для ЛД явления смены полярности наклона постоянной времени ЛД   и  крутизны наклона S_f  зависимости  f (I_см)  для ОАГ с ЛД  дало возможность правильно выбирать рабочие токи смещения ЛД  в ОАГ и амплитуду сигнала модуляции , а также оптимизировать конструкции модулятора ЛД, согласующего  оптического устройства с ВС и термостабилизирующего блока .   Измеренные в экспериментах средние крутизны наклона S_f зависимости  f (I_см) (  при равных отстройках  |I_см -I_пор| от порогового значения I_пор)в областях изменений тока выше и ниже порогового значения приблизительно равны  для ОАГ ВОЛЗ с ЛД составили: S_f = Δf /ΔI_см = 15 кГц /мА.

Оптическая связь, возникающая в направленном ответвителе Х-типа, как показано в главе 3, делает частотную характеристику f(r) периодической, со значительными величинами крутизны преобразования «управляющее радиальное смещение – частота». В зависимости от выбора     « средней рабочей точки» крутизна преобразования “радиальное смещение – частота f(r) ” сильно изменяется  и для максимальных значений для экспериментального образца ОАГ ВОЛЗ  составила       0.1 МГц/мкм.

Влияние оптической связи, возникающей в направленном ответвителе НО, как показано в главе 3 делает характеристику f(r) периодической, со значительными величинами крутизны преобразования “радиальное смещение – частота”.. С другой  стороны , при задачах построения стабилизированного по радиочастоте ОАГ и управляемого по частоте   в электронной     его части  необходимо  использования в ОАГ дифференциальной СВОЛЗ  для связи оптических каналов направленных ответвителей Y типа , в которых продольная оптическая связь отсутствует или  на несколько порядков меньше.

Впервые  проведены  экспериментальные испытания функциональных преобразователей ( ФП )электрического напряжения и тока на основе ОАГ ВОЛЗ. Измерения его основных характеристик показывает целесообразность его использования при измерении электрических напряжениях больших и малых величин в труднодоступных местах с сильными внешними паразитными электромагнитными полями. В экспериментальном  макете  ФП на базе ОАГ крутизна преобразования «электрические ток - частота и напряжение –частота» составили ,соответственно, 1кГц/В  и 3 кГц /А , что позволяло эффективно регистрировать напряжения , токи и электро-магнитные поля в широком диапазоне их значений амплитуд. с большим динамическим диапазоном D_д = 10³ – 10⁴.

              В макете ОАГ датчика электрического тока были измерены максимальные отклонения  частоты генерации ОАГ . Они  составили  ∆f = 5,0 ÷ 10,0 кГц при изменении  амплитуды  переменного электрического тока I_с  = 750 - 1500 A.

Теоретически и экспериментально доказана возможность  преобразования физических воздействий в частоту генерации ОАГ .

Показано, что  измерения механического смещения при измерении  двух параметров ОАГ СВОЛЗ частоты f  и амплитуды  генерации сигнала ОАГ повышает   точность и надежность  измерений механических смещений. Двухпараметрические измерения позволяют провести комплексную компенсацию от помех, вызванных, например, температурой или давлением ,воздействующими на оптоволокно.   Минимально регистрируемый уровень (чувствительность) такого функционального преобразователя  “акустический колебания  – частота генерации  ОАГ ” составил примерно  30 мПа.

 Рассмотрены основные механизмы преобразования физических величин в частоту и разность фаз колебаний ОАГ ВОЛЗ. Были проанализированы зависимости частоты ОАГ ВОЛЗ при изменении длины световода и за счет селекции мод световода на его выходе. При рассмотрении фазогенераторного метода было отмечено, что основной особенностью такого преобразования является высокая эффективность преобразования воздействий на ВС₀, которые изменяют его модовый состав.

Впервые в России реализована схема генерации оптоэлектронного генератора ОАГ в СВЧ диапазоне на частоте 8.2 ГГц. Доказана возможность использования для создания ОАГ ВОЛЗ в СВЧ диапазоне  в качестве МИС отечественного КЛД с сверхширокой полосой модуляции частот, а также отечественного сверхширокополосного фотодиода  ФД. 

Измеренная экспериментальная зависимость частоты генерации от тока смещения близка к расчетной и хорошо описывается параболической зависимостью.   При малых токах смещения   крутизна изменений зависимости    частоты генерации от тока смещения составила 0.3 МГц/мА. При больших токах смещения КЛД  5-8   крутизна изменений зависимости    частоты генерации от тока смещения составила 0.003 МГц/мА.

  Были проведены исследования зависимостей частоты от тока смещения при различных длинах световода , образующего ВОС. 1, 3, 60 , 70 , 4500 м. Было установлено , что одночастотный режим генерации ОАГ во всем диапазоне токов смещения при добротности фильтра РФ близкой к 1000 получается при определенных длинах световода. Так , например, при длине ВС 60 м одночастотный режим без перескоков осуществлялся во всем диапазоне токов смещений  , при длине ВС 70 м реализовался одночастотный режим с перескоком на соседний тип колебания.  Сделано общее заключение о перспективности использования КЛД в качестве МИС в ОАГ в СВЧ диапазоне на частотах генерации 8- 15 ГГц. Предложено использовать ОАГ ВОЛЗ СВЧ /КВЧ диапазона в бортовых РЛС и РОЛС.