SK1102016A3 - Optický vláknový Machov-Zehnderov interferometer s preladiteľným vzduchovým ramenom a spôsob jeho ladenia - Google Patents
Optický vláknový Machov-Zehnderov interferometer s preladiteľným vzduchovým ramenom a spôsob jeho ladenia Download PDFInfo
- Publication number
- SK1102016A3 SK1102016A3 SK110-2016A SK1102016A SK1102016A3 SK 1102016 A3 SK1102016 A3 SK 1102016A3 SK 1102016 A SK1102016 A SK 1102016A SK 1102016 A3 SK1102016 A3 SK 1102016A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- optical fiber
- optical
- fiber
- input
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
Optický vláknový Machov-Zehnderov interferometer s preladiteľným vzduchovým ramenom (10) je vytvorený pomocou dvoch homogénnych optických spojov, ktoré sú prilepené na koniec a začiatok výstupného (2) a vstupného optického vlákna (12) interferometra, pričom medzi optickými spojmi je vytvorené polymérne optické vlákno (8) deformovateľné v ohybe. Optické spoje na optických vláknach zabezpečia rozdelenie lúča (5) šíriaceho sa jadrom výstupného optického vlákna na lúč (7) šíriaci sa polymérnym optickým vláknom a lúč (9) šíriaci sa vzduchovým ramenom, a spojenie týchto dvoch lúčov do jedného, ktorý sa naviaže do jadra (3) vstupného optického vlákna. Takýto vláknový Machov-Zehnderov interferometer je možné ladiť približovaním, vzďaľovaním alebo priečnym vyosovaním výstupného (2) a vstupného optického (12) vlákna Machovho-Zehnderovho interferometra.
Description
Oblasť techniky
Vynález sa týka optických vláknových Machov -Zehnderových mterferometerov. Oblasť techniky, ktorej sa vynález týka, je fotonika a senzorová vláknová optika pre potreby meracej techniky.
Doterajší stav techniky
Optické vláknové Machove-Zehnderove interferometre sú dôležitým prvkom optických vláknových senzorov, ktoré sa používajú na meranie rôznych fyzikálnych veličín, ako sú index lomu, tlak, teplota, pozdĺžne predĺženie a podobne.
Machove-Zehnderove interferometre sú dvojramenné interferometre. Svetelný lúč zo svetelného zdroja sa v týchto interferometroch rozdelí na dva lúče, ktoré sa šíria nezávislými ramenami interferometra a po prejdení určitej vzdialenosti sa dva svetelné lúče spoja opäť do jedného lúča. Pomocou Machovho-Zehnderovho interferometra je možné určovať zmenu fázy svetelných lúčov šíriacich sa dvoma ramenami interferometm. Zmena fázy lúčov šíriacich sa ramenami interferometra môže byť spôsobená zmenou fázovej konštanty lúča v jednom ramene interferometra voči fázovej konštante lúča v druhom ramene interferometra pri konštantnej dĺžke ramien interferometra, zmenou dĺžky jedného ramena interferometra voči dĺžke druhého ramena interferometra pri konštantných fázových konštantách lúčov, alebo kombináciou obidvoch spôsobov.
Optické vláknové Machove-Zehnderove interferometre sú vyrobené pomocou optických vlákien. Pre vytvorenie optického spoja, ktorý delí svetelný lúč z jedného optického vlákna do dvoch ramien vláknového interferometra sa používajú rôzne metódy, ktoré využívajú optické vláknové deliče, párové vláknové optické mriežky s veľkou periódou, segmenty multimodovvch optických vlákien, jednomódové optické vlákna s malým jadrom, