28. Interferometry światłowodowe

Oddziaływanie zewnętrznych czynników na światłowód jednodomowy, powodujących jego zmianę długości, średnicy a także współczynnika załamania powoduje modulację fazy świetlnej prowadzonej przez światłowód. Zjawisko to zostało wykorzystane do budowy światłowodowych czujników interferencyjnych.

W interferometrach światłowodowych przemieszczenie prążków interferencyjnych jest proporcjonalne do wywołanych zewnętrznymi wpływami zmian fazy świetlnej w światłowodzie. Efekt ten jest wykorzystywany w czujnikach interferencyjnych do pomiaru zmian fizycznych parametrów środowiska otaczającego światłowód. Poniżej przedstawiono dwa typowe układy interferometrów światłowodowych, Younga i Macha -Zehndera. Wyboru układów dokonano ze względu na różne sposoby detekowania prążków interferencyjnych w obu interferometrach.

• Interferometr Younga

Wiązka świetlna, wychodząca z dostatecznie małego źródła Z, oświetlała przesłonę E₁ z dwoma małymi otworkami S₁ i S₂, które zgodnie z zasadą Huygensa stają się wtórnymi źródłami fal świetlnych sferycznych. Fale te nakładają się na siebie i mogą wzajemnie interferować. Interferencję w postaci na przemian jasnych i ciemnych (minima i maksima interferencyjne) prążków można zaobserwować na ekranie E₂, umieszczonym w pewnej odległości za przesłoną E₁.

• Interferometr Macha-Zehndera

Wiązka świetlna z lasera jest wprowadzana do jednego z wejść jednomodowego światłowodowego sprzęgacza typu X. W sprzęgaczu tym następuje podział mocy wprowadzonej wiązki światła do ramienia odniesienia o długości L_o i sygnałowego o długości L_s. Wiązki światła po przejściu przez ramiona interferometru przechodzą przez drugi sprzęgacz jednomodowy, interferując ze sobą. Wynik interferencji rejestrowany jest na fotodetektorze.

6

1. 2.

3. 4. 5

Rus.5 Schemat układu pomiarowego .

Opis schematu:

1. Laser czerwony spolaryzowany liniowo

2. Obiektyw o powiększeniu 40x

3 i 4 Sprzęgacze dla światłowodów jednomodowych dla długości fali 633 nm

5 i 6 Kamera z monitorem lub detektor rejestrujący sygnały

L_s - ramię sygnałowe

L_o - ramię odniesienia

L_s

L_o

---