Опорное плечо в интерферометре Маха-Цендера

Можно предположить, что опорное плечо в интерферометре Маха-Цендера, длина которого, как правило, близка к длине плеча датчика, из-за технических характеристик источника не очень эффективно используется. Однако если подобрано соответствующее покрытие или материал сердечника, опорная катушка может уменьшить сдвиги фазы, вызванные температурой, поскольку оба плеча будут иметь аналогичные тепловые характеристики. Мы можем определить отклик чувствительного волокна на измеряемую датчиком величину X как Ss (= dcfr/dX) и соответствующий отклик опорного волокна как Sr. Теперь введем нормированный параметр чувствительности /?, равный (1ф/ф(1Х, где (1ф — оптически вызванный сдвиг фазы, зависимый от dX и нормированный к общей задержке по фазе в оптическом волокне ф. Это полезный параметр, поскольку позволяет быстро обнаружить напряжение, вызванное в оптическом волокне. Это важно для тех приложений, в которых присутствуют как большие статические напряжения, так и небольшие переменные напряжения (например, гидрофон). Однако что касается чувствительности интерферометра на общую длину волокна в датчике Rtot, для уравновешенного интерферометра Маха-Цендера значение Rtot составляет R/2.

В двух схемах интерферометра Маха-Цендера волокно используется несколько более эффективно. Это градиентометр и двухтактная (push-pull) схема. В градиентометре опорное волокно делается идентичным чувствительному волокну и, следовательно, обеспечивает такой же отклик. В однородном поле выходной сигнал датчика не формируется; однако если поле, которое должно быть измерено, изменяется в пространстве, разделяющем две катушки датчика, формируется сдвиг фазы, пропорциональный градиенту. Это элегантное применение двухлучевого интерферометра, поскольку сигналы катушек вычитаются оптическим, а не электронным способом. Для измерения истинного градиента поля важно, чтобы отклик Ss чрезвычайно точно соответствовал Sr. Типичные приложения — это измерения градиента магнитного поля и акустические датчики. В случае двухтактного интерферометра конструируется такой датчик, чтобы если нормированный параметр чувствительности измерительного плеча равен Я, то для опорного плеча он равен – R. Это приводит к удвоению оптического сдвига фазы. Во многих случаях на практике сложно получить отклик, хотя акселерометр и акустический датчик — хорошие примеры датчиков, в которых это возможно. Значение Rtot при обоих технических решениях равно R. Соответствующие схемы представлены.