Многомодовые датчики Фабри-Перо

Многомодовые интерферометрические датчики имеют меньшую чувствительность, чем их одномодовые эквиваленты; но при измерениях в промышленных условиях это часто не является проблемой. Например, многомодовые датчики температуры, выпускаемые MetriCor («МетриКор»), имеют разрешение порядка 0,1 °С. Одномодовый интерферометрический датчик температуры десятисантиметровой длины может иметь разрешение 10-5 °С при использовании значения Хокера (Hocker) для чувствительности волокна к температуре 100 рад °С-1м-1, если предположить, что чувствительность интерферометра составляет 10-4 рад. Относительно невысокая чувствительность многомодовых датчиков не имеет принципиального значения, поскольку динамический диапазон всех датчиков с разомкнутым контуром имеет один и тот же порядок величины. В этой ситуации большее, чем необходимо, разрешение только уменьшает эффективный рабочий диапазон датчика. Ограничение динамического диапазона можно преодолеть, если реализовать в устройстве подсчет интерференционных полос или эквивалентный метод. При использовании метода подсчета интерференционных полос, как правило, возникают проблемы, связанные с неопределенностью при считывании, когда внезапно

Обрывается электропитание, поэтому этот метод невозможно использовать в практических приложениях.

История развития многомодовых датчиков Фабри-Перо.

В ранней работе, посвященной датчикам Фабри-Перо (Christensen, Вашингтонский университет), приведено значение с точностью 0,5% для датчика температуры с диапазоном 150 °С. Были разработаны разнообразные датчики, использующие эталоны, как с низкой, так и с высокой добротностью. Популярные в настоящее время ключевые понятия, связанные с датчиками Фабри-Перо, были всеобъемлюще описаны в работе (Сох и Jones). Организация серийного производства датчиков Фабри-Перо быстро продвигалась от поштучно собираемых лабораторных образцов к приборам, которые могли работать в широком диапазоне температур. Другие усовершенствования в конструкции датчиков позволили начать выпуск семейства датчиков, производимых с использованием технологии интегральных схем, с низкой стоимостью и единообразных. Разработаны датчики температуры, которые могут быть размещены на конце волокна просто напылением кремниевого слоя толщиной 0,7 мкм.

См. также:  Кольцевые лазерные гироскопы

Принципы работы. Интерферометры Фабри-Перо состоят из двух отражателей, расположенных с каждой стороны оптически прозрачной среды. Подробный обзор теории этих приборов можно найти в работах (Born и Wolf) и (Hernandez). При соответствующем расстоянии между отражателями коэффициента пропускания интерферометра высок. Изменение расстояния приводит к падению коэффициент пропускания.