Волоконный интерферометр

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

0 ll И C А H И Е 750272

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15 05.67 (21) 1155483/18-25 с присоединением заявки ¹ 1155482/18-25 (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.80. Бктллетень No 27 (5! )М. Кл.

С 01 В 9/02

Гооударстеенный комитет (53) УДК 535.411 (088.8) по делам нзооретеннй и открытий

Дата опубликования описания 25.07.80 (72) Автор изобретения

Л. В. Иогансен (71) Заявитель (54) BOJIOl(CHHblA ИНТЕРФЕРОМЕТР

Изобретение относится к оптико-интерференционным устройствам и может быть использовано для интерференционной модуляции излучения, распространяющегося по тонкому диэлектрическому световоду в широком диапазоне длин волн.

Известны волокнистые интерферометры, использующие схему интерферометра Майкельсона (11

Иэ известных интерферометров наибо10 лее близким к изобретению по техническому решению является интерферометр Кейна, содержащий входной и выходной участки туннельной связи и два световода, образующие плечи интерферометра j2)

Недостатками известного устройства являются невозможность осуществления. в нем интерференционной модуляции, а также сложность конструкции.

11елью изобретения является обеспечение интерференционной модуляции излучения, а также упрощение конструкции.

Это достигается тем, что в известном волоконном интерферометре, "олержащем входной и выходной участки туннельной связи и два световода, образующие плечи интерферометра на выходе одного иэ плеч интерферометра введены туннельный ответвитель, раздваивающий волну, и последовательно соединенный с ним элемент подстройки фазы, а выходной участок выполнен в виде трех световодов с общей туннельной связью. Кроме того, для упрощения конструкции входной и выходной участки связи выполнены в виде трех световодов с общей туннельной связью., На фиг. 1 и фиг. 2 представлены конструкции волоконных интерферометров.

На фиг. 1 изображен волокнистый . интерферометр с использованием на входе участка туннельной связи двух световодов.

Интенферометр содержит источник монохроматического излучения 1, основной световод 2, входной участок туннельной, связи двух световодов 3, образующие плечи интерферометра световоды 4 и 5, туннельный ответвитель 6, элемент подстройки фазы 7, выходной участок тун75027 2 ф ной связи 13, где при оптимальной длине участка связи L Вх оно делится на три волны с равными интенсивностями, которые поступают соответственно в световоды 14, 15 и 16. Световод 14 используется для модуляции фазы волны и

C подвергается внешнему модулирующему воздействию, в то время как световоды

15 и 16 внешнему воздействию не подвергаются, а фазы волн в них элементом . подстройки фазы 17 подстраиваются до совпадения. При оптимальных размерах выходного участка туннельной связи

Ь> „,„трех световодов 18 в нем проис ходит интерференционное наложение волн и перераспределение интенсивности излу чения на выходе, которое регистрируется фотоприемниками 19 и счетным устройством 20.

20 На фиг. 1 длину входного участка туннельной связи двух caегоaoaoa . выбивают из соотношения

=аост () Ec, arctic "Эвх 2 С, где характерная длина связи 1с определяется следующим выражением:

45 К Ч т К П d е.= — Р

КК Ка КК где I(и К вЂ” соответственно продольная х и поперечная составляющие волнового вектора в свето50 воде;

d (— расстояние между световодами на участке туннельной связи, с1 - толщина световода;

q - величина мнимой части волнового вектора в диэлектрике между световодами на ль- участке туннельной связи.

3 нельной связи трех световодов 8 и фотоприемники 9 со счетным устройством 10

Устройство работает следующим образом.

Излучение от источника света 1 по световоду 2 поступает в участок туннельной связи 3, где делится на две волны: интенсивностью 34, поступающей в световод 4, и интенсивностью 3g, поступающей в световод 5. При оптимальной. дли не Ь в„участка туннельной связи 3 распределение интенсивности в плечах интер ферометра описывается соотношением

J Б =2 34 . При наложении в плечо 4 внешнего модулирующего воздействия в виде нагревания, деформации илИ внешних полей в нем происходит модуляция фазы распространяющейся волны. Плечо 5 при этом внешнему воздействию не подвергается. При оптимальных размерах дпины туннель ой связи L 2отв ответвителя 6 волна, распространяющаяся по еветоводу

5, разделяется на две одинаковые по интенсивности волны, одна из которых прохолит через элемент подстройки фазы 7, а другая — непосредственно в выходной участок туннельной связи 8. С помощью, элемента 7 фазы сигналов выравнивают до совпадения.

Таким образом, в выходной участок связи 8 поступают по трем световодам три одинаковые по интенсивности волны, причем фаза волны, проходяшая по световоду 4, зависит от внешнего модулирующего воздействия, которое на выходе участка связи 8, перераспределяет энергию волны между тремя световодами, По распределению интенсивности волн в трех световодах на выходе интерферометра с помощью фотоприемников 9 и счетного устройства 10 опеделяются величина и знак внешнего модулирующего воздействия.

На фиг, 2 изображен волоконный интерферометр с использованием на входе участка туннельной связи трех световодов, Интерферометр содержит источн монохроматического излучения ll, основной световод 12, выходной участок туннельной связи трех световодов 13, три световода 14, 15 и 16, образующие плечи ин« терферометра, элемент подстройки фазы

17, выходной участок туннельной связи

18 и три фотоприемника 19 со счетным устройством 20, . Устройство работает следутощим образом, Излучение от источника света 11 по световоду 12 поступает в участок тунне а длину туннельного ответвителя L<

2.Вх. определяют из соотношения

L = — Ес.

2 ать 4

Блину выходного участка туннельной связи трех еветоводов на фиг. 1 и фиг. 2 определяют из соотношения г, 1 — Ос

5вых 2Я а длину входного участка туннельной связи из фиг. 2 определяют из соотношения

5 7502

Использование изобретения позволяет одновременно измерять как величину, так и знак внешнего модулирующего воздействия, что значительно расширяет область практического применения волоконных интерферометров, Формула изобретения

1. Волоконный интерферометр, содержащий входной и выходной участки, туннельной связи и два световода, образующие плечи интерферометра, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью обеспе- 1$ чения интерференционной модуляции излучения на выходе, в одном из плеч интер72 ферометра введены туннельный ответвитель и последовательно соединенный с ним элемент подстройки фазы, а выходной участок связи выполнен в виде трех световодов с общей туннельной связью.

2. Интерферометр по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции,, входной и выходной участки связи выполнены в виде трех световодов с общей туннельной связью, Источники информации.„. принятые во внимание при экспертизе

1Л.J.Suvbe, К.5. Кара njу. Э АSA, т.51, 1961, с, 1061.

2.Ç.Êàne 3ЕЕЕ Т апьасЫапв C eoSc ЕВесЬ"оп1сь г. Е;4., М 1, 1966,, с. 1 (прототип).

750272

Составитель А, Медведев

Редактор Т. Клюкина Техред Н. Бабурка Корректор Г. Решетник

Заказ 46 1 8/3 1 Тираж 801 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Мсква, >К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4