Направленные разветвители и их использование для построения датчиков

Излучение вводится в одно из волокон и распространяется в ту область, где оба волокна расположены в непосредственной близости. Интенсивность излучения, переходящего из волокна в волокно зависит от расстояния, 2d, между ними.

Если внешнее воздействие, такое как акустическая волна или подъем температуры, приводит к изменению расстояния (2d), изменяется и количество излучения, переходящего во второе волокно. Для наблюдения за вызванными внешними воздействиями изменениями амплитуды излучения во втором волокне используется приемник.

Направленные разветвители и их использование для построения датчиков.

Под воздействием внешних возмущений длина и показатель преломления оптического волокна изменяются. Для оценки этих изменений можно использовать интерферометрические методы, точность которых равна или

image10

Превосходит ту, которая может быть достигнута при использовании традиционной технологии датчиков. На рисунке показано, как для создания высокоточного датчика волокно может использоваться в интерферометре Майкельсона. Лазер применяется для генерации коллимированного пучка света, который при помощи центрального светоделителя разделяется на два плеча интерферометра. Один из световых лучей отражается от зеркала и затем приходит на приемник. Оба пучка света с каждого из плеч интерферометра после преобразований приходят к приемнику коллинеарными, и возникает интерференция. При длине волны света источника, равной 1 мкм, сдвиг на полный период будет соответствовать изменению длины волокна на 0,5 мкм. В большинстве одномодовых систем коллимирующая оптика и светоделитель заменяются направленными разветвителями.

При изготовлении волоконно-оптических направленных разветвителей с успехом используются три метода: полировка, травление и сварка по длине скоса. В настоящее время наибольшее внимание уделяется промышленному производству сварных биконических разветвителей. Сущность метода состоит в том, что два волокна свариваются вместе по длине скоса, составляющей несколько миллиметров. Потери увеличиваются незначительно благодаря сужению устройства под углом, меньшим критического значения. Типичное увеличение потерь в современных устройствах составляет менее 0,5 дБ, а иногда приводятся значения ниже 0,1 дБ.

См. также:  Гетеродинирование разностной задержки

Планарные методы производства представляют собой альтернативу сварке по длине скоса; они предоставляют возможность объединить множество функций в одном кристалле. Формирование волноводов в стекле посредством ионного обмена исследуется с начала 1970-х годов.