Комплексное моделирование и оптимизация характеристик оптико-электронных приборов регистрации физических и геометрических величин с использованием технологии графического программирования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Ловчий Игорь Леонидович

• Ловчий Игорь Леонидович
• доктор наук
• 2025

Оглавление диссертации доктор наук Ловчий Игорь Леонидович

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений

Введение

1. Исследование и оптимизация характеристик поляриметрического волоконно-оптический датчика тока на twist световоде с

использованием среды графического программирования LabVIEW

1.1 Среда виртуального графического программирования LabVIEW

1.2 Этапы виртуального моделирования волоконно-оптического

датчика тока

1.3 Анализ трансформации состояния поляризации с использованием формализма сферы Пуанкаре

1.4 Ретроспектива волоконно-оптических датчиков ток

(обзор литературы)

1.5 Однопроходный поляриметрический волоконно-оптический

датчик тока на twist световоде

1.5.1 Методика моделирования отклика датчика на основе анализа виртуальных измерительных сигналов

1.5.2 Результаты моделирования

1.5.2.1 Вариации чувствительности датчика при изменении относительной величины упругого закручивания волокна

1.5.2.2 Учет шумов излучения лазерного диода при моделировании

1.5.2.3 Коррекция отклика датчика при неоптимальном

положении анализатора

1.5.3 Сравнение результатов моделирования с экспериментальными результатами 88 1.5.3.1 Влияние локальных двулучепреломлений в местах фиксации конечных участков стекловолокна на отклик датчика

1.6 Ограничения применимости формул чувствительности ВОДТ

на twist световоде

3

1.7 Линейность характеристики и диапазон однозначного

отклика датчика

1.8 Выводы

2. Численное моделирование и экспериментальное исследование поляриметрического датчика тока на spun световоде

2.1 Схема датчика

2.2 Методика моделирования параметров датчика

2.3 Результаты моделирования параметров датчика

2.3.1 Вид траектории СП вдоль световода

2.3.2 Накопление реакции датчика на МО эффект вдоль световода

2.3.3 Отклик датчика при малой величине МО эффекта

2.3.4 Диапазон однозначной реакции датчика. Кривая отклика датчика

2.3.5 Влияние изгиба световода на реакцию датчика

2.3.6 Коррекция отклика датчиком изгибным ДЛП

2.3.7 Влияние ширины спектра источника излучения на отклик датчика

2.3.8 Моделирование отклика датчика при сугубо неоднородном распределении магнитного поля вдоль контура

2.4 Экспериментальные результаты

2.5 Выводы

3. Моделирование однокоординатного АК с многоэлементными

линейным фотоприемником

3.1 Методика виртуального моделирования автоколлиматора

3.2 Автоколлимационные угловые измерения

3.3 Способы расширения диапазона угловых измерений и/или увеличения рабочей дистанции до зеркала

3.4 Однокоординатный АК с протяженной маркой

3.4.1 Предпосылки к использованию в автоколлиматоре

протяженной марки

3.4.2 Объект исследования и методика моделирования

3.4.3 Описание виртуальных приборов, используемых

при моделировании

3.4.4 Параметры засветки марки и заполняемость пикселей приемника

3.4.5 Особенности трассировки лучей и алгоритмы обработки сигналов

3.4.6 Уточнение положений плоскостей марки и приемника

относительно фокальной плоскости объектива АК

3.4.7 Результаты моделирования точностных параметров АК

с протяженной маркой

3.5 Выводы

4. Автоколлимационные двухмерные угломеры с многоэлементными линейными приемниками

4.1 Высокоточный автоколлимационный измеритель угла скручивания

4.1.1 Описание конструкции и принцип работы

4.1.2 Экспериментальные результаты измерения угла скручивания серийными приборами

4.2 Влияние частичной когерентности излучения светодиодов на работу автоколлимационного измерителя угла скручивания

4.3 Малогабаритные двухкоординатные цифровые автоколлиматоры

4.4 Выводы

5. Моделирование параметров двухкоординатного автоколлиматора с многоэлементной маркой и матричным фотоприемником, проведение экспериментов на макетном образце автоколлиматора

5.1 Постановка задачи

5.2 Марка АК

5.2.1 Осевая марка

5.2.2 Равномерно распределенная многоэлементная марка

5.2.3 «Окрашенная» многоэлементная марка

5.2.4 Идентификация изображений элементов «окрашенной» марки

5.2.5 Алгоритм обработки изображений элементов «окрашенной» марки

5.3 Описание методики моделирования

5

5.3.1 Засветка марки

5.3.2 Преобразования лучей при пересечении оптических поверхностей

5.3.3 Определение нижнего порога засветки марки при моделировании

5.3.4 Влияние пиксельной структуры приемника на точность

определения энергетического центра тяжести пятна

5.4 Оптическая схема моделируемого автоколлиматора

5.5 Результаты моделирования параметров автоколлиматора

5.5.1 Точностные параметры АК с маркой в виде осевой диафрагмы

5.5.2 Точностные параметры автоколлиматора

с многоэлементной маркой

5.6 Тестовые эксперименты на макетном образце АК

с многоэлементной маркой

5.6.1 Описание макетного образца АК

5.6.2 Алгоритм выделения изображений элементов марки и их идентификации, определении углов и базового элемента

5.6.3 Результаты тестовых экспериментов

5.7 Выводы 279 Заключение 280 Список литературы 282 Приложения

Список сокращений

АК - автоколлиматор,

АЦП - аналогово-цифровой преобразователь,

ВП (VI) - виртуальный прибор (virtual instruments),

ВОДТ - волоконно-оптический датчик тока,

ДЛП - двойное лучепреломление (двулучепреломление),

КМОП (CMOS) - комплементарная структура металл - оксид

полупроводник (complementary metal - oxide - semiconductor),

КЭ - контрольный элемент,

МО - магнитооптический,

МОАК - макетный образец автоколлиматора,

ОСР - ортосопряженный рефлектор,

ПЗС - прибор с зарядовой связью,

СУО - составной уголковый отражатель,

СП - состояние поляризации,

СКО - среднеквадратическое отклонение,

ФПУ - фотоприемное устройство,

ЦТ - центр тяжести,

AC - переменный ток,

DC - постоянный ток,

Hi-Bi - highly birefringent,

LabVIEW - Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench, Lo-Bi - low birefringent

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Комплексное моделирование и оптимизация характеристик оптико-электронных приборов регистрации физических и геометрических величин с использованием технологии графического программирования»

Актуальность диссертационной работы

Стадия проектирования оптико-электронной измерительной аппаратуры занимает основную часть временного промежутка от постановки задачи до изготовления реального прибора. Часто на нее приходятся и основные финансовые расходы из общего бюджета создания прибора. Поэтому так важно на этой стадии исследовать и учесть все возможные «подводные камни», выбрать наиболее подходящие варианты схемы построения прибора, оценить его потенциальные параметры. Большая часть предварительной работы может быть выполнена виртуально, например, с помощью удобной и интуитивно понятной для пользователей, не являющихся специалистами в области математического программирования в общепринятом понимании, среды графического программирования LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench - среда разработки лабораторных виртуальных приборов).

LabVIEW - среда разработки и платформа для исполнения программ, построенных на графическом языке программирования «G» (Graphical) корпорации National Instruments. Среда широко используется инженерно-техническими работниками и исследователями всего мира для создания автоматизированных, высокопроизводительных измерительных систем сбора, контроля и диагностики данных, отображения и представления результатов измерений и их анализа, сохранения результатов и передачи их потребителю через сеть Internet.

Вместе с тем, несмотря на широчайший потенциал графической среды программирования, возможности ее для комплексного моделирования оптико-электронных измерительных приборов, включая моделирование основного физического процесса - механизма функционирования технического средства измерения, моделирование условий измерений, моделирование отдельных элементов, узлов и самого прибора в целом, моделирование измерительных сигналов на его выходе -реакции на регистрируемый физический процесс, поиск адекватного алгоритма обработки измерительных сигналов и его отладка для однозначного соответствия отклика датчика измеряемой физической или геометрической величине - до сих пор

8

еще остаются без должного внимания со стороны разработчиков оптико-электронной измерительной аппаратуры.

Широкие возможности среды графического программирования продемонстрированы на примере моделирований и исследований оптико-электронных приборов разных классов и назначений, широко востребованных в ряде современных информационных технологий: волоконно-оптических датчиков тока и автоколлимационных угломеров. Несмотря на то, что выпуск указанных приборов уже давно освоен промышленностью, их предельные потенциальные возможности исследованы не в полной мере. В частности, для волоконно-оптических датчиков тока малоизученными остаются условия достижения максимальной чувствительности и линеаризации отклика датчика. Для измерительных автоколлиматоров актуальной остается проблема повышения точности и расширения диапазона измерений при расположении контролируемого зеркала на большом расстоянии.

Цель диссертационной работы

Диссертационная работа соответствует области исследований, имеющей важные народнохозяйственное и оборонное назначения: «Разработка, совершенствование и исследование характеристик приборов, систем и комплексов с использованием электромагнитного излучения оптического диапазона волн, предназначенных для решения задач измерения геометрических и физических величин».

Целью работы является:

- численное моделирование оптико-электронных приборов регистрации физических и геометрических величин с разработкой в среде LabVIEW комплексных компьютерных моделей поляриметрических волоконно-оптических датчиков тока и автоколлимационных угломеров и программного обеспечения для них,

- определение по результатам компьютерного моделирования условий оптимизации рабочих характеристик приборов,

- экспериментальная валидация компьютерных моделей приборов,

- внедрение технологии графического программирования в этапы жизненного

цикла оптико-электронных измерительных приборов.

9

Основные задачи диссертации

Для достижения поставленной цели в рамках моделирований и исследований поляриметрических ВОДТ решались следующие задачи:

- описание в среде LabVIEW преобразования состояния поляризации света вдоль twist и spun световодов с использованием формализма сферы Пуанкаре,

- определение функциональных зависимостей характеристик датчиков от поляризационных параметров световодов,

- определение оптимальных соотношений поляризационных параметров spun световода для получения максимальной чувствительности датчика,

- определение условий линеаризации отклика датчика на spun световоде.

В рамках моделирований и исследований автоколлимационных угломеров решались следующие задачи:

- разработка в среде LabVIEW BD-симулятора прохождения световых лучей через оптический тракт автоколлиматора,

- определение условий минимизации неопределенности регистрации положения центра тяжести изображения марки в плоскости приемника при моделировании,

- определение условий согласования параметров марки и контрольного элемента автоколлимационного измерителя угла скручивания для нивелирования деструктивного влияния частичной когерентности излучения светодиодов,

- моделирование точностных параметров однокоординатного и двухкоорди-натного автоколлиматоров с многоэлементными линейным и матричным приемниками и многоэлементными «окрашенными» марками,

- экспериментальное подтверждение целесообразности использования многоэлементной марки в автоколлиматоре для реализации высокоточных измерений в широком угловом диапазоне на значительных дистанциях до контролируемого зеркала.

Предметы научного исследования

Поляриметрические волоконно-оптические датчики тока с чувствительными элементами из twist и spun световодов; автоколлимационные угломеры с линейными и матричными приемниками.

