Содержание

Введение……………………………………...……………………………………3

Обзорная часть

1. Физические основы магнитооптического эффекта

0. 1.1. Основные понятия о магнитооптических материалах .…………..…….4

1. 1.2. Эффект Фарадея. Феноменологическое рассмотрение ………………..6

2. 1.3. Использование эффекта Фарадея ………………………………………11

3. 1.4 Магнитооптические материалы…………………………………………15

4. 1.5 Практические применения эффекта Фарадея…………………………..16

2. Обзор существующих датчиков тока

0. 2.1. Современные промышленные датчики тока….……………………….19

2.2. Резистивные датчики……………...……………………….…………....19

0. 2.3. Датчики Холла…….……………………………………………………..20

1. 2.4. Датчики на базе трансформаторов тока ……………………………….22

2. 2.5. Магнитооптические датчики …………….....…………..………………22

3. 2.6. Сравнительные характеристики распространённых методов измерения тока ……………………………………………………………………...………..23

3. Оптоволокно

3.1. Многомодовое оптоволокно…………………………………………….30

3.2. Одномодовое оптоволокно……………………………………………...32

Расчетная часть

4. Расчет и выбор основных элементов устройства

4.1 Описание структурной схемы разрабатываемого устройства...............36

4.2 Выбор лазерного диода …………………………..…………………….36

4.3 Выбор поляризатора..……………………………………………………37

4.4 Выбор оптического волокна…………………………………………….39

4.5 Выбор анализатора……………………………………………………….40

4.6 Выбор фотодиода………………………………………………………...41

4.7 Расчет элементов усилителя……………………………………………..43

4.8 Определение оптических характеристик проектируемого устройства.44

Заключение.............................................................................................................47

Список литературы………………………………………………………………48

Приложение 1…………………………………………………………………….49

Введение.

В настоящее время во всем мире интенсивно ведутся работы по созданию оптических систем сбора, обработки и передачи информации. В таких системах используются волоконно-оптические датчики-преобразователи различных физических величин. Бурное развитие оптических систем сбора информации связано как с особенностями различных отраслей науки и техники, так и с замечательными свойствами этих систем. Они искро- и пожаро- безопасны, малогабаритны, потребляют мало энергии. Они также позволяют создавать как локальные, так и распределённые на большом пространстве чувствительные элементы и системы непрерывного контроля. Особенно перспективны оптические датчики во взрывоопасных производствах, системах экологического мониторинга, предприятиях с вредными и пожароопасными производствами.

По данным маркетингового агентства Frost&Sullivan, ежегодные мировые продажи оптических датчиков в последние годы составят около $2.5 млрд с ежегодным приростом 11% по всем отраслям промышленности. По оценкам Японской Ассоциации развития оптоэлектронной промышленности и технологии, к 2010 году объемы продаж возрастут до $5 млрд.

За последние годы увеличилось число публикаций в патентной и научно-технической литературе (см. патенты в приложении) по новым высокоэффективным магнитооптическим датчикам (МОД) физических величин. Работы в этой области давно ведут многие компании: KDD (Германия), Toshiba(Япония), IBM, Verbatim(США) и др. В этих устройствах в качестве чувствительных используются магнитооптические элементы, в основе которых лежит магнитооптический эффект (МОЭ).

В данной курсовой работе мы спроектируем МОД тока на основе магнитооптического эффекта Фарадея.