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共路徑非等光程干涉儀及其在多工式光纖光栅感測系统之應用

林世聰  黃詣凱  
【摘要】:—本文提出一套量测波长漂移之干涉仪,并以该干涉仪检测光纤光柵受负载后之应变。该干涉仪包含一光源、穿透轴在45°的极化光纤(P)、慢轴在0°的双折射光纤、慢轴在45°的四分之一波板(QP)、一旋转分析板(A)及一与之同步旋转之断光板(Chopper)、两个光感测器(D_m及D_r)、及一锁相放大器(Lock-inamplifier)。光源首先被分为一参考光与一量测光参考,其中参考光直接经断光板后产生频率为旋转频率两倍的方波光强讯号,它被光检测器D_r接收;量测光经极化光纤、双折射光纤、四分之一波板、及旋转分析板后,产生干涉讯号并被光检测器D_m接收,这个信号可表示为I=(V_x V_y)·(V_x V_y)。其中,(V_x V_y)为光线离开分析板后之Jones vector,它为这里A、Q、及W分别为分析板、四分之一波板、及双折射光纤之JONES MATRIX,而(V_0 V_0)~t则为光线离开极化光纤后之JONES VECTOR。假设分析板与断光板之旋转频率为F,利用公式(1)我们可得到干涉讯号Ⅰ=V_0~2[1+sin(4πft+Γ)]。(2)其中,为水平与垂直偏振光经双折射光纤后所产生之相位延迟量,它可进一步表示为Γ=(2π)/λ·(n_o-n_e)·d=(2π)/λ·△n·d(3)这里d为双折射光纤之长度,n_o与n_e分别为双折射光纤之常光与异常光折射率。

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