Методология и методы исследования

При проведении диссертационных исследований использовались теории геометрической, волоконной и поляризационной оптики, математической физики, теории измерений, методы математического моделирования оптико-электронных систем, графическая среда программирования LabVIEW.

Степень разработанности темы

Методология моделирования оптических и оптико-электронных систем отражена в трудах Н.К. Артюхиной, В.Ю. Венедиктова, О.А. Гаврилиной, М.А. Гана,

A.П. Грамматина, В.М. Домненко, И.А. Коняхина, И.П. Торшиной, А.А. Шехо-нина, Ю.Г. Якушенкова.

Возможности использования среды LabVIEW для моделирования оптико-электронных устройств показаны в работах В.В. Алексеева, А.С. Бессонова, А.В. Медведева, А.Ш. Тухватулина.

Исследованию оптических свойств световодов и параметров волоконно-оптических датчиков тока на их основе посвящены работы зарубежных и отечественных исследователей: A. Papp, H. Harms, S.C. Rashleigh, R. Urlich, A. Simon, A.M. Smith, A.J. Barlow, D.N. Payne, R.I. Laming, P.A. Williams, G.W. Day, A.H. Rose, K. Kurosawa, X.P. Dong, T.X. Nguyen, G.M. Müller, K. Bohnert, G.N. Szatkowski, A. Frank, W. Leysen, Ю.О. Барменкова, И.Л. Воробьева, В.П. Губина, А.И. Гусарова,

B.А. Исаева, Л.Б. Лиокумовича, Г.Б. Малыкина, С.К. Моршнева, Н.И. Старостина, А.И. Сазонова, Я.В. Пржиялковского, Ю.К. Чаморовского.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований оптико-электронных угломерных систем отражены в трудах И.Д. Бондаренко, В.Ю. Венедиктова, Ю.М. Голубовского, И.А. Коняхина, А.Н. Королева, В.В. Коротаева, М.П. Колосова, А.Я. Лукина, П.А. Павлова, Ю.В. Филатова, Ю.Г. Якушенкова.

11

В России работы по проектированию, изготовлению и исследованию волоконных световодов и волоконно-оптических датчиков тока ведутся в ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, НЦВО ИОФ им. А.М. Прохорова РАН, АО «НПО Государственный оптический институт им С.И. Вавилова», СПбПУ им. Петра Великого, НИУ ИТМО, АО «Профотек». Среди зарубежных фирм следует упомянуть «ABB Switzerland Ltd., Corporate Research», «NxTPhase Inc.», «NASA Langley Research Center», «Oxford Electronics Ltd».

Разработкой и изготовлением автоколлимационной оптико-электронной измерительной аппаратуры различного назначения занимаются в НИУ ИТМО, СПбГЭТУ ЛЭТИ, АО ЛОМО, МИИГАиК, СПбПУ им. Петра Великого, АО «НИИ ОЭП», АО «Швабе-Приборы», ООО «Оптротех», ООО «Инертех». Среди зарубежных фирм следует упомянуть Trioptics, Taylor Hobson, Moller-Wedel.

Научная новизна работы состоит в том, что:

1. Впервые в рамках технологии графического программирования LabVIEW разработаны комплексные компьютерные модели оптико-электронных приборов регистрации физических и геометрических величин на примерах поляриметрических волоконно-оптических датчиков тока и автоколлимационных угломеров.

2. Детально исследованы отклики поляриметрических датчиков на twist и spun световодах при больших значениях измеряемого интегрального магнитооптического эффекта вплоть до границ диапазонов однозначной реакции.

3. Получены аналитические выражения, описывающие зависимости характеристик датчиков от поляризационных параметров световодов.

4. Определены оптимальные соотношения параметров spun световода для достижения максимальной чувствительности датчика при заданной величине изгиб-ного ДЛП.

5. Обоснована возможность линеаризации отклика датчика на spun световоде изгибным двулучепреломлением.

6. Выявлен механизм деструктивного влияния частичной когерентности излучения светодиодов на точностные параметры двухканального автоколлимационного измерителя угла скручивания. Предложены меры для нивелирования такого влияния.

7. Обоснована возможность реализации высокоточных автоколлимационных измерений в широких угловых диапазонах на больших дистанциях до контролируемых зеркал при использовании распределенной «окрашенной» марки.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Полученная функциональная зависимость диапазона вариаций чувствительности однопроходного поляриметрического волоконно-оптического датчика тока на twist световоде от поляризационных параметров световодного контура позволяет определить минимальный уровень упругого закручивания волокна для достижения требуемой стабильности отклика датчика при заданной геометрии контура.

2. Применение предложенного алгоритма обработки измерительных сигналов однопроходного датчика переменного тока на twist световоде с двумя анализаторами - поляризационными делителями, взаимно развернутыми на + л/4 рад, позволяет нивелировать влияние линейных двулучепреломлений оптических коннекторов на результаты токовых измерений.

3. Определена функциональная зависимость диапазона вариаций чувствительности двухпроходного датчика тока на spun световоде от поляризационных параметров световодного контура. Найдены оптимальные соотношения параметров для достижения максимальной чувствительности при заданной геометрии контура.

4. Ортогональная ориентация плоскости витков spun световодного контура относительно направления оси встроенного линейного ДЛП на входном торце световода позволяет линеаризовать отклик двухпроходного датчика тока при определенном соотношении погонных значений изгибного и встроенного линейных двулуче-преломлений и погонной величины закрутки осей последнего.

5. Согласование линейно-угловых параметров марки и контрольного элемента автоколлимационного измерителя угла скручивания позволяет нивелировать влияния частичной когерентности источников засветки марки на точностные параметры угломера.

6. Применение в автоколлиматоре многоэлементной «окрашенной» марки с адаптивным выделением и анализом изображения «базового» элемента позволяет реализовать высокоточные измерения в широком угловом диапазоне на значительных дистанциях до контролируемого зеркала.

Степень достоверности работы

Все результаты, выносимые на защиту, являются оригинальными. Достоверность результатов, полученных в диссертационной работе, базируется на:

- использовании известных методов моделирования оптико-электронных приборов и систем,

- применении общепринятых способов описания и анализа состояния поляризации света вдоль волоконных световодов,

- корреляции результатов моделирования и расчета параметров волоконно-оптических датчиков тока с результатами экспериментов,

- согласии результатов моделирований и исследований волоконно-оптических датчиков тока с результатами исследований других авторов,

- многолетнем серийном выпуске высокоточных автоколлимационных угломеров в АО «НИИ ОЭП».

Результаты диссертационной работы опубликованы в научных журналах, докладывались и обсуждались на отечественных и международных научно-технических конференциях. Ряд технических решений, полученных в ходе выполнения диссертационной работы, защищен патентами РФ.

Теоретическая и практическая значимость работы

Разработанные виртуальные модели волоконно-оптических датчиков тока и

автоколлимационных угломеров позволяют на стадии проектирования приборов

14

оценить их предельно достижимые параметры, уточнить технические требования к составным частям приборов, найти оптимальные алгоритмы обработки измерительных сигналов, резко сократить объем физических экспериментов. Результаты диссертации могут быть использованы также при разработке электрооптических датчиков напряжений и поляризационных угломеров.

Реализация и внедрение результатов работы

Разработанный макетный образец поляриметрического волоконно-оптического датчика тока на spun световоде успешно используется в системе регистрации мощных импульсных токов разряда магнитоплазменного компрессора стенда моделирования радиации высотного высокотемпературного техногенного источника (АО «НИИ ОЭП», г. Сосновый Бор).

Ряд серийно выпускаемых высокоточных автоколлимационных угломеров, разработанных в АО «НИИ ОЭП» по заказу АО «НПЦ АП им. Н.А. Пилюгина», в течение многих лет используются в аппаратуре специального назначения.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических мероприятиях:

- V, VI, VII, IX, XI, XII, XIII, XIV, XV Международные научно-технические конференции «Прикладная оптика 2002, 2004, 2006, 2010, 2016, 2018, 2020, 2022, 2024»;

- Совещание главных метрологов атомных станций России и Украины, 03-05 ноября 2004 года, г. Сосновый Бор, Ленинградская АЭС;

- Всероссийская научно-практическая конференция «Датчики и системы - 2006» «Формирование и исполнение государственного оборонного заказа. Программно -целевое планирование и прогнозирование создания и развития датчиков для систем измерения, контроля, управления и диагностики образцов ВВСТ нового поколения»», г. Москва, ФГУП «Дом оптики ВНЦ «ГОИ им. С.И. Вавилова», 30-31 мая 2006 г.;

- 82-я научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Белорусского государственного технологического университета (с международным участием), г. Минск, БГТУ, 1-14 февраля 2018 г.;

- Международная научно-техническая конференция «Перспективные информационные технологии (ПИТ 2018)», г. Самара, СНИУ, 14-16 апреля 2018 г.;

- Научно-техническая конференция «Системы, комплексы и приборы автоматического управления летательными аппаратами», г. Москва, ФГУП «НПЦ АП им. Академика Н.А. Пилюгина», 14-15 мая 2018 г.;

- Всероссийская конференция по волоконной оптике «ВКВ0-2019», г. Пермь, 8-11 октября 2019 г.;

- XV Всероссийская научно-техническая конференция «Приборостроение в XXI веке - 2019. Интеграция науки, образования и производства», г. Ижевск, 20-22 ноября 2019 г.;

- Международная научно-техническая конференция «Информационные технологии и математическое моделирование систем 2019», г. Москва, 2019 г.;

- XIII Международная научно-техническая конференция «Приборостроение 2020», г. Минск, БНТУ, 18-20 ноября 2020 г.;

- Всероссийская конференция по волоконной оптике «ВКВ0-2021», г. Пермь, 5-7 октября 2021 г.

Публикации

Материалы диссертации опубликованы в 1 7 статьях в журналах из перечня ВАК, в 1 8 работах сборников трудов отечественных и международных конференций, в описании 10 патентов РФ, в монографии издательства LAP (Lambert Academic Publishing).

Личный вклад автора

Диссертация подготовлена по материалам научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, выполненных лично автором или при его непосредственном участии или под его руководством за период с 2000 г. и по настоящее время, а также инициативных исследовательских работ автора. Вклад автора заключается в постановке цели и задач исследований, разработке математических моделей измерительных датчиков в среде графического программирования LabVIEW, проведении экспериментальных исследований макетных и промышленных образцов датчиков, обработке результатов экспериментов.

Все теоретические и экспериментальные результаты, полученные при моделировании, разработке и исследовании макетных образцов волоконно-оптических датчиков тока на twist и spun световодах, получены лично автором.

Идея и основные технические решения, реализованные при создании высокоточного автоколлимационного измерителя угла скручивания с фотоприемным устройством в виде двух разнесённых ПЗС-линеек, маркой специальной формы и контрольным элементом в виде составного набора протяженных двугранных 90° уголковых отражателей, принадлежат И.В. Шевцову. В разработке конструктива прибора и доведении его до уровня серийно выпускаемой продукции также принимали участие Ю.П. Жуков, И.Л. Ловчий, Ю.И. Пестов, Л.П. Петров, В.А. Сергеев, Ю.И. Чудаков. Роль автора заключалась также в теоретическом объяснении причин роста ошибки измерения угла скручивания при нормальном положении контрольного элемента относительно визирной оси угломера, в разработке методик юстировки и настройки угломера, организации и проведении его экспериментальных исследований, разработке в среде LabVIEW программ для автоматизации проверки основных параметров угломера при приемо-сдаточных испытаниях. Автором предложен оригинальный способ нивелирования деструктивного влияния на параметры угломера частичной когерентности излучения светодиодов путем согласованного подбора параметров марки и контрольного элемента, позволивший значительно повысить точностные характеристики серийно выпускаемых угломеров.

