Анализ схемы кольцевого резонатора

Для лазерных диодов типичное значение 20 кГц/у/Гц при 1 кГц. Для сопоставимости с высокоэффективными интерферометрами Маха-Цендера с порогом обнаружения фазы 3 мкрад (что легко достижимо при полупроводниковых лазерных диодах в качестве источников) в интерферометре Фабри-Перо пришлось бы использовать длину 0,1 мм, что соответствует эквивалентной длине волокна 5 мм. Таким образом, схема Фабри-Перо фактически несовместима с лазерными диодами, если необходимо проводить измерения с высокой степенью чувствительности; однако относительно чувствительные интерферометры можно изготовить при короткой длине волокна.

Другая проблема, связанная с интерферометрами Фабри-Перо, возникает из-за формы или скорее из-за сложности, передаточной функции. Хотя одиночные датчики могли бы работать при использовании активного гомодинирования (в режиме с большим усилением, чтобы компенсировать чрезвычайно маленький динамический диапазон передаточной функции), привязывающего интерферометр к области (dl/d(j))mах, не разработано ни одного пассивного метода для этой сложной передаточной функции. Следует заметить, что для большинства значений статического сдвига фазы, чувствительность интерферометра Фабри – Перо равна нулю. Анализ схемы кольцевого резонатора аналогичен анализу схемы Фабри-Перо за исключением того, что обычный выходной сигнал имеет передаточную функцию, похожую на зеркальное отражение передаточной функции Фабри – Перо.

Однако интересный результат получается, если рассмотреть волоконный интерферометр Фабри-Перо с низкой добротностью — если, например, в качестве зеркала используется граница раздела волокно – воздух (т. е. R « 4%). Амплитуда полос на выходе мала, и контрастность низка, но выходной сигнал приближается к передаточной функции двулучевого интерферометра (из-за слишком слабых отражений более высоких порядков). Хотя шумовая характеристика, связанная с дробовым шумом, неудовлетворительна из-за низкой контрастности полос, однако в этом случае можно использовать традиционные методы демодуляции. Дальнейшее совершенствование может заключаться в использовании отраженного выходного сигнала, который определяется как 1 — 1(ф). При этом амплитуда полос на выходе остается низкой (как и в случае прямой передачи), но контрастность полос повышается (т. е. улучшается шумовая характеристика дробового шума). Анализ таких систем аналогичен анализу двулучевых интерферометров, при котором обычно члены высоких порядков не принимаются во внимание. Эта схема, хотя и не имеющая таких преимуществ по чувствительности, как у многолучевых интерферометров, тем не менее, представляет собой простую схему датчика с волокном в качестве чувствительного элемента, для которой не требуются волоконные разветвители и в которой не возникают сложности, как при многолучевой интерферометрии, описанной выше.