Электроника, фотоника и киберфизические системы

ТЕРМОАКТИВАЦИОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ПЛЕНОК ПОЛИЛАКТИДА С ДИСПЕРСНЫМ НАПОЛНИТЕЛЕМ

Софья Михайловна Кулемина — 2025-12-26

Методами термоактивационной спектроскопии исследованы плёнки полилактида с различным процентным содержанием белой сажи. Показано, что внедрение наполнителя в состав полимера приводит к образованию достаточно глубоких зарядовых ловушек на межфазной границе полимер-наполнитель. При поляризации композитных пленок в поле отрицательного коронного разряда эти ловушки обеспечивают стабильное электретное состояние, что делает возможным их использование в качетсве активного упаковочного материла.

МОДЕЛЬ ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ОПТИЧЕСКОГО РЕФЛЕКТОМЕТРА С ГЕТЕРОДИННЫМ ДЕТЕКТИРОВАНИЕМ

Михаил Викторович Дашков — 2025-12-26

Статья посвящена разработке математической модели фазочувствительного оптического рефелектометра с гетеродинным приемом. Модель включает формирование потока обратного рассеяния с учетом амплитудных и фазовых характеристик при зондировании импульсным сигналом при использовании источника излучения с заданными спектральными характеристиками, учет влияния на характеристики сигнала обратного рассеяния внешнего локального воздействия на ОВ, моделирование приемного устройства с демодуляцией фазы на основе гетеродинного детектирования. Приведены результаты апробация модели на основе сравнения с данными коммерческого фазочувствительного оптического рефелектометра.

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ИНТЕРРОГАТОРА ДЛЯ ОПРОСА ДВУХ ЧИРПИРОВАННЫХ ВОЛОКОННЫХ БРЭГГОВСКИХ РЕШЕТОК С ФАЗОВЫМ π-СДВИГОМ В СТРУКТУРЕ ТЕРМОКОМПЕНСИРОВАННОГО ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАТЧИКА УРОВНЯ ЖИДКОСТИ МЕМБРАННОГО ТИПА

Андрей Дмитриевич Проскуряков — 2026-01-13

Предложен гидростатический датчик уровня жидкости с использованием двух чирпированных волоконных брэгговских решеток с фазовым π-сдвигом (π-ЧВБР) для повышения чувствительности и точности измерения давления и компенсации влияния температуры. Этот инновационный датчик на основе радиофотонных методов опроса позволяет обеспечить погрешность измерения гидростатического давления и высоты водяного столба ±0,1%, и погрешность измерения температуры - ± 0,01 °С. Измерение частоты биений между составляющими на частоте окна прозрачности первой π-ЧВБР, встроенной в мембрану датчика и чувствительной к гидростатическому давлению и температуре, и на частоте окна прозрачности второй π-ЧВБР, чувствительной только к температуре и свободно размещена в трубке ввода волокна к мембране, позволяет компенсировать изменения температуры жидкости. В данной статье рассматриваются принципы построения интеррогатора для опроса двух π-ЧВБР в структуре термокомпенсированного гидростатического датчика уровня жидкости мембранного типа.

ТЕРМОКОМПЕНСИРОВАННЫЙ ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК УРОВНЯ ЖИДКОСТИ МЕМБРАННОГО ТИПА C ДВУМЯ ВСТРОЕННЫМИ АДРЕСНЫМИ ВОЛОКОННЫМИ БРЭГГОВСКИМИ СТРУКТУРАМИ

Андрей Дмитриевич Проскуряков — 2026-01-16

Предложен гидростатический датчик уровня жидкости с использованием двух адресных волоконных брэгговских структур волнового типа (2l-АВБС), встроенных
в мембрану, для повышения чувствительности и точности измерения давления. В целях компенсации влияния температуры предложены варианты датчика с записью сенсорных
2l-АВБС в волокнах с разными легирующими добавками или включения в структуру датчика дополнительной 2l-АВБС, показания которой не зависят от уровня жидкости. Этот инновационный датчик за счет радиофотонных методов опроса позволяет обеспечить чувствительность измерения уровня 0,26 пм/мм при увеличении отношения сигнал/шум измерений до 7 раз. В максимальной конфигурации все три 2l-АВБС имеют одну центральную длину волны покоя и разные адресные частоты, что позволяет идентифицировать их при интеррогации с одного объединяющего волокна и свидетельствует о возможности достижения более высокого уровня мультиплексирования как внутри одной контролируемой емкости, так
и в нескольких.

РАДИОФОТОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ИХ ПРЕИМУЩЕСТВА В ДИАГРАММООБРАЗОВАНИИ ЧАСТОТНО-РАЗНЕСЕННЫХ АНТЕНН

Владимир Дмитриевич Андреев — 2026-01-21

Предложен метод генерации фотонных сигналов для частотно-разнесенных антенных решёток с использованием двух оптических частотных гребёнок, формируемых на основе тандемной амплитудно-фазовой модуляции и умножения частоты. Метод позволяет получать двухканальные сигналы с различным частотным разносом без применения гибридных ответвителей и сложных модуляторов, что упрощает архитектуру системы и снижает потери. Формируемая диаграмма направленности имеет точечный характер, что повышает разрешающую способность системы.