Результаты моделирования автоколлимационных угломеров с линейными и матричными фотоприемными устройствами и одно- и многоэлементными марками получены лично автором. Автором разработаны алгоритмы функционирования АК с многоэлементной маркой и программы в среде LabVIEW, необходимые для их реализации. Автором проведены тестовые эксперименты.

В разработке и исследованиях ряда малогабаритных одно- и двухкоординат-ных автоколлиматоров наряду с автором принимали участие Ю.П. Жуков, Ю.И. Пестов, Л.П. Петров, В.А. Сергеев, Б.Г. Страдов.

Общее число опубликованных автором работ составляет 85, в том 33 статьи в изданиях из перечня ВАК. В 30 работах (из них 12 статей в журналах из перечня ВАК) соискатель является единственным автором.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Список литературы включает 275 наименований. Основная часть работы изложена на 260 страницах машинописного текста. Работа содержит 150 рисунков и 8 таблиц.

Глава 1. Исследование и оптимизация характеристик поляриметрического волоконно-оптический датчика тока на twist световоде с использованием среды графического программирования LabVIEW

1.1 Среда графического программирования LabVIEW

Технология виртуального программирования была разработана компанией «National Instruments» в 1986 году в результате поисковых исследований методов упрощения и унификации программирования разнообразных измерительных систем [1]. Суть технологии состоит в компьютерной имитации с помощью программы LabVIEW реальных физических приборов. Любой измерительный или генерирующий прибор представляется в виде виртуальной модели - виртуального прибора (ВП, VI), состоящего из лицевой панели (front panel), блок-диаграммы (block diagram) и иконки - соединительной панели (connector) [2, 3].

Лицевая панель описывает внешний вид ВП и является графическим интерфейсом пользователя для управления программой и контроля результатов ее выполнения. Для этого на лицевой панели располагаются управляющие контроллеры (controls) и отображающие индикаторы (indicators), с помощью которых пользователь управляет виртуальным прибором.

Блок-диаграмма содержит исходный графический код - алгоритм работы виртуального прибора и соответствует текстовым строкам в обычных языках программирования. Процесс программирования в LabVIEW заключается в соединении между собой с помощью проводников отдельных блоков (отдельных ВП), выполняющих определенные функции. В качестве отдельных ВП могут выступать константы, операторы, функции, подприборы, структуры.

Иконка виртуального прибора служит для связи с другими ВП. Иконка является графическим изображением ВП, соединительная панель представляет собой терминалы для ввода/вывода данных в/из ВП. Установка иконки элемента на лицевой панели сопровождается появлением соответствующего терминала данных на панели блок-диаграммы. Виртуальный прибор, который используется внутри другого ВП,

называется виртуальным подприбором (БиЪУИ), который аналогичен подпрограмме в традиционных текстовых языках. Каждый БиЪУ1 можно запустить отдельно от остальной части основной программы.

Графический язык программирования в, используемый в ЬаЪУШ1^ основан на архитектуре потока данных [4]. Последовательность выполнения операторов определяется не порядком их следования, а наличием данных на входах этих операторов. Операторы, не связанные по данным, выполняются параллельно в произвольном порядке. Принцип потока данных LabVIEW упрощает разработку многопоточных и многозадачных пользовательских программ для систем сбора данных и управления сложными техническими объектами, моделирования физических процессов, цифровой обработки, анализа и представления данных [5-11].

1.2 Этапы виртуального моделирования волоконно-оптического датчика тока

На рисунке 1.1 представлена обобщенная схема этапов виртуального моделирования волоконно-оптического датчика электрического тока.

Параметры чувствительного контура Ф Функционал датчика (измерительные сигналы) Ф Алгоритм обработки измерительных сигналов О Измеренный (восстановленный) параметр тока

^ *

Параметры зондирующего пучка света О Эффект Фарадея (механизм измерения) О Исходный (заданный) параметр тока ф Сравнение исходных и восстановленных параметров

Рисунок 1.1 Схема и связи этапов виртуального моделирования волоконно-оптического датчика тока.

Моделирование датчика начинается с описания физического механизма измерения. Для волоконно-оптического датчика тока (ВОДТ) таким механизмом является магнитооптический (МО) эффект Фарадея - наведение (изменение) циркулярного двойного лучепреломления (ДЛП) оптической среды пропорционально величине

продольной составляющей (вдоль оптической оси волокна) магнитного поля, образующегося вокруг проводника с током, приводящее к вращению эллипса поляризации проходящего по волокну света. Физический механизм устанавливает соответствие между величиной измеряемого параметра и изменением состояния поляризации (СП) прошедшего по световодному измерительному контуру зондирующего излучения.

Чувствительный контур датчика состоит из одномодового оптического волокна. Любое реальное оптическое волокно обладает внутренними случайно-ориентированными или частично упорядоченными линейными ДЛП. Это обусловлено технологическими допусками при изготовлении волокна: несимметричность сечений сердцевины и оболочки, наличие в них локальных примесей, вариации условий термической вытяжки волокна из заготовки. Кроме того, внешние упругие изгибные и торсионные напряжения неизбежно приводят к появлению дополнительных линейных и циркулярных ДЛП. В результате в волокне наводится сложная поляризационная анизотропия, и без принятия специальных мер изначально линейное на входе волокна СП света по мере его распространения меняется, накопление реакции датчика на МО эффект вдоль волокна становится нестабильным, а интегральный отклик датчика при длине волокна более нескольких метров падает вплоть до нулевых значений. Поэтому в датчиках применяются специальные типы стекловолокна и/или специальные способы формирования чувствительного волоконного контура: флинтовое стекловолокно с малым упруго-оптическим коэффициентом, отжиг волоконной катушки для снятия упруго-оптических напряжений, особая конфигурация намотки волокна вокруг проводника с током с попеременной ортогональной сменой осей изгибного ДЛП, намотка волокна вокруг тороидальной поверхности с формированием циркулярного ДЛП за счет «геометрического эффекта», специальные волокна типа Spun LoBi fiber - волокно с предельно малым внутренним линейным ДЛП за счет кручения заготовки при вытяжке, или twist fiber - волокно с сильным внутренним циркулярным ДЛП, возникающим при упругой осевой закрутке волокна. Последнее волокно удобно для оперативного изготовления эффективного чувствительного элемента датчика из обычного од-

номодового волокна путем закручивания его вокруг продольной оси с погонной величиной скручивания в несколько десятков оборотов на метр. Однако необходимо принятие специальных мер для сохранения требуемого упруго-закрученного состояния такого волокна в процессе измерений, что может быть проблематичным, особенно при произвольной форме чувствительного волоконного контура. С этой точки зрения несомненным преимуществом обладает волокно типа Spun HiBi fiber, которое в дальнейшем стали обозначать как spun fiber, характеризующееся сильным линейным ДЛП со спиральной структурой оптических осей. Такое волокно, также обладающее высокой чувствительностью к эффекту Фарадея и достаточной устойчивостью к внешним механическим воздействиям, изготавливается вытяжкой из вращающейся заготовки с сильным встроенным линейным ДЛП. При остывании волокна спиральная структура осей «замораживается» без появления каких-либо крутильных упругих напряжений.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Ловчий Игорь Леонидович, 2025 год

Список литературы

1. Kodosky J. 2020. LabVIEW. Proc. ACM Program. Lang. 4, HOPL, Article 78 (June 2020), 54 pages.

2. Kodosky J.L., Truchard J.J., MacCrisken J.E. Graphical method for programming a virtual instrument // U.S. Patent 5,301,336, Filed July 12, 1989, Issued April 5, 1994.

3. Kodosky J., MacCrisken J., Rymar G. Visual Programming Using Structured Data Flow // In Proceedings 1991 IEEE Workshop on Visual Languages. IEEE, Kobe, Japan.

4. Davis A.L., Keller R.M. Data Flow Program Graphs // Computer. 1982. V.15, No.2, P.26-41.

5. Johnson G.W. LabVIEW graphical programming: practical applications in instrumentation and control. New York: McGraw-Hill, 1994. 522 p.

6. Wells L., Travis J. LabVIEW for everyone: graphical programming made even easier. 1996. (Дж. Тревис. LabVIEW для всех. Пер. с англ. - М.: ДМК Пресс, 2004. - 544 с.)

7. Жарков Ф.П., Каратаев В.В., Никифоров В.Ф, Панов В.С. Использование виртуальных инструментов LabVIEW. Под ред. К.С. Демирчяна и В.Г. Миронова. - М.: Радио и связь, 1999. 268 с.

8. Пейч Л.И., Точилин Д.А., Поллак Б.П. LabVIEW для новичков и специалистов. Горячая линия - Телеком, 2004. 384 с.

9. Загидуллин Р.Ш. LabVIEW в исследованиях и разработках. - М.: Горячая линия - Телеком, 2005. - 352 с.

10. Блюм П. LabVIEW: стиль программирования. ДМК Пресс, 2016.

11. Евдокимов Ю.К., Линдваль В.Р., Щербаков Г.И. LabVIEW в научных исследованиях. ДМК Пресс, 2018. - 400 с.

12. Poincaré H. Théorie Mathématique de la Lumière. Géorges Carré, Paris, 1882, Vol.2, Ch.12.

13. Ramachandran G. N., Ramaseshan S. Magneto-optic rotation in birefringent media — application of the Poincare sphere // J. Opt. Soc. Amer. 1952. V.42, No.1, P.49-56.

14. Jerrard H.G. Transmission of light through birefringent and optically active media: The Poincare sphere // J. Opt. Soc. Amer. 1954. V.44, P.634-640.

15. Физика полупроводниковых лазеров. Пер. с яп. / Под ред. Х. Такумы. М.: Мир, 1989. 310 с.

16. Дворцов Д.В., Парфенов В.А. Спектральные характеристики одноча-стотного режима работы лазерных диодов // Научное приборостроение. 2014. Т.24, №3, С.42-48.

17. Faraday's Diary of Experimental Investigation - 2nd edition, Vol.4. Ed. by Thomas Martin. Royal Institution of Great Britain. 2008.

18. Голодинский Г.В. Применение эффекта Фарадея для измерения токов // Электричество. 1956. №8, С.1-4.

19. Голодинский Г.В. Электрооптические методы и аппаратура для измерений токов и напряжений // Электричество. 1963. №4, С.69-75.

20. Camp P.R., Raymond R.C. А photoelectric polarimeter for measurement of transient rotations // J. Opt. Soc. Amer. 1952. V.42, No.4, P.237-240.

21. Itterbeek A.van, Pitsi G., Myncke H., Hendrickx H. Measurements of the intensity of high pulsed magnetic fields by the Faraday effect in flintglass // Appl. Sci. Res. 1965. V.11, p. 433-441.

22. Tawara H. Measurements of pulsed current and magnetic field by Faraday effect // Jap. J. Appl. Phys. 1968. V.7, No.10, p.1254-1258.

