Волоконно-оптические и интегрально-оптические интерферометрические датчики

Выделяются три группы интерферометров:

1) классические: на основе зеркал и линз;

2) волоконно-оптические: на основе волоконных волноводов;

3) интегрально-оптические: на основе волноводов внутри кристаллов.

В интерферометрах I₁ = I₂.= I₀/2.

Схема интерференции делением амплитуды включает: 1- оптический делитель амплитуды; 2 и 3- плечи интерферометра; 4- оптический сумматор; 5- источник когерентного излучения; 6- точка наблюдения интерференции

Плечо интерферометра определяет путь луча; одно плечо является эталонным, а другое - измерительным.

Схема волоконо-оптического интерферометра содержит:

1- источник когерентного излучения. 2- схема ввода излучения в волокно. 3- волокно.

4 – делитель,

5- сумматор,

6- приемник излучения.

7- чувствительная область волокна.

Оптическая разность хода:

∆L= l *n₁- l *n₂= l*∆n

Или разность фаз:

,

откуда следует

.

Учитывая интенсивность: I_∑= I₀+I₀ cos (∆φ), получим:

,

Откуда следует

,

или

,

Для фотоэлектрической регистрации:

Интегрально-оптические интерферометры изготавливаются внутри кристалла легированием его волноводных областей: n₂- LiNbO₃:Ti; n₂> n₁.

Схема интегрально-оптического интерферометра содержит:

1- источник; 2 – оптическая схема ввода излучения в волновод; 3 – волновод; 4 – делитель; 5 – плечи интерферометра; 6 – сумматор; 7 – волновод; 8 – приемник; 9 – схема обработки сигнала; 10 – область воздействия.

Принцип действия такой же, как в волоконно-оптических интерферометрах, с учетом того, что n₂ – показатель преломления области 10, чувствительной к внешним воздействиям, а ∆Х – длина этой области.

Кроме того, если внешнее воздействие уменьшает n_2, то получается датчик на основе потерь энергии, поскольку условия полного внутреннего отражения сигнала перестают выполняться.