光纤干涉仪的光相位检测
发布时间:2015/5/16 18:40:26 访问次数:1462
1)检测原理
待测量引起光纤干涉仪参考臂和测量臂相位差,使它们产生干涉,再将相D-500-0255-543-2位变化转变为光强变化,利用光电检测器进行测量。
2)检测方法
根据检测过程中待测量是否正在变化将检测方法分为相对测量和绝对测量两种,相对测量要求待测量在测量过程中一直变化。
(1)桕对测量中,根据待测量变化引起相位大小,测量方法又分为计量干涉条纹变化次数和零差与外差法。
①计量干涉条纹变化次数。该方法就是通过光电检测器直接测量干涉光强的明暗变化次数,以得出相位变化和待测量。
②当外界参量变化引起光纤长度变化比波长小得多时,即相位变化很小时的检测方法分为零差法和外差法。
a.零差法检测。当外界参量变化引起的光纤长度变化比波长小得多,或更严格地说是所引起的相位变化很小时的情况,则从参考光纤和传感光纤输出光的干涉叠加为
E =Eiexp(j∞t) +E2 exp[j(cot+c;p(f))] (11 - 23)
式中,9(t)为由外界参量引起的光相位调制;E.为参考光纤输出光波的场振幅;E2为传感光纤输出光波的场振幅。
若Ei—E2,则由光电检测器输出的光电信号为
当所测相位变化微小时,对上式的微分得到光电信号对9(£)变化的响应为
A8/(t)cc 8cpsinp (11 - 25)
显然,此时,当妒为900的奇数倍时对却的响应最大;而当妒为900的偶数倍时,对&P的响应为零。这表明,当干涉仪处于不同的相位工作点时对小相位变化具有不圊的灵敏度,如图11 - 23所示。
1)检测原理
待测量引起光纤干涉仪参考臂和测量臂相位差,使它们产生干涉,再将相D-500-0255-543-2位变化转变为光强变化,利用光电检测器进行测量。
2)检测方法
根据检测过程中待测量是否正在变化将检测方法分为相对测量和绝对测量两种,相对测量要求待测量在测量过程中一直变化。
(1)桕对测量中,根据待测量变化引起相位大小,测量方法又分为计量干涉条纹变化次数和零差与外差法。
①计量干涉条纹变化次数。该方法就是通过光电检测器直接测量干涉光强的明暗变化次数,以得出相位变化和待测量。
②当外界参量变化引起光纤长度变化比波长小得多时,即相位变化很小时的检测方法分为零差法和外差法。
a.零差法检测。当外界参量变化引起的光纤长度变化比波长小得多,或更严格地说是所引起的相位变化很小时的情况,则从参考光纤和传感光纤输出光的干涉叠加为
E =Eiexp(j∞t) +E2 exp[j(cot+c;p(f))] (11 - 23)
式中,9(t)为由外界参量引起的光相位调制;E.为参考光纤输出光波的场振幅;E2为传感光纤输出光波的场振幅。
若Ei—E2,则由光电检测器输出的光电信号为
当所测相位变化微小时,对上式的微分得到光电信号对9(£)变化的响应为
A8/(t)cc 8cpsinp (11 - 25)
显然,此时,当妒为900的奇数倍时对却的响应最大;而当妒为900的偶数倍时,对&P的响应为零。这表明,当干涉仪处于不同的相位工作点时对小相位变化具有不圊的灵敏度,如图11 - 23所示。
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