23. Rogers A.J. Optical technique for measurement of current at high voltage // Proc. IEE. 1973. V.120, No.2, P.261-267.

24. Massey G.A., Erickson D.C., Kadles R.A. Electromagnetic field components: their measurement using linear electrooptic and magnetooptic effects // Appl. Opt. 1975. V.14, No.11, P.2712-2719.

25. Rogers A.J. Optical methods for measurement of voltage and current on

power systems // Optics and Laser Technology. 1977. V.9, P.273-283.

283

26. Sato T., Takahashi G.T., Inui Y. Method and apparatus for optically measuring a current // US Patent 4564757. 1986. Filed 07.03.1983.

27. Bush S.P., D.A. Jackson. Numerical investigation of the effects of birefringence and total internal reflection on Faraday effect current sensors // Appl. Opt. 1992. V.31, No.25, P.5366-5374.

28. Snitzer E. Cylindrical Dielectric Waveguide Modes // J. Opt. Soc. Amer. 1961. V.51, No.5, P.491-498.

29. Kao K.C., Hockham G.A. Dielectric-fibre surface waveguides for optical frequencies // Proc. IEE. 1966. V.113, No.7, P.1151-1158.

30. Keck D., Schultz P. Method of producing optical waveguide fibers // US Patent 3711262A. 1973. Filed 11.05.1970.

31. Yoshikawa S., Ueki A. Current-measuring system utilizing faraday effect element // US Patent 3605013A. 1970. Priority 16.11.1968.

32. Kapron F.P., Borrelli N.F., Keck D.B. Birefringence in dielectric optical waveguides // IEEE J. Quant. Electron. 1972. V.QE8, No.2, P.222-225.

33. Jones R.C. A new calculus for the treatment of optical systems // JOSA. 1941. V.31, P.488-493.

34. Papp A., Harms H. Polarization optics of index-gradient optical waveguide fibers // Appl. Opt. 1975. V.14, No.10, P.2406-2411.

35. Ulrich R. Representation of codirectional coupled waves // Opt Lett. 1977. V.1, No.3, P.109-111.

36. Papp A., Harms H. Polarization optics of liquid-core optical fibers // Appl. Opt. 1977. V.16, No.5, P.1315-1319.

37. Gambling W.A., Payne D.N., Matsumura H. Mode excitation in a multimode optical-fibre waveguide // Electron. Lett. 1973. V.9, No.18, P.412-414.

38. Smith A.M. Polarization and magneto-optic properties of single-mode optical fiber // Appl. Opt. 1978. V.17, No.1, P.52-57.

39. Schneider H., Harms H., Papp A., Aulich H. Low-birefringence single-mode optical fibers: preparation and polarization characteristics // Appl. Opt. 1978. V. 17, No.19, P.3035-3037.

40. Rogers A.J. Optical measurement of current and voltage on power systems // Electronic power applications. 1979, V.2, No.4, 120-124.

41. Norman S.R., Payne D.N., Adams M.J. Fabrication of single-mode fibres exhibiting extremely low polarization birefringence // Electron. Lett. 1979. V.15, No.11, P.309-311.

42. Rashleigh S.C., Ulrich R. Magneto-optic current sensing with birefringent fibers // Appl. Phys. Lett. 1979. No.34, №11, P. 768-770.

43. Ulrich R., Simon A. Polarization optics of twisted single-mode fibers // Appl. Opt. 1979. V. 18, No.13, P.2241-2251.

44. Smith A.M. Optical fibres for current measurement applications // Optic and laser technology. 1980. No.1, P.25-29.

45. Ulrich R., Rashleigh S.C., Eickhoff W. Bending-induced birefringence in single mode fibers // Opt. Lett. 1980. V.5, No.6, P.273-275.

46. Smith A.M. Birefringence induced by bends and twists in single-mode optical fiber // Appl. Opt. 1980. V.19, No.15, P.2606-2611.

47. Papp A., Harms H. Magnetooptical current transformer. 1: Principles // Appl. Opt. 1980. V. 19, No.22, P.3729-3734.

48. Aulich H., Beck W., Douklias N., Harms H., Papp A., Schneider H. Magnetooptical current transformer. 2: Components // Appl. Opt. 1980. V. 19, № 22, P.3735-3740.

49. Harms H., Papp A. Magnetooptical current transformer. 3: Measurements // Appl. Opt. 1980. V. 19, № 22, P.3741-3745.

50. Rashleigh S.C., Ulrich R. High birefringence in tension coiled single-mode fibers // Opt. Lett. 1980. V.5, No.8, P.354-356.

51. Lefevre H.C. Single-mode fibre fractional wave devices and polarization controllers // Electron. Lett. 1980. V.15, No.20, P.778-780.

52. Ulrich R., Rashleigh S.C. Fiber optic measuring device // UK Patent GB 2100018. Priority 23.04.1981.

53. Barlow A.J., Payne D.N. Polarization maintenance in circularly-birefringent

fibers // Electron. Lett. 1981. V.17, No.11, P.388-389.

285

54. Barlow A.J., Ramskov-Hansen J.J., Payne D.N. Birefringence and polarization mode-dispersion in spun single-mode fibers // Appl. Opt. 1981. V.20, No.17, P. 2962-2968.

55. Barlow A.J., Payne D.N., Hadley M.R., Mansfield R.J. Production of singlemode fibers with negligible intrinsic birefringence and polarization mode dispersion // Electron. Lett. 1981. V.17, No.20, P.725-726.

56. Eickhoff W., Yen Y., Ulrich R. Wavelength dependence of birefringence in single-mode fiber // Appl. Opt. 1981. V.20, No.19, P.3428-3435.

57. Kim B.Y., Park D., Choi S.S. Use of polarization-optical time domain re-flectometry for observation of the Faraday effect in single-mode fibers // IEEE J. Quantum Electron. 1982. V.QE-18, No.4, P.455-456.

58. Payne D.N., Barlow A.J., Ramskov-Hansen J.J. Development of low- and higt-birefringence optical fibers // IEEE J. Quantum Electron. 1982. V.QE-18, No.4, P.477-488.

59. Rashleigh S.C. Wavelength dependence of birefringence in highly birefringent fibers // Opt. Lett. 1982. V.7, No.6, P.294-296.

60. Barlow A.J., Payne D.N. The stress-optic effect in optical fibers // IEEE J. Quantum Electron. 1983. V.QE-19, No.5, P.834-839.

61. Ourmazd A., Varnham M.P., Birch R.D., Payne D.N. Thermal properties of highly birefringent optical fibers and preforms // Appl. Opt. 1983. V.22, No.15, P.2374-2379.

62. Rashleigh S.C. Origins and control of polarization effects in single-mode fibers // J. Lightwave Technol. 1983. V.LT-1, No.12, P.312-331.

63. Rogers A.J. Optical fibre current measurement // Fibre Optics '83. Proc. SPIE. 1983. V.0374, P.196-201.

64. Ross J.N. The rotation of the polarization in low birefringence monomode optical fibers due to geometric effects // Optical Quantum Electron. 1984. V.16, No.5, P.455-461.

65. Noda J., Hosaka T., Sasaki Y., Ulrich R. Dispersion of Verdet constant in

stress-birefringent silica fibre // Electron. Lett. 1984. V.20, No.22, P.906-908.

286

66. Neyer B. T., Chang J., Ruggles L. E. Calibrated Faraday current and magnetic field sensor // Fiber Optic and Laser Sensors III. 1985. SPIE V.566, P.201-205.

67. Varnham M.P., Birch R.D., Payne D.N. Helical-core circularly-birefringent fibres // 5th European Conference on Optical Communication (ECOC), Venice, Italy. 30 Sep. - 03 Oct. 1985. P.135-138.

68. Varnham M.P., Birch R.D., Payne D.N. Love J.D. Design of helical-core circularly birefringent fibres // Proceedings of OFC, 1986, Atlanta, USA, Pp.68.

69. Lassing H.S., Oomens A.M., Woltjer R. Development of a magneto-optic current sensor for high, pulsed currents // Rev. Sci. Instrum. 1986. V.57, No.5, P.851-854.

70. Tomita A., Chiao R.Y. Observation of Berry's topological phase by use of an optical fiber // Physic. Rev. Lett. 1986. V.57, No.8, P.937-940.

71. Berry M.V. Quantal phase factors accompanying adiabatic changes // Proc. R. Soc. Lond. A. 1984. V.392, P.45-57.

72. Simon B. Holonomy, the quantum adiabatic theorem, and Berry's phase // Phys. Rev. Lett. 1983. V.51, No. 24, 2167-2170.

73. Veeser L.R., Day G.W. Fiber optic, Faraday rotation current sensor // Proc. 4th Int. Conf. on Megagauss Magnetic Field Generation and Related Topics. Santa Fe. 1986.

74. Veeser L.R., Day G.W., Chandler G.I. Fiber optic sensing of pulsed currents // Photonics: High Bandwidth Analog Applications. 1986. SPIE V.648, P.197-212.

75. Li L., Qian J.-R., Payne D.N. Current sensors using highly birefringent bow-tie fibers // Electron. Lett. 1986. V.22, No.21, P.1142-1144.

76. Birch R.D. Fabrication and characterization of circularly birefringent helical fibres // Electron. Lett. 1987. V.23, No.1, P.50-53.

77. Li L., Qian J., Payne D.N. Miniature multi-turn fibre current sensors // Int. J. Opt. Sensors. 1987. V.2, P.25-33.

78. Gambling W.A. Novel optical fibres for sensing applications // J. Phys. Sci. Instrum. 1987. V.20, P.1091-1096.

79. Lassing H. S., Mastop W. J., Van der Meer A. F. G., Oomens A. A. M. Plasma current measurements by Faraday rotation in a single-mode fiber // Appl. Opt. 1987. V.26, No.12, P.3088-3096.

80. Enokihara A., Izutsu M., Sueta T. Optical fiber sensors using the method of polarization-rotated reflection // J. Lightwave Technol. 1987. V.5, No.11, P.1584-1590.

81. Laming R.I., Payne D.N., Li L. Current monitor using elliptical birefringent fibre and active temperature compensation // Proc. SPIE. 1987. V.798, P.283-287.

82. Laming R.I., Payne D.N., Li L. Compact optical fibre current monitor with passive temperature stabilization // In Proceedings of Optical Fiber Sensors, New Orleans, Jan 1988.

83. Ren Z.B., Robert P., Paratte P.-A. Temperature dependence of bend- and twist-induced birefringence in a low-birefringence fiber // Opt. Lett. 1988. V.13, No.1, P.62-64.

84. Forman P.R., Jahoda F.C. Linear birefringence effects on fiber-optic current sensors // Appl. Opt. 1988. V.27, No.15, P.3088-3096.

85. Donati S., Annovazzi-Lodi V., Tambosso T. Magneto-optical fibre sensors for electrical industry: analysis of performances // IEE Proceedings. 1988. V.135, No.5, P.372-382.

86. Nicati P.A., Robert Ph. Stabilized current sensor using Sagnac interferometer // J. Phys. E: Sci. Instrum. 1988. V.21, P.791-796.

87. Day G.W., Rose A.H. Faraday effect sensors: the state of the art // Fiber optic and laser sensors VI. SPIE. 1988. V.985, P.138-150.

