Интерферометрическая оптоволоконная модуляция

В оптоволоконной технике в качестве выходного сигнала часто используется модуляция интенсивности излучения. На рис. 4.23 показан оптический волно­вод, состоящий из двух каналов [13]. Волновод изготовлен внутри подложки из ниобата лития, легированного Ti для увеличения коэффициента преломле­ния, стандартным фотолитографичес­ким методом. Для этого сначала на под­ложку была нанесена фотомаска. Затем при помощи электронного пучка на ма­териал напылен слой Ti. После чего ра­створителем удален фоторезист, выхо­дящий за границы маски. В процессе последующей температурной обработ­ки атомы Ti проникли внутрь подлож­ки [11]. В результате этой технологичес­кой цепочки был получен профиль с переменным коэффициентом прелом­ления с разностью значений на поверх­ности и глубине, равной около 0.1% (на поверхности коэффициент преломле­ния выше). Свет попадает в волновод через полированные концы. Управляю­щие электроды располагаются параллельно волноводам. Напряжение, поданное на эти электроды, приводит к значительному сдвигу фаз в световых волн.

Коэффициент оптического пропускания такого модулятора зависит от сдвига фаз Δφ между сигналами в двух каналах, который управляется напряжением V{t):

где Vπ — перепад напряжения, необходимый для получения полного диапазона модуляции, а θ_B — константа, регулирующая оптимальное положение рабочей точ­ки. Когда разность фаз в двух ветвях волновода равна нулю, выходные излучения

172 Глава 4. Оптические компоненты датчиков

суммируются на выходе волновода. Когда сдвиг фаз равен л, весь свет уходит в подложку. Хорошо сконструированные модуляторы имеют высокий коэффици­ент контрастности, порядка 30 дБ.

Литература

1 Begunov, В N , Zakaznov, N Р, Kiryushin, S I ,and Kuzichev, V 1 Optical Instrumentation Theory and Design Mir Publishers, Moscow, 1988

2 Applications of Phototransistors m Electro-optic Systems Motorola, 1988

3 Giuliani, J F Optical waveguide chemical sensors In Chemical Sensors and Mi-croinstrumentation Murray, RWetal (eds) American Chemical Society, Washington, DC, 1989, Chap 24

4 Mitchell G L Intensity-based and Fabry-Perot interferometer sensors In Fiber Optic Sensors

An Introduction for Engineers and Scientists E Udd, ed, John Wiley & Sons, New York, 1991, Chap 6

5 Welford, W T, and Winston, R High Collection Nonimaging Optics Academic Press, San Diego, CA, 1989

6 Winston, R , and Enoch, J M Retinal cone receptor as an ideal light collector J Opt Soc Am 61, 1120-1121, 1971

7 von Hevisy, G and Somiya, T Uberplatinschwarz Zeitschr Phys ChemieA 171, 41, 1934

8 Harris, L , McGinnes, R , and Siegel, В J Opt Soc Am 38, 7, 1948

9 Persky, M J Review of black surfaces for space-bome infrared systems Rev Sci lustrum 70(5) 2193-2217, 1999

10 Lang, W, Kuhl, К, and Sandmaier, H Absorption layers for thermal infrared detectors In Transducers'91 International Conference on Solid-state Sensors and Actuators Digest of Technical Papers IEEE, New York, 1991, pp 635-638

11 Yarn, A Optical electronics, 3rd ed Holt, Reinhart and Winston, New York, 1985

12 Johnson, L M Optical modulators for fiber-optic sensors In Fiber Optic Sensors Introduction for Engineers and Scientists E Udd, ed John Wiley & Sons, New York 1991

13 Haus, H A Waves and Fields in Optoelectronics Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1984

ГЛАВА 5

Поиск по сайту: