Интерферометр

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт физики имени Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Жданович Сергей Николаевич Конойко Алексей Иванович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт физики имени Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси(57) Интерферометр, содержащий первый -образный оптический разветвитель, первый вход которого является входом интерферометра, второй -образный оптический разветвитель, вход которого оптически связан с выходом первого -образного оптического разветвителя, и кольцевой резонатор, содержащий -образный оптический разветвитель кольцевого резонатора, оптически связанный первым входом, являющимся одновременно входом и выходом резонатора, с первым выходом второго -образного оптического разветвителя, а выходом - через волоконно-оптический отражатель и первый волоконнооптический фазовый электрооптический элемент со вторым входом -образного оптического разветвителя кольцевого резонатора, отличающийся тем, что содержит второй волоконно-оптический фазовый электрооптический элемент, выход которого оптически связан со вторым входом первого -образного оптического разветвителя, а также образный оптический разветвитель цепи обратной связи, второй выход которого является выходом интерферометра, а вход и первый выход оптически связаны соответственно со вторым выходом второго -образного оптического разветвителя и со входом второго волоконно-оптического фазового электрооптического элемента. 12108 1 2009.06.30 Изобретение относится к области лазерной техники и может найти применение, например, при создании систем измерения различных характеристик, используемых как в научном, технологическом и медицинском приборостроении, так и в различных отраслях науки и техники. Известен кольцевой интерферометр 1, который содержит электрооптический элемент в кольцевом резонаторе, образованном зеркалами. Такой кольцевой интерферометр обладает недостаточно высокой разрешающей силой,так как разрешающая сила такого интерферометра определяется эффективным числом интерферирующих световых пучков, а оно у него ограничено коэффициентом отражения зеркал. Наиболее близким по технической сущности является интерферометр 2, содержащий последовательно оптически связанные между собой первый -образный разветвитель,кольцевой резонатор, который состоит из последовательно оптически связанных второго-образного разветвителя, первого волоконно-оптического отражателя, третьего образного разветвителя, один выход которого оптически связан с фотоприемником цепи обратной связи, второго волоконно-оптического отражателя, волоконно-оптического фазового электрооптического элемента, электрический вход которого последовательно связан с средством для коррекции длины оптического пути резонатора и фотоприемником цепи обратной связи, при этом вход второго -образного разветвителя оптически связан с первым -образным разветвителем, вход и второй выход которого являются, соответственно, входом и выходом интерферометра. Такой интерферометр обладает недостаточно высокой разрешающей силой, так как разрешающая сила такого интерферометра определяется эффективным числом интерферирующих световых пучков, а оно у него ограничено коэффициентом отражения волоконно-оптического отражателя. Технической задачей изобретения является увеличение разрешающей силы интерферометра за счет увеличения эффективного числа интерферирующих световых пучков. Поставленная техническая задача решается тем, что интерферометр, содержащий первый -образный оптический разветвитель, первый вход которого является входом интерферометра, второй -образный оптический разветвитель, вход которого оптически связан с выходом первого -образного оптического разветвителя, и кольцевой резонатор, содержащий -образный оптический разветвитель кольцевого резонатора, оптически связанный первым входом, являющимся одновременно входом и выходом резонатора, с первым выходом второго -образного оптического разветвителя, а выходом - через волоконнооптический отражатель и первый волоконно-оптический фазовый электрооптический элемент со вторым входом -образного оптического разветвителя кольцевого резонатора,содержит второй волоконно-оптический фазовый электрооптический элемент, выход которого оптически связан со вторым входом первого -образного оптического разветвителя, а также -образный оптический разветвитель цепи обратной связи, второй выход которого является выходом интерферометра, а вход и первый выход оптически связаны соответственно со вторым выходом второго -образного оптического разветвителя и со входом второго волоконно-оптического фазового электрооптического элемента. Совокупность указанных признаков позволяет повысить разрешающую силу интерферометра за счет увеличения эффективного числа интерферирующих световых пучков. Сущность изобретения поясняется на фигурой, где 1 - первый -образный оптический разветвитель,2 - второй -образный оптический разветвитель,3 - кольцевой резонатор,4 - -образный оптический разветвитель кольцевого резонатора,5 - волоконно-оптический отражатель,6 - первый волоконно-оптический фазовый электрооптический элемент,2 12108 1 2009.06.30 7 - -образный оптический разветвитель цепи обратной связи,8 - второй волоконно-оптический фазовый электрооптический элемент. Устройство содержит последовательно оптически связанные между собой первый-образный разветвитель 1, второй -образный разветвитель 2, кольцевой резонатор 3,который состоит из последовательно оптически связанных -образного разветвителя кольцевого резонатора 4, волоконно-оптического отражателя 5, первого волоконнооптического фазового электрооптического элемента 6, оптический выход которого оптически связан со вторым входом -образного разветвителя кольцевого резонатора 4,-образный оптический разветвитель цепи обратной связи 7, вход которого оптически связан со вторым выходом второго -образного оптического разветвителя 2, а первый выход является выходом интерферометра, второй волоконно-оптический фазовый электрооптический элемент 8, вход и выход которого оптически связаны соответственно со вторым выходом -образного оптического разветвителя цепи обратной связи 7 и со вторым входом первого -образного оптического разветвителя, при этом коэффициент отражения волоконно-оптического отражателя 5 равен величине, определяемой лучевой прочностью кольцевого резонатора. Первый 1, второй 2 -образные разветвители, -образный оптический разветвитель кольцевого резонатора 4, -образный оптический разветвитель цепи обратной связи 7 выполнены в виде двух отрезков оптического волокна, имеющих оптический контакт 2. Волоконно-оптический отражатель 5 выполнен в виде отрезка электрооптического волокна с брэгговскими решетками для различных длин волн в сердцевине. Первый 6, второй 8 волоконно-оптические фазовые электрооптические элементы выполнены в виде отрезков электрооптического волокна с наружными управляющими электродами. Интерферометр работает следующим образом. В исходном состоянии на вход первого -образного оптического разветвителя 1 поступает световое излучение, которое далее последовательно проходит через второй образный оптический разветвитель 2, -образный оптический разветвитель кольцевого резонатора 4, и поступает на волоконно-оптический отражатель 5. Часть светового потока отражается от него, а часть проходит дальше через первый волоконно-оптический фазовый электрооптический элемент 6, -образный оптический разветвитель кольцевого резонатора 4 и попадает опять на волоконно-оптический отражатель 5. Здесь он встречается с излучением, которое представляет собой результат интерференции входного излучения с частью светового потока, отраженного волоконно-оптическим отражателем 5, где они между собой интерферируют. Дело в том, что часть светового потока, отраженного волоконно-оптическим отражателем 5, пройдя -образный оптический разветвитель кольцевого резонатора 4, второй -образный оптический разветвитель 2, выводится при помощи образного оптического разветвителя цепи обратной связи 7 из оптической системы интерферометра. А часть возвращается к волоконно-оптическому отражателю 5, проходя при этом второй волоконно-оптический фазовый электрооптический элемент 8, первый образный оптический разветвитель 1, при этом интерферируя с входным излучением, второй 2 -образный оптический разветвитель и -образный оптический разветвитель кольцевого резонатора 4. Полученный в результате интерференции результирующий световой поток опять поступает на волоконно-оптический отражатель 5. Таким образом, увеличивается эффективное число интерферирующих световых пучков, а следовательно, и разрешающая сила волоконно-оптического кольцевого интерферометра. Часть светового потока отражается от него, а часть проходит дальше на второй цикл прохождения и т.д. Выражение для определения интенсивности света на выходе волоконно-оптического кольцевого интерферометрабудет иметь следующий вид где 0 - величина интенсивности излучения входной световой волны ,- энергетические коэффициенты, соответственно, светопропускания и отражения волоконнооптического отражателя 5 1 - энергетический коэффициент светопропускания кольцевого резонатора 3 2 - энергетический коэффициент светопропускания волоконнооптического канала распространения светового потока, отраженного от волоконнооптического отражателя 5- коэффициент передачи -образного оптического разветвителя цепи обратной связи 7- разность фаз между интерферирующими световыми волнами. При подаче на управляющие электроды первого 6 и второго 8 волоконно-оптических фазовых электрооптических элементов управляющего электрического напряжения произойдет изменение показателя преломления электрооптического материала по закону 1 где 0 - показатель преломления обыкновенной волны в электрооптическом материале, - приложенное напряжение,- расстояниемежду управляющими электродами первого 6 и второго 8 волоконно-оптических фазовых электрооптических элементов (ширина волновода), 33 - электрооптический коэффициент. Изменение показателя преломления приводит к изменению оптической длины кольцевого резонатора 3 и оптической цепи обратной связи, образованной первым 1, вторым 2 -образными оптическими разветвителями, -образным оптическим разветвителем кольцевого резонатора 4, -образным оптическим разветвителем цепи обратной связи 7 и вторым волоконно-оптическим фазовым электрооптическим элементом 8. Это приведет к соответствующему смещению спектральной характеристики интерферометра, а следовательно, к изменению длины световой волны максимума интенсивности света на выходе интерферометра. Источники информации Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4