88. Ren Z.B., Robert Ph. Polarization multiplexing applied to a fiber current sensor // Opt. Lett. 1989. V.14, No.21, P.1228-1230.

89. Laming R.I., Payne D.N. Electric current sensor employing spun highly birefringent optical fibers // J. Lightwave Technol. 1989. V.7, No.12, P.2084-2094.

90. Ulmer E.A. A high-accuracy optical current transducer for electric power systems // IEEE Transactions on Power Delivery. 1990. V.5, No.2, P.892-898.

91. Tang D., Rose A.N., Day G.W. Practical considerations in the design of optical fiber current sensors // Fiber Optic Sensors IV. SPIE. 1990. V.1267, P.29-34.

288

92. Williams P.A., Rose A.H., Day G.W., Milner T.E., Deeter M.N. Temperature dependence of the Verdet constant in several diamagnetic glasses // Appl. Opt. 1991. V.30, No.10, P.1176-1178.

93. Ben-Kish A., Tur M., Shafir E. Geometrical separation between the birefringence components in Faraday-rotation fiber-optic current sensors // Opt. Lett. 1991. V.16, No.9, P.687-689.

94. Pistoni N.C., Martinelli M. Polarization noise suppression in retracing optical fiber circuits // Opt. Lett. 1991. V.16, No.10, P.711-713.

95. Williams P.A., Day G.W., Rose A.H. Compensation for temperature dependence of Faraday effect in diamagnetic materials: application to optical fibre sensors // Electron. Lett. 1991. V.27, No.13, P.1131-1132.

96. Tang D., Rose A.N., Day G.W., Etzel S.M. Annealing of linear birefringence in single-mode fiber coils: application to optical fiber current sensors // J. Lightwave Technol. 1991. V.9, No.8, P.1031-1037.

97. Tur M., Ben-Kish A., Shafir E., Shaked N. Faraday-rotation fiber-optic current sensor: response to different locations of the conductor // 8th Meeting on Optical Engineering in Israel. Proc. SPIE. 1992. V.1972, P.324-327.

98. Bush S.P., Jackson D.A. Numerical investigation of the effects of birefringence and total internal reflection on Faraday effect current sensors // Appl. Opt. 1992. V.31, No.25, P.5366-5374.

99. Pistoni N.C., Martinelli M. Vibration-insensitive fiber-optic current sensor // Opt. Lett. 1993. V.18, No.4, P.314-316.

100. Kurosawa K., Yoshida S., Sakamoto K. Polarization maintaining properties of the flint glass fiber for the Faraday sensor element // Proc. SPIE. 1994. V.2360, P.28-31.

101. Kurosawa K., Yoshida S., Sakamoto K. Polarization properties of the flint glass fiber // J. Lightwave Technol. 1995. V.13, No.7, P.1378-1384.

102. Kurosawa K. Optical current transducers using flint glass fiber as the Faraday sensor element // Opt. Rev. 1997. V.4, No.1A, P.38-44.

103. Kurosawa K, Yamashita K, Yamada Y. Flexible fiber Faraday effect current sensor using flint glass fiber and reflection scheme // IEICE Trans. Electron. 2000. V. E83-C, No.3, P.326-330.

104. Rose A.N., Ren Z.B., Day G.W. An improved annealing technique for optical fiber // Proc. SPIE. 1994. V.2360, P.306-312.

105. Rose A.N., Ren Z.B., Day G.W. Twisting and annealing optical fiber for current sensors // J. Lightwave Technol. 1996. V.14, No.11, P.2492-2498.

106. Ning Y.N., Wang Z.P., Palmer A.W., Grattan K.T.V. Recent progress in optical current sensing techniques // Rev. Sci. Instrum. 1995. V.86, No.5, P.3097-3111.

107. MacDougall T.W., Hutchinson T.F. Stray magnetic-field response of linear birefringent optical current sensors // Appl. Opt. 1995. V.34, No.21, P.4373-4379.

108. Menke P., Bosselmann T. Temperature compensation in magnetooptic AC current sensors using an intelligent AC-DC signal evaluation // J. Lightwave Technol. 1995. V.13, No.7, P.1362-1370.

109. Cruz J.L., Andres M.V., Hernandez M.A. Faraday effect in standard optical fibers: dispersion of the effective Verdet constant // Appl. Opt. 1996. V.35, No.6, P.922-927.

110. Knight J.C., Birks T.A., J. Russell P.St., Atkin D.M. All-silica single-mode optical fiber with photonic crystal cladding // Opt. Lett. 1996. V.21, No.19, P.1547-1549.

111. Knight J.C., Birks T.A., J. Russell P.St., Atkin D.M. All-silica single-mode optical fiber with photonic crystal cladding: errata // Opt. Lett. 1997. V.22, No.7, P.484-485.

112. Birks T.A., Knight J.C., Russell P.St. Endlessly single-mode photonic crystal fiber // Opt. Lett. 1997. V.22, No.13, P.961-963.

113. Ortigosa-Blanche A., Knight J.C., Wadsworth W.J., Arriaga J., Mangan B.J., Birks T.A., Russell P.St.J. Highly birefringent photonic crystal fibers // Opt. Lett. 2000. V.25, No.18, P.1325-1327.

114. Michie A., Canning J., Lyytikainen K., Aslund M., Digweed J. Temperature independent highly birefringent photonic crystal fibre // Optic Express. 2004. V.12, No.21, P.5160-5165.

115. Rose A.N., Etzel S.M., Wang C.M. Verdet constant dispersion in annealed optical fiber current sensors // J. Lightwave Technol. 1997. V.15, No.5, P.803-807.

116. Willsch M., Bosselmann T., Wollenhaupt M. New principle for the extension of the measuring range of fiber optic current sensors // 12th International Conference on Optical Fiber Sensors. 1997 OSA Technical Digest Series, V.16, Paper OWC26.

117. Dong X.P., Chu B.C.B., Chiang K.S. An electric-current sensor employing twisted fibre with compensation for temperature and polarization fluctuations // Meas. Sci. Technol. 1997. V.8, P.606-610.

118. Dong X.P., Chu B.C.B., Chiang K.S. Twisted fibre electric current sensor with compensation for temperature and polarization perturbation // Proc. SPIE. 1998. V.3555. Optical and Fiber Optic Sensors System. P.19-27.

119. Ferrari J., Dubra A., Arnaud A., Perciante D. Current sensor using heterodyne detection // Appl. Opt. 1999. V.38, No.13, P.2808-2811.

120. Геликонов В.М., Геликонов Г.В., Иванов В.В., Новиков М.А. Фараде-евский компенсатор взаимной оптической анизотропии на основе поляризационного кольцевого интерферометра // Письма в ЖТФ. 1999. Т.25, В.10, С.57-63.

121. Briffod F., Thevenaz L., Nicati P.-A., Küng A., Robert P.A. A polarimetric current sensor using an in-line Faraday rotator // IEICE Trans. Electron. 2000. V. E83-C, No.3, P.331-335.

122. Bohnert K., Gabus P., Nehring J., Brändle H. Temperature and vibration insensitive fiber-optic current sensor // J. Lightwave Technol. 2002. V.20, No.2, P.267-276.

123. Bohnert K., Gabus P., Brändle H., Guggenbach P. Fiber-optic dc current sensor for electro-winning industry // 17th International Conference on Optical Fibre Sensors. Proc. SPIE. 2005. V.5855, P.210-213.

124. Bohnert K., Wüest R., Frank A., Gabus P., Wiesendanger S., Nehring J., Brändle H. Experimental and theoretical investigations of the high current regime of an interferometric fiber-optic current sensor // IEEE Sensors 2008 Conference. 2008. P.926-929.

125. Bohnert K., Gabus P., Nehring J., Wiesendanger S., Frank A., Brändle H.

Nonlinearities in the high-current response of interferometric fiberoptic current sensors //

291

19th International Conference on Optical Fibre Sensors. Proc. SPIE. 2008. V.7004, P.70040E(1-4).

126. Barmenkov Y.O., Santoyo F.M. Faraday plasma current sensor with compensation for reciprocal birefringence induced by mechanicalpertupbations // Journal of Applied Research and Technology. 2003. V.1, No.2, P.157-163.

127. Li M.-J., Chen X., Nolan D.A. Fiber spinning for reducing polarization mode dispersion in single-mode fibers: theory and applications // Proc. SPIE. 2003. V.5247, P.97-110.

128. Li M.-J., Chen X., Nolan A. Ultra low PMD fibers by fiber spinning // Optical Fiber Communication conference. 2004. Paper FA1.

129. Alasia D., Thevenaz L. A novel all-fibre configuration for a flexible polari-metric current sensor // Meas. Sci. Technol. 2004. V.15, P.1525-1530.

130. Polynkin P., Bla J. Polarization Evolution in Bent Spun Fiber // J. Lightwave Technol. 2005. V.23, No.11, P.3815-3820.

131. Губин В.П., Исаев В.А., Моршнев С.К., Сазонов А.И., Старостин Н.И., Чаморовский Ю.К., Усов А.И. Использование волоконных световодов типа Spun в датчиках тока // Квантовая электроника. 2006. Т.36, №3, С.287-291.

132. Perciante C.D., Ferrari J.A. Cancellation of bending-induced birefringence in single-mode fibers: application to faraday sensors // Appl. Opt. 2006. V.45, No.9, 1951-1956.

133. Jiao B., Wang Z., Liu F., Bi W. Interferometric fiber-optic current sensor with phase conjugate reflector // Proceedings of the 2006 IEEE International Conference on Information Acquisition. August 20 - 23, 2006, Weihai, Shandong, China, P.707-711.

134. Drexler P., Fiala P. Utilization of Faraday mirror in fiber optic current sensor // Radioengineering. 2008. V.17, No.4, P.101-107.

135. Flores J.L., Garcia-Torales G., Ortiz V.H. Optical current sensor using phase shift algorithms // Fiber Optic Sensors and Application V. Proc. of SPIE. 2007. V.6770, P.677017(1-9).

136. Deng X., Li Z., Peng Q., Liu J., Tian J. Research on the magneto-optic current sensor for high-current pulses // Rev. Sci. Instrum. 2008. V.79, P.083106(1-4).

292

137. Моршнев С.К., Губин В.П., Воробьев И.Л., Старостин Н.И., Сазонов А.И., Чаморовский Ю.К., Коротков Н.М. Оптические волокна spun: спиральная структура линейного двулучепреломления или циркулярное двулучепреломление? // Квантовая электроника. 2009. Т.39, №3, С.287-292.

138. Чаморовский Ю.К., Старостин Н.И., Моршнев С.К., Губин В.П., Рябко М.В., Сазонов А.И., Воробьев И.Л. Микроструктурное оптическое spun-волокно для датчиков тока на основе эффекта Фарадея // Квантовая электроника. 2009. Т.39, №11, С.1074-1077.

139. Drexler P., Fiala P. Optical Fiber Birefringence Effects - Sources, Utilization and Methods of Suppression // Recent Progress in Optical Fiber Research. Ed. by Yasin M. 2012. P.127-150.

140. Silva R.M., Martins H., Nascimento I., Baptista J.M., Ribeiro A.L., Santos J.L., Jorge P., Frazao O. // Optical current sensors for high power systems: a review // Appl. Sci. 2012.V.2, No.3, P.602-628.

