Источники шума

В датчике излучение, прошедшее по входному оптическому волокну, коллимируется стержневой градиентной линзой, отражается параллельно поверхности корпуса датчика и линейно поляризуется поляризующим светоделителем. Затем четвертьволновая пластина преобразует луч, придавая ему круговую поляризацию. После этого луч света проходит через активный чувствительный элемент (стеклянную призму), который подвергается напряжению с помощью латунного поршня, используемого для передачи напряжения от Ве-Си-мембраны. Затем полуволновая пластинка используется для поворота осей поляризации оптического луча на 7г/4, чтобы привести их в соответствие с осями выходного поляризующего светоделителя, встроенного в корпус датчика.

Две поляризованные компоненты (соответствующие свету, поляризованному под углами ±7г/4 к оси напряжения) вводятся после этого в отдельные оптические волокна с помощью стержневых градиентных линз для передачи в область расположения фотодетекторов. Анализ этой системы оптических элементов (если пренебречь потерями на отражение, коллимацию и выравнивание) показывает, что оптические сигналы, передаваемые по двум выходным волокнам, описываются уравнением. Было установлено, что при отсутствии приложенного давления мощность сигналов, передаваемых по двум выходным волокнам, равна 5,3 и 8,9 мВт. Эти величины отличались от базовых значений, равных 4,8 и 4,9 мВт, из-за остаточного напряжения, приложенного к чувствительному элементу, когда затягивалось удерживающее кольцо на Ве-Си-мембране, чтобы обеспечить отсутствие утечки масла в корпус датчика. Для зарегистрированных оптических мощностей, измерения анализатором спектра сигналов, зарегистрированных при помощи регистрирующего фотодиода в фоторезисторном режиме с нагрузкой 200 кОм, показали, что оптический дробовой шум является преобладающим источником шума.

image78

Измеренные уровни шума составляли —135 и —138 дБ/уТц; предсказанные значения дробового шума составляли —134 и —137 дБ/уТц соответственно. Измеренные значения уровней шума в сочетании с наблюдаемым изменением интенсивности, вызванным приложенным давлением, определили динамический диапазон каналов равным 123 и 118 дБ, при условии 1 Гц полосы пропускания, при минимальных обнаружимых давлениях, равных 4,8 и 8,3 Па.

См. также:  Стеклянные стержни

Выходы двух детекторов были объединены с простой электронной схемой, чтобы обеспечить выход, пропорциональный разности/сумме двух сигналов.