МОНИТОРИНГ ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРОВ С ПОМОЩЬЮ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ

Виталий Юрьевич Казаров — 2026-01-21

Литий-ионные аккумуляторы являются ключевыми элементами современных систем хранения энергии, однако их внутреннее состояние остаётся слабо контролируемым в процессе эксплуатации. В работе рассматривается применение волоконно-оптических датчиков для встроенного мониторинга физико-химических параметров аккумуляторов в режиме реального времени. Представлены принципы построения квазираспределенных сенсорных систем на основе адресных волоконных брэгговских структур, позволяющих измерять деформации, температуру, показатель преломления электролита и концентрацию ионов. Разработанный подход способствует созданию интеллектуальных аккумуляторов с повышенной надёжностью и безопасностью.

МОНИТОРИНГ ТЕМПЕРАТУРЫ И КОНЦЕНТРАЦИИ ВЕНТИЛЯЦИОННОГО ГАЗА АККУМУЛЯТОРОВ

Виталий Юрьевич Казаров — 2026-01-22

Представлен волоконно-оптический датчик для мониторинга температуры и концентрации вентиляционного газа литий-ионных аккумуляторов. Датчик комбинирует адресную волоконную брэгговскую структуру (АВБС) с резонатором Фабри-Перо (РФП) в виде полимерной пленки, нанесенной на торец волокна. Описаны принцип работы и математическая модель датчика, позволяющего одновременно измерять два параметра за счёт анализа изменений спектральных характеристик АВБС и РФП. Результаты моделирования демонстрируют высокий спектральный контраст отражённого излучения и возможность разделения температурного и газочувствительного откликов.

СИСТЕМА СТРУКТУРНОГО МОНИТОРИНГА ЦЕЛОСТНОСТИ БПЛА НА ОСНОВЕ АДРЕСНЫХ РАДИОФОТОННЫХ СЕНСОРОВ

Игорь Юрьевич Муравьев — 2026-01-22

Предложена радиофотонная система структурного мониторинга работоспособности для беспилотных летательных аппаратов. В её основу положен метод двух волокон, модифицированный путём замены волоконных брэгговских решёток на адресные волоконные брэгговские структуры и использования радиофотонного интеррогатора. Система позволяет одновременно измерять температуру и деформацию конструкционных элементов с высокой точностью и исключить влияние электромагнитных помех.

РАДИОФОТОННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ПАЦИЕНТА НА КРОВАТИ. ФОТОННАЯ ЧАСТЬ

Радик Масхутович Муратов — 2026-01-22

Представлена радиофотонная система контроля положения пациента на кровати, предназначенная для предотвращения падений во время реабилитации. Система основана на использовании консольных датчиков с двухкомпонентными адресными волоконными брэгговскими структурами (АВБС), размещёнными вдоль матраса.

РАДИОФОТОННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ПАЦИЕНТА НА КРОВАТИ. РАДИОЧАСТОТНАЯ ЧАСТЬ

Радик Масхутович Муратов — 2026-01-22

Описана радиочастотная часть радиофотонной системы контроля положения пациента на кровати. Предложен метод обработки сигналов на основе нормализованного коэффициента модуляции, позволяющий определить брэгговские частоты адресных волоконных брэгговских структур (АВБС) и силу воздействия пациента. Приведены аналитические выражения для коэффициента модуляции и его нормализованной формы, а также зависимость нормализованного коэффициента модуляции от сдвига центральной брэгговской частоты для различных параметров оптического фильтра с наклонной линейной характеристикой (ОФНЛХ).

ОДНОВРЕМЕННЫЙ КОНТРОЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ С ПОМОЩЬЮ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА ФАБРИ-ПЕРО

Дмитрий Сергеевич Грабовецкий — 2026-01-23

В данной статье предлагается волоконно-оптический датчик на основе параллельного интерферометра Фабри-Перо с двумя полостями, заполненными полидиметилсилоксаном и полиимидом, для одновременного контроля температуры и влажности за счет использования эффекта Вернье.

ДАТЧИКИ СОЛЁНОСТИ ВОДЫ НА ОСНОВЕ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ИНТЕРФЕРОМЕТРОВ ФАБРИ-ПЕРО

Николай Александрович Петров — 2026-01-23

Представлен обзор волоконно-оптических датчиков солёности воды на основе интерферометров Фабри-Перо. Рассмотрены три типа сенсорных структур: композитная полость Фабри-Перо с воздушным зазором и кварцевым элементом, открытая полость, созданная фемтосекундным лазерным излучением, и полость, сформированная методом катастрофического плавления с последующим созданием канала для доступа жидкости.

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР ФАБРИ-ПЕРО КАК ДАТЧИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ

Николай Александрович Петров — 2026-01-23

Рассмотрены внешние волоконно-оптические интерферометры Фабри–Перо (ИФП) для измерения глубины водной среды. Предложена волоконно-оптическая сенсорная система для определения глубины, включающая адресную волоконную брэгговскую структуру (АВБС) для компенсации температурной перекрёстной чувствительности и обеспечивающая практическое детектирование сигнала без использования громоздких оптических анализаторов.