141. Zhang H., Qiu Y., Li H., Huang A., Chen H., Li G. High-current-sensitivity all-fiber current sensor based on fiber loop architecture // Optics Express. 2012. V.20, No.17, P.18591-18599.

142. Zhang C., Li C., Wang X., Li L., Yu J., Feng X. Design principle for sensing coil of fiber-optic current sensor based on geometric rotation effect // Appl. Opt. 2012. V.51, No.18, P.3977-3988.

143. El-Khozondar H.J., Müller M.S., El-Khozondar R.J., Koch A.W. Influence of magnetic field inhomogeneity on a magneto-optical current sensor // J. Sensor Techn. 2012. V.2, P.19-22.

144. Пржиялковский Я.В., Моршнев С.К., Старостин Н.И., Губин В.П. Распространения широкополосного оптического излучения в spun-волокне с высоким двулучепреломлением // Квантовая электроника. 2013. Т.43, №2, C.167-173.

145. Моршнев С.К., Губин В.П., Пржиялковский Я.В., Старостин Н.И. Температурные зависимости фазового и группового двойного лучепреломления в spun-волокнах // Квантовая электроника. 2013. Т.43, №12, C.1143-1148.

146. Peng N., Huang Y., Wang S., Wen T., Liu W., Zuo Q., Wang L. Fiber optic sensor based on special spun highly birefringent fiber // Photonics Technology Letters. 2013. V.25, No.17, P.1668-1671.

147. Nguyen T.X., Ely J.J., Szatkowski G.N., Mata C.T., Mata A.G., Snyder G.P. Fiber-optic current sensor validation with triggered lightning measurements // 2013 International Conference on Lightning and Static Electricity (ICLOSE). Report Nf1676L-16005. Paper No. 47.

148. Nguyen T.X., Ely J.J., Szatkowski G.N., Mata C.T., Mata A.G., Snyder G.P. An intrinsic fiber-optic sensor for structure lightning current measurement // 5th International Lightning Metrology Conference (ILMC). 2014. Report NF1676L-17508.

149. Müller G.M., Yang L., Gülenaltin B., Frank A., Bohnert K. Temperature compensation of fiber-optic current sensors // 23rd International Conference on Optical Fibre sensors. Proc. of SPIE. 2014. V.9157, P.915705(1-4).

150. Aerssens M., Descamps F., Gusarov A., Megret P., Moreau P., Wuilpart M. Influence of the optical fiber type on the performances of fiber-optics current sensor dedicated to plasma current measurement in ITER // Appl. Opt. 2015. V. 54, No.19. P.5983-5991.

151. Perciante C.D., Aparicio S., Illa R., Ferrari J.A. Nonplanar fiber-optic sensing head for the compensation bending-induced birefringence in faraday current sensor // Appl. Opt. 2015. V.54, No.18, P.5708-5714.

152. Cheng S., Guo Z., Zhang G., Yu W., Shen Y. Distributed parameter model characterizing magnetic crosstalk in a fiber optic current sensor // Appl. Opt. 2015. V.54, No.34, P.10009-10017.

153. Пржиялковский Я.В., Моршнев С.К., Старостин Н.И., Губин В.П. Распространения поляризованного света в изогнутых hi-bi spun-волокнах // Квантовая электроника. 2015. Т.45, №11, C.1075-1082.

154. Du J., Tao Y., Liu Y., Ma L., Zhang W., He Z. Highly sensitive and reconfigurable fiber optic current sensor by optical recirculating in a fiber loop // Optics Express. 2016. V.24, No.16, P.17980-17988.

155. Przhialkovcky Y.V., Vasiliev S.A., Medvedkov O.I., Morshnev S.K., Dia-nov E.M. Polarization state evolution in spun birefringent optical fibers // J. Appl. Phys.

2017. V.122, P.123104(1-9).

156. Gusarov A., Leysen W, Wuilpart M., Megret P. Status and future developments of R&D on fiber optics current sensor for ITER // Fusion Engineering and Design.

2018. V.136, Part A, P.477-480.

157. Karabulut D., Miazin A., Gusarov A., Moreau P., Leysen W., Megret P., Wuilpart M. Effect of Faraday mirror imperfections in a fiber optic current sensor dedicated to ITER // Fusion Engineering and Design. 2019. V.138, P.48-52.

158. Leysen W., Gusarov A., Megret P., Wuilpart M. Assessment of the environmental effects on the ITER FOCS operating in reflective scheme with Faraday mirror // Fusion Engineering and Design. 2019. V.146, P.805-808.

159. Dandu P., Gusarov A., Moreau P., Leysen W., Bostyn G., Megret P., Wuil-part M. Effect of optical fibre bending on plasma current measurement in ITER using a polarisation-OTDR setup // Fusion Engineering and Design. 2021. V.166, 112279.

160. Dandu P., Gusarov A., Moreau P., Leysen W., Kim P., Megret P., Wuilpart M. Plasma current measurement in ITER with a polarization-OTDR: impact of fiber bending and twisting on the measurement accuracy // Applied Optics. 2022. V.61, No.9, P.2406-2416.

161. Губин В.П., Старостин Н.И., Пржиялковский Я.В., Моршнев С.К., Сазонов А.И., Отрохов С.Ю. Волоконно-оптические трансформаторы электрического тока: физические основы и технические реализации. Часть 1 // Фотоника. 2018. Т.12, №7, С.704-715.

162. Губин В.П., Старостин Н.И., Пржиялковский Я.В., Моршнев С.К., Сазонов А.И., Отрохов С.Ю. Волоконно-оптические трансформаторы электрического тока: физические основы и технические реализации. Часть 2 // Фотоника. 2018. Т.12, №8, С.762-769.

163. Bohnert K., Frank A., Yang L., Gu X., Müller G. M. Polarimetric fiber-optic current sensor with integrated-optic polarization splitter // J. Lightwave Technol. 2019. V.37, No.14, P.3672-3678.

164. Müller G. M., Frank A., Yang L., Gu X., Bohnert K. Temperature compensation of interferometric and Polarimetrie fiber-optic current sensors with spun highly birefringent fiber // J. Lightwave Technol. 2019. V.37, No.18, P.4507-4513.

165. Yao P., Chen X., Hao P., Xiao H., Ding Z., Liu T., Yao X.S. Introduction and measurement of the effective Verdet constant of spun optical fibers // Optics Express. 2021. V.29, No.15/19, P.23315-23330.

166. ГОСТ 7746 - 2001. Трансформаторы тока. Общие технические условия.

167. Вицинский С.А., Ловчий И.Л., Мокеев С.Ф. Волоконно-оптические датчики тока // Сборник трудов V международной конференции «Прикладная оп-тика-2002». СПб. 2002. Т.1, С.61-65.

168. Вицинский С.А., Ловчий И.Л., Мокеев С.Ф. Волоконно-оптические преобразователи тока // Оптический журнал. 2003. Т.70, №4, С.5-10.

169. Вицинский С.А., Ловчий И.Л., Мокеев С.Ф. Способ измерения переменного тока или напряжения и устройство для его осуществления // Патент РФ №2222021, приоритет от 06.08.2002 г., бюл. изобр. №2, 2004.

170. Ловчий И.Л. Определение in situ параметров двойных лучепреломлений в оптических коннекторах волоконно-оптического датчика переменного электрического тока и их учет в алгоритме обработки измерительных сигналов. // Сб. тр. VI Межд. конф. «Прикладная оптика-2004». СПб. 2004. Т.1, С.215-219.

171. Ловчий И.Л. Волоконно-оптический датчик для оперативного контроля больших электрических токов промышленной частоты. // Сб. тр. VI Межд. конф. «Прикладная оптика-2004». СПб. 2004. Т.1, С.374-378.

172. Ловчий И.Л., Вицинский С.А., Вицинская Т.Г. Способ измерения переменного электрического тока и устройство для его осуществления // Патент РФ №2281516, приоритет от 02.08.2004 г., опубл. 10.08.2006, бюл. изобр. № 22.

173. Ловчий И.Л. Моделирование параметров поляриметрического магнитооптического датчика переменного тока с чувствительным контуром из световода типа twist // Оптический журнал. 2010. Т.77, №6, С.33-45.

174. Ловчий И.Л. Численное моделирование и исследование поляриметрического датчика со световодом типа spun // Оптический журнал, 2010, т. 77, № 12, С.25-33.

175. Ловчий И.Л. Использование световодов типа twist и spun в поляриметрических датчиках тока // Сб. трудов IX Межд. конф. «Прикладная оптика-2010». СПб. 2010. Т.1(1), С.224-228.

176. Ловчий И.Л. Волоконно-оптический измерительный преобразователь тока // Патент РФ № 2451941, приоритет от 27.12.2010 г.

177. Абрамович Л.Ю., Ловчий И.Л., Остапенко Е.И. Оптико-электронный трансформатор тока, основанный на использовании магнитооптического эффекта Фарадея // ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2011. №1, С.22-26.

178. Ловчий И.Л. Моделирование чувствительности волоконного магнитооптического датчика при неоднородном распределении поля вдоль замкнутого контура. // Сб. трудов XII Межд. Конф. «Прикладная оптика-2016». СПб. 2016. Т.1, С.243.

179. Ловчий И.Л. Моделирование чувствительности магнитооптического датчика тока при сугубо неоднородном распределении магнитного поля вдоль контура // Оптический журнал. 2018. Т.65, №7, С.44-49.

180. Жилин А.Н., Ловчий И.Л. Использование волоконно-оптического датчика на основе spun-волокна для регистрации импульсного тока разряда магнито-плазменного компрессора. // Сб. трудов XII Межд. Конф. «Прикладная оптика-2016». СПб. 2016. Т.1, С.244.

181. Бедрин А. Г., Жилин А. Н., Ловчий И. Л. Использование волоконно-оптического датчика для регистрации импульсного тока плазменного разряда // Измерительная техника. 2021. №9, С.28-34.

182. Ловчий И.Л. Поляриметрические магнитооптические датчики с twist и spun световодами. Saabrucken, Germany.: LAP Lambert Academic Publishing. 2018. 88 с.

183. Ловчий И.Л. Моделирование в среде LabVIEW параметров поляриметрических волоконно-оптических датчиков электрического тока. // Физ.-мат. науки: тезисы 82-й науч.-техн. конф. профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов (с международным участием). Минск: БГТУ. 2018. С.32-33.

184. Ловчий И.Л. Использование LabVIEW для анализа поляризации света вдоль чувствительного контура магнитооптического датчика электрического тока // Сб. тр. Межд. научно-техн. конф. «Перспективные информационные технологии (ПИТ 2018)». Самара. 2018. С.1035-1039.

185. Ловчий И.Л. Параметры чувствительности поляриметрических датчиков тока на световодах типа twist и spun // Сб. тр. XIII Межд. Конф. «Прикладная оптика-2018». СПб. 2018. Т.1, С.143-147.

186. Ловчий И.Л. Моделирование параметров оптических приборов регистрации геометрических и физических величин в среде графического программирования LabVIEW // Сб. мат. XV Всерос. науч.-техн. конф. «Приборостроение в XXI веке - 2019. Интеграция науки, образования и производства». Ижевск. 2019. С.328-335.

