Изменение поляризации монохроматического светового луча

Изменение поляризации монохроматического светового луча, происходящее вдоль всей длины волокна, может быть описано в общем виде через эллиптическую фазовую пластинку, что обозначается здесь как оператор Rj от величины поворота (задержки фазы) Q, j [обозначается как Rj(fij)] на сфере Пуанкаре.

image114

Показана схема двулучепреломления, используемая в модели интерферометрической системы; она включает в себя четыре эллиптические фазовые пластинки, которые описывают результирующие эффекты двулучепреломляющих элементов во входном и выходном волокнах, а также в сигнальном и опорном плечах интерферометра. Результирующее изменение входного состояния в сигнальном и опорном плечах, таким образом, описывается соответственно операторами Rs(f2s) и Rr(flr), имеющими вид матриц Мюллера размером 4×4, действующих на векторы Стокса, описывающие С{. В общем случае эти операторы не равны (т. е. Rs ф Rr) и состояние поляризации С{ преобразуется в различные выходные состояния поляризации Сг и Cs. Однако важно отметить, что входное состояние, совпадающее с собственными модами Rs или Rr, останется неизменным при результирующих преобразованиях Ci в Cs или CjB(7r, соответственно. Представлена вторая эквивалентная схема двулучепреломления, которая может быть использована для моделирования интерферометрической системы. Здесь выход интерферометра в точке воссоединения излучения из сигнального и опорного плеч представлен в системе координат, повернутой оператором R1; в этой системе сигнальное плечо оказывается изотропным. Хотя в большинстве волоконных интерференционных датчиков реализована схема Маха-Цендера, другие схемы часто имеют реальные преимущества по сравнению с этой схемой. Прежде чем обсуждать эти схемы, стоит немного более глубоко проанализировать фактические возможности схемы Маха-Цендера. В общем описании интерферометра Маха-Цендера говорится, что он включает в себя измерительное (чувствительное) плечо и опорное плечо; измеряемый оптический сдвиг фазы создается в чувствительном плече; опорное плечо служит только в качестве опорной оптической траектории. Это самая простая концептуально схема интерферометра, что и объясняет, почему ее обычно выбирают в качестве примера. Эта схема используется во многих экспериментальных датчиках, и при некоторых подходах, таких как разностная интерферометрия, с согласованными траекториями, является единственной практически реализуемой. Следует отметить, что в конфигурации для разностной интерферометрии с согласованными траекториями измерительный интерферометр расположен непосредственно в датчике и опорный (или компенсирующий), интерферометр расположен в модуле источника. Плечо, эквивалентное опорному (т. е. более длинное плечо в опорном интерферометре), часто наматывают на фазовращатель и используют при демодуляции.

См. также:  Распределенные измерения на основе взаимодействия мод