ОДНОВРЕМЕННЫЙ КОНТРОЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА ФАБРИ-ПЕРО

Денис Сергеевич Грабовецкий — 2026-01-23

В данной статье представлен волоконно-оптический датчик на основе параллельного интерферометра Фабри-Перо с двумя заполненными полимером полостями для одновременного измерения температуры и давления с использованием эффекта Вернье.

РАДИОФОТОННЫЙ СЕНСОР КОНСОЛЬНОГО ТИПА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА

Андрей Александрович Потанин — 2026-01-23

Представлен радиофотонный сенсор консольного типа для измерения расхода жидкости, основанный на использовании пары волоконно-брэгговских решёток, закреплённых на внутренней поверхности полой цилиндрической консоли. Рассмотрены возможности применения адресных волоконно-брэгговских структур для определения направления и нестабильности потока, а также обозначена проблема измерения малых расходов.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИОФОТОННЫХ СИСТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА

Андрей Александрович Потанин — 2026-01-23

Проанализированы пути повышения разрешающей способности и точности волоконно-оптических расходомеров на основе волоконных брэгговских решёток за счёт применения радиофотонных методов и современных адресных волоконно-брэгговских структур. Сформулированы задачи исследований, направленных на преодоление ограничений традиционных волоконно-оптических расходомеров в области малых расходов, температурной стабильности, устойчивости к помехам и долговременной работы в реальных полевых условиях.

ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭТАНОЛА ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИМ ДАТЧИКОМ РЕФРАКТОМЕТРИЧЕСКОГО ТИПА

Александр Павлович Субботин — 2026-01-26

Предложена структура волоконно-оптического датчика рефрактометрического типа для измерения концентрации этанола, основанная на использовании волоконной брэгговской решётки с π-сдвигом и двухчастотном методе зондирования. Датчик реализует параллельную схему измерений, что позволяет одновременно определять температуру и эффективный показатель преломления окружающей среды.

ПУТИ РАЗВИТИЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭТАНОЛА

Александр Павлович Субботин — 2026-01-26

Проведён аналитический обзор волоконно-оптических датчиков для измерения концентрации этанола в водных растворах и топливных смесях. Проанализированы их характеристики: чувствительность, разрешение, диапазон измерений, температурная стабильность. В качестве перспективного направления предложено использование адресных волоконно-брэгговских структур в сочетании с радиофотонными интеррогаторами для снижения стоимости и повышения надёжности измерений.

АНАЛИЗ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКА ЖИДКОСТЕЙ

Серафим Наилевич Нигматуллин — 2026-01-27

В этой статье представлен анализ волоконно-оптических методов измерения скорости потока жидкости, сравнение методов точечного и распределенного зондирования с использованием адресных волоконных брэгговских структур.

РАДИОФОТОННАЯ ИНТЕРРОГАЦИЯ ДАТЧИКА-ДИАФРАГМЫ УРОВНЯ ВОДЫ

Андрей Дмитриевич Проскуряков — 2026-01-27

В этой статье подробно описывается конструкция и анализ радиофотонной системы опроса датчика уровня воды, основанной на мембране и двух адресуемых волоконных брэгговских структурах.

РАДИОФОТОННАЯ СИСТЕМА ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ВОДЫ В РЕЗЕРВУАРЕ

Aндрей Дмитриевич Проскуряков — 2026-01-27

В данной статье представлена радиофотонная система контроля уровня воды, основанная на датчике гидростатического давления, в котором используются две последовательные адресные волоконные брэгговские структуры с мембраной.

ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТ МНОЖЕСТВА ЛОКАЦИОННЫХ РАДИОСИГНАЛОВ РАДИОФОТОННЫМ МЕТОДОМ

Григорий Сергеевич Потапов — 2026-01-27

В данной статье представлен радиофотонный метод для мгновенного измерения частот нескольких сигналов радиолокации с использованием двухканальной системы, использующей оптическую частотную гребенку.

ДИАГРАММООБРАЗОВАНИЕ ЧАСТОТНО-РАЗНЕСЕННЫХ АНТЕНН С ПОМОЩЬЮ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОГО ФОРМИРОВАТЕЛЯ

Владимир Дмитриевич Андреев — 2026-01-27

Исследована возможность применения метода тандемной амплитудно-фазовой модуляции Ильина–Морозова в формирователях сигналов для частотно-разнесенных антенных решёток. Показано, что её использование позволяет достичь подавления несущей до 60 дБ, что существенно выше, чем в традиционных схемах на амплитудных модуляторах Маха–Цендера. Предложенный подход позволяет снизить погрешности диаграммообразования и повысить стабильность работы системы.

РАСПОЗНАВАНИЕ КОЛЛИЗИЙ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ДВУХ СПЕКТРАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТ В ОДНОЙ ЧАСТОТНОЙ ГРЕБЕНКИ

Григорий Сергеевич Потапов — 2026-01-28

В этом исследовании анализируются сценарии коллизий в системах измерения частоты с использованием оптической частотной гребенки, когда при измерении двух одновременных радиосигналов возникают неоднозначные результаты.