187. Ловчий И.Л. Вариации чувствительности поляриметрических датчиков тока на световодах типа twist и spun // Фотон-экспресс. 2019. №6 (158), С.334-335.

188. Lovchy I.L. Sensitivity variations of polarimetric current sensors on twist and spun fibers // Proceedings of the 13th International Scientific and Technical Conference «INSTRUMENTATION ENGINEERING-2020». Minsk. BNTU. 2020. P.444-446.

189. Ловчий И.Л. Использование формализма сферы Пуанкаре для моделирования параметров поляриметрического волоконно-оптического датчика тока на spun световоде // Фотон-экспресс, 2021, № 6 (174), C.402-403.

190. Ловчий И.Л. Моделирование предельных параметров поляриметрического волоконно-оптического датчика тока на spun световоде // Квантовая электроника, 2022. Т.52, №8, C.764-774.

191. Ловчий И.Л. Волоконно-оптический датчик тока // Патент РФ № 2785967, приоритет от 09.02.2022.

192. Ловчий И.Л. Линеаризация отклика поляриметрического волоконно-оптического датчика тока на spun-световоде изгибным двулучепреломлением // Сб. тезисов XV Межд. Конф. «Прикладная оптика-2022». СПб. 15-15 декабря 2022. С.134.

193. Marvin J.W. Handbook of optical materials // CRC Press, 2003.

194. Clarce I.G. Temperature-stable spun elliptical-core optical-fiber current transducer // Opt. Lett. 1993. V.18, №2, P.158-160.

195. Gan M., Zhdanov D., Novoselskiy V., Fedorov A., Potyemin I., Ustinov S., Starkov A., Smirnov S. DEMOS III: new possibilities // Proc. SPIE. 1995. V.2540, Р.190-196.

196. ZEMAX. Optical design program. User's manual. 2011. [Электронный ресурс] // https://neurophysics.ucsd.edu/manuals/Zemax/zemaxmanual.pdf (дата обращения 06.03.2023).

197. Poggendorf J.C. Ein Vorschlag zum Messen der magnetischen Abweichung // Annalen der Physik und Chemie, 1826, V.7, P.121-130.

198. Chalmers S.D., Ryland H.S. A method of testing prism // Trans. Opt. Soc. 1904. V.6, P.34-42.

199. Guild J. Note on the use of the auto-collimating telescope in the measurement of angles // Proc. Soc. London. 1915. V.28, P.242-249.

200. Moffitt G.W. An instrument for the testing of prisms // JOSA. 1923. V.7, No.10, P.831-852.

201. F.E. Wright. A new autocollimator // JOSA. 1924. V.9, N.2, P.187-188.

202. Высокоточные угловые измерения / Под ред. Ю.Г. Якушенкова, М.: Машиностроение, 1987. 480 с.

203. Голубовский Ю.М. Фотоэлектрические автоколлиматоры // ОМП. 1970. №5, С.55-62.

204. Yuan J., Long X. CCD-area-based autocollimator for precision small-angle

measurement // Rev. Sci. Instrum. 2003. V.74, No.3, P.1362-1365.

299

205. Chen Y., Shimizu Y., Kudo Y., Ito S., Gao W. Mode-locked laser autocolli-mator with an expanded measurement range // Opt. Exp. 2016. V.24, No.14, P.15554-15569.

206. Jones R.V. Some developments and applications of the optical lever // J. Sci. Instrum. 1961. V.38, No.2, P.37-63.

207. Luther G.G., Deslattes R.D., Towler W.R. Single axis photoelectronic auto-collimator // Rev. Sci. Instrum. 1984. V.55, No.5, P.747-750.

205. Duis W., Trede J., Ulbrich G.-J., Mross M. Design and performance of a high resolution, high accuracy automatic autocollimator // Proc. SPIE. Precision Engineering and Optomechanics. 1989. V.1167, P.297-304.

208. Голубовский Ю.М., Пивоварова Л.Н. Широкодиапазонный автоколлиматор с линейным ПЗС-фотоприемником // Оптический журнал. 1995. Т.60, №4, С.71-72.

209. Sohn Y.J., Kwon J.H., Choe O.S. Portable autocollimators using the laser diode and the position sensitive detector // Rev. Sci. Instrum. 1998. V.69, No.2, P.402-405.

210. Leviton D.B. Ultra-high resolution, absolute, Cartesian electronic autocolli-mator // Proc. SPIE. Recent Developments in Traceable Dimensional Measurements 2003. V.5190, P.468-475.

211. Шур В. Л., Лукин А.Я., Шестопалов Ю.Н., Попов О.И. Двухкоординат-ный цифровой автоколлиматор // Измерительная техника. 2005. №9, С.45-48.

212. Королев А.Н., Гарцуев А.И., Полищук Г.С., Трегуб В.П. Цифровой автоколлиматор // Оптический журнал. 2009. Т.76, №10, С.42-47.

213. Жуков Ю.П., Ловчий И.Л., Пестов Ю.И., Сергеев В.А., Страдов Б.Г. Малогабаритный двухкоординатный цифровой автоколлиматор // Оптический журнал. 2019. Т.86, №8, С.29-35.

214. Жуков Ю.П., Ловчий И.Л., Петров Л.П., Пестов Ю.И., Чудаков Ю.И., Шевцов И.В. Высокоточное устройство для измерения угла скручивания // Оптический журнал. 2014. Т.81, №9, С.69-72.

215. Коняхин И.А., Панков Э.Д. Трехкоординатный автоколлиматор // ОМП. 1980. №.3, С.19-22.

216. Yin Y., Cai S., Qiao Y. Design, fabrication, and verification of a three-dimensional autocollimator // Appl. Opt. 2016. V.55, No.35, P.9966-9991.

217. Guo Y., Cheng H., Wen Y., Feng Y. Three-degree-of-freedom autocollimator based on a combined target reflector // Appl. Opt. 2020. V.59, No.8, P.2262-2269.

218. Коняхин И.А., Тургалиева Т.В. Трехкоординатный цифровой автоколлиматор // Оптический журнал. 2013. Т.80, №12, С.74-81.

219. Унифицированный ряд цифровых двухкоординатных автоколлиматоров ОПТРО-АК [Электронный ресурс] // http://www.optrotech.ru/prod1-4.php (дата обращения: 06.03.2023).

220. Автоколлиматоры АК-025М, АК-025, АК-05 [Электронный ресурс] // http://intertech-ltd.com/автоколлиматоры-ак-01-ак-025-и-ак-05 (дата обращения 06.03.2023).

221. TriAngle Electronic autocollimator for precise optical angle measurement [Электронный ресурс] // https://trioptics.com/products/triangle-electronic-autocollima-tors (дата обращения: 06.03.2023).

222. Ultra High Precision Dual Axis Digital Autocollimator [Электронный ресурс] // https://www.taylor-hobson.com/products/alignment-level/autocollimators (дата обращения: 06.03.2023).

223. Electronic autocollimators. Measure with precision. [Электронный ресурс] // https://www.haagstreit.com/fileadmin/Moeller_wedel_optical/Brochures/Elec-tronic_Autocollimators/ELCOMAT_English.pdf (дата обращения: 06.03.2023).

224. Власенко О.С., Спивак А.В., Сметанин Е.Г., Пырлик Д.Я. Автоматическое кодовое углоизмерительное устройство для определения текущего значения углового положения объекта. Авторское свидетельство СССР №2 406118, приоритет от 19.10.1971.

225. Бурмистренко В.А., Богданович Э.М., Ванюрихин А.И., Гайлиш Э.П. Устройство для контроля точности автоколлиматоров. Авторское свидетельство

СССР № 560135, приоритет от 21.07.1975.

301

226. Бондаренко И.Д. Автоколлиматор. Авторское свидетельство СССР №SU 1089407 А, приоритет от 28.06.1978.

227. Коняхин И.А. Панков Э.Д. Отражатель для трехкоординатных углоиз-мерительных устройств // ОМП. 1980. №2, С.31-35.

228. Коняхин И.А. Панков Э.Д. Трехкоординатный автоколлиматор // ОМП. 1980. №3, С.19-22.

229. Konyakhin I.A., Turgalieva T., Li R. Optic-electronic sensor for measuring the deformations of the axle at the radio-telescope // Proc. SPIE. 2014. V.9141, P.914123.

230. Женьпу Л., Коняхин И.А. Синтез отражателей для автоколлимационных измерений при увеличенной рабочей дистанции // Известия ВУЗов «Приборостроение», Т.45, №11, С.45-47.

231. Li R., Zhou M., Konyakhin I., Di K., LU Y., Guo J., Liu Y. Cube-corner autocollimator with expanded measurement range // Opt. Exp. 2019. V.27, No.5, P.6389-6403.

232. Коняхин И.А., Ворона А.М. Экспериментальные исследования широкодиапазонного автоколлиматора // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2005. Вып. 18, С.224-227.

233. Ловчий И.Л., Жуков Ю.П., Петров Л.П., Пестов Ю.И., Цветков В.И., Сергеев В.А., Блинов С.В. Двухкоординатный фотоэлектрический цифровой автоколлиматор //Патент РФ № 2535526, приоритет от 16.07.2013 г.

234. Сулаберидзе В.Ш. Методы анализа и обработки измеренных значений величин: учебное пособие. - СПб.: Балт. гос. техн. ун-т, 2013. - 122 с.

235. Голубовский Ю.М., Пивоварова Л.Н. Погрешность измерения фотоэлектрического автоколлиматора при различных расстояниях до автоколлимационного зеркала // Оптический журнал. 1995. Т.62, №6, С.87-90.

236. Авенко М.И., Запрягаева Л.А., Свешникова И.С. Задачник по прикладной оптике: Учеб. пособие. - М.: Высш. шк., 2003. - 591 с.

237. Ловчий И.Л. Моделирование широкодиапазонного однокоординатного автоколлиматора с протяжённой маркой и приёмником в виде линейки фоточувствительных элементов // Оптический журнал. 2021. Т.88, №11, С.56-65.

302

238. Ловчий И.Л. Моделирование параметров однокоординатного автоколлиматора с протяженной маркой и ПЗС-линейкой // Сб. тезисов XV Международной конференции «Прикладная оптика-2022», СПб. 15-16 декабря 2022. С.227.

239. Ловчий И.Л. Способ измерения перемещений изображения марки в цифровых автоколлиматорах и устройство для его осуществления // Патент РФ № 2773278, опубл. 01.06.2024, бюл. № 16.

240. Пинаев Л.В. Система из двух прямоугольных зеркал и ее свойства // ОМП. 1987. №12, С.18-20.

241. Лякин Д.В., Мысина Н.Ю., Рябухо В.П. Объем когерентности оптического волнового поля с широкими частотным и угловым спектрами // Оптика и спектроскопия, 2018. Т.124, В.3, С.348-358.

242. Шевцов И.В., Чудаков Ю.П., Жуков Ю.П., Ловчий И.Л., Петров Л.П., Цветков В.И., Шевцов С.Е. Устройство определения пространственной ориентации объектов // Патент РФ № 2408840, приоритет от 29.10.2009 г.

243. Ловчий И.Л. Влияние частичной когерентности излучения свето диодов на работу автоколлимационного измерителя угла скручивания // Труды ФГУП «НПЦАП». Системы и приборы управления. 2020. №3, С.42-50.

244. Ловчий И.Л. Нивелирование влияния частичной когерентности излучения светодиодов на параметры автоколлимационного измерителя угла скручивания // Сб. трудов XIV Международной конференции «Прикладная оптика-2020». Секция 5. Метрология, стенды. - СПб. 15-18 декабря 2020. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://valentin.davydov.spb.su/PO2020/ - (Дата обращения: 12.01.2021).

245. Жуков Ю.П., Ловчий И.Л., Пестов Ю.И., Сергеев В.А., Страдов Б.Г. Малогабаритные измерительные автоколлиматоры // Сб. трудов XIII Международной конференции «Прикладная оптика-2018». - СПб. Т.2, С.195-198.

246. Либер В.И., Ловчий И.Л., Сергеев В.А., Страдов Б.Г. Быстродействующий автоколлиматор для динамических угловых измерений // Сб. трудов XIV Международной конференции «Прикладная оптика-2020». Секция 5. Метрология,

стенды. - СПб. 15-18 декабря 2020. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://valentin.davydov.spb.su/PO2020/ - (Дата обращения: 12.01.2021).

247. Richter E. Einfluß der Objektiv-Aberrationen auf die Meßunsicherheit beim Autokollimationsfernrohr // Feingerätetechnik. 1974. V.23, No.6, S.270-273.

248. Filatov Y.V., Larichev R.A. Aberration influence on accuracy of angle measurements by means of autocollimator // Proc. of SPIE. 2015. V.9525, P.95253O(1-7).

249. Хуснутдинов Р.М. Влияние ограничения световых пучков на погрешность измерения следящего фотоэлектрического автоколлиматора // ОМП. 1989. №7, С.21-23.

250. Смехов А.А., Коняхин И.А. Исследование облученности виньетированного изображения в автоколлимационной системе с помощью компьютерного моделирования // Изв. ВУЗов. Приборостроение. 2013. Т.56, №11, С.11-14.

251. Li R., Konyakhin I., Zhang Q., Cui W., Wen D., Zou X., Guo J., Liu Y. Error compensation for long-distance measurements with a photoelectric autocollimator // Opt. Eng. 2019. V.58, No.10, P.104112(1-9).

252. Zhu F., Tan X., Tan J., Cui J. Note: Autocollimation with ultra-high resolution and stability using telephoto objective together with optical enlargement and beam drift compensation // Rev. Sci. Instrum. 2016. V.87, P.086110(1-3).

253. Guo, Y., Cheng H., Wen Y., Wu Y., Wu, H. Small-angle measurement in laser autocollimation based on a common-path compensation method // J. Modern Opt. 2019. V.66, No.18, P.1818-1826.

254. ГОСТ Р 8.874-2014. Государственная система обеспечения единства измерений. Автоколлиматоры. Методика поверки. Стандартинформ, г. Москва, 2015.

255. Автоколлиматоры цифровые АК-025/АК-05. Методика поверки МП 2511/0004-2021. ФГУП «ВНИИ им Д.И. Менделеева», г. СПб, 2021.

256. Автоколлиматоры АФ-0,05Ц. Методика поверки АЛ2.756.155МП. ФГУП «СНИИМ», г. Новосибирск, 2018.

257. Королев А.Н., Гарцуев А.И., Полищук Г.С., Трегуб В.П. Метрологические исследования и выбор формы оптической марки в цифровых измерительных

системах // Оптический журнал. 2010. Т.77, №6, С.25-27.

304

258. Харитонова Е.Н. Определение оптимальных формы и размера маркера цифрового автоколлиматора // Измерительная техника. 2011. №5, С.22-25.

259. Старосотников Н.О., Фёдорцев Р.В. Оценка точности определения координат энергетического центра тяжести тест-объекта коллиматора в схемах контроля оптико-электронных приборов с матричными фотоприемниками // Наука и техника. 2015. №5, С.71-76.

260. Королев А.Н., Лукин А.Я., Полищук Г.С. Новая концепция измерения угла. Модельные и экспериментальные исследования // Оптический журнал. 2012. Т.79. №6. С.52-58.

261. Бохман Е.Д., Венедиктов В.Ю., Королев А.Н., Лукин А.Я. Цифровой измеритель угла с двумерной шкалой // Оптический журнал. 2018. Т. 85, №5, С.19-25.

262. Королев А.Н., Лукин А.Я., Полищук Г.С. Использование информационной избыточности в оптических цифровых измерительных системах с 2Б-сенсо-ром // Измерительная техника. 2017. №3, С.29-33.

263. Franz S. Autocollimator telescope having a camera. Patent WO 2012/037909 A2. 2012. Priority 20.09.2010.

263. Sony IMX586-AAJH5-C [Электронный ресурс] // https://whycan.com/ files/members/466/IMX586-AAJH5-C_0.0.1_Datasheet(1).pdf (дата обращения: 06.03.2023).

264. Shi J., Li Y., Zhang D., Xing H. Research on the influence model of colli-mating lens aberrations in autocollimation system based on the ray-tracing method // IEEE Sensors Journal. 2023. V.23, No.2, P. 1224-1233.

265. TriAngle Electronic autocollimator for precise optical angle measurement [Электронный ресурс] // https://trioptics.com/products/triangle-electronic-autocollima-tors (дата обращения: 06.03.2023).

266. Ultra High Precision Dual Axis Digital Autocollimator [Электронный ресурс] // https://www.taylor-hobson.com/products/alignment-level/autocollimators (дата обращения: 06.03.2023).

267. Electronic autocollimators. Measure with precision. [Электронный ресурс] // https://www.haagstreit.com/fileadmin/Moeller_wedel_optical/Brochures/Electronic_ Autocollimators/ELCOMAT_English.pdf (дата обращения: 06.03.2023).

268. Автоколлиматоры унифицированные АКУ [Электронный ресурс] // https://npzoptics.ru/files/AKy-02%20-05%20-1.pdf (дата обращения: 06.03.2023).

269. Ловчий И.Л. Моделирование параметров двухкоординатного автоколлиматора с многоэлементной маркой и матричным фотоприемником // Оптический журнал. 2024. Т.1, №1, С.49-65.

270. Вензель В.И. Вицинский С.А., Ловчий И.Л., Чудаков Ю.И. Поляризационный способ определения взаимной пространственной ориентации объектов и устройство для его реализации // Патент РФ № 2310162, опубл. 10.11.2007, бюл. № 31.

271. Ловчий И.Л. Компенсация эффектов двойного лучепреломления элементов оптического тракта при поляризационном способе определения взаимного разворота объектов // Оптический журнал, 2010, Т.77, №3, С.60-66.

272. Ловчий И.Л., Вицинский С.А., Ярмаркин М.К. Волоконно-оптический преобразователь напряжения // Сб. трудов VII Межд. конф. «Прикладная оптика-2006». СПб. 2006. С.317-320.

273. Feder D.F. Optical calculation with automatic computing machinery // JOSA, 1951, V.41, No.9, P. 630-635.

274. Леонова В.Б. Автоматизация расчетов оптических систем: Учеб. пособие. - М.: Машиностроение, 1970. - 289 с.

275. Ловчий И.Л., Страдов Б.Г. Способ определения углов поворота объекта и двухкоординатный автоколлиматор для его осуществления // Патент РФ № 2828450, опубл. 14.10.2024, бюл. № 29.

Приложения

Приложение 1.

НПЦАП

Государственная корпорация по космической деятельности «Роскосмос»

Акционерное общество «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР АВТОМАТИКИ И ПРИБОРОСТРОЕНИЯ имени академика Н.А.ПИЛЮГИНА» _(АО «НПЦАП»)_

ОГРН 1217700553344 ИНН 9728050571 Введенского ул., д.1. г. Москва. 117342 Тел.; [phone], Факс [phone]. Телетайп Москва. 112635, 417814 ЗАПАД e-mail: ¡[e-mail] . www.npcap.™

2ъ.оз.гч N.

На №_ от_

Акт

о внедрении результатов диссертационной работы кандидата физико-математических наук Ловчего И.Л.

«Комплексное моделирование и оптимизация характеристик оптико-электронных приборов регистрации физических и геометрических величин с использованием технологии графического программирования»

Результаты моделирований и исследований автоколлимационных угломеров, отраженные в диссертационной работе Ловчего И.Л., получены при выполнении ряда научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по разработке высокоточных автоколлимационных угломеров, а именно одно- и двухкоординатных измерительных автоколлиматоров специального назначения. Указанные приборы используются для обеспечения оптической привязки в составе аппаратуры азимутальной ориентации, изготавливаемой АО «НПЦАП».

Надежность и точностные параметры серийно выпускаемых в АО «НИИ ОЭП» измерительных автоколлиматоров подтверждены многолетним успешным опытом эксплуатации аппаратуры прицеливания систем управления ракетных комплексов.

Первый заместитель генерального директора -генеральный конструктор, Герой Труда России, доктор технических наук,

Ученый секретарь НТС, доктор технических наук, профессор

ежирицкии

В.М. Никифоров

Приложение 2.

УТВЕРЖДАЮ

ального директора по научной работе, доктор техн. наук

^Н.И. Павлов 2015 г.

Акт ввода в

волоконно-оптического измерительного преобразователя тока

Комиссия в составе: председатель

комиссии

члены

комиссии

Бедрин А.Г., нач. лаб. № 46, канд. физ.-мат. наук,

Миронов И.С., вед. научн. сотр. лаб. № 46, канд. тех. наук, Гурьев А.П., вед. научн. сотр. лаб. № 46, канд. тех. наук, Громовенко В.М., вед. научн. сотр. лаб. № 46, канд. тех. наук

рассмотрела вопрос о вводе в эксплуатацию в составе стенда моделирования высотных режимов (МВР) светового излучения высотного ядерного взрыва (СИВЯВ) волоконно-оптического измерительного преобразователя тока (ВОИПТ).

ВОИПТ выполнен в соответствии с техническими решениями, предложенными в Патенте РФ № 2451941.

Волоконно-оптический измерительный преобразователь тока на основе spun световода, включающий когерентный источник света в виде лазерного диода, расположенные по ходу луча формирующую оптику в виде микрообъектива, поляризатор в виде поляризационного светоделительного куба, поляризационно- нейтральный светоделитель, оптически связанный с блоком регистрации интенсивности ортогонально поляризованных составляющих света, состоящим из анализатора в виде поляризационного светоделителя и двух фотодетекторов, узел ввода излучения в сердцевину spun световода, из которого выполнен чувствительный элемент в виде охватывающий проводник с измеряемым током петли из одного витка волокна, и узел обратного ввода излучения в волокно в виде микрообъектива, анизотропного кристалла и зеркала Фарадея. Для пассивной стабилизации интенсивности когерентного источника света используется дополнительное

зеркало, оптически связанное с резонатором диодного лазера через поляризационный светоделитель.

Комиссия подтверждает, что схема ВОИПТ, а также параметры используемого в качестве чувствительного элемента spun световода полностью соответствуют техническим решениям патента РФ № 2451941.

Комиссия постановляет:

Принять в эксплуатацию в составе стенда МВР СИВЯВ волоконно-оптический измерительный преобразователь тока на основе spun световода с 25 сентября 2015 г.

Члены комиссии

Председатель комиссии

Гурьев А.П.

Громовенко В.М.

Бедрин А.Г.

Миронов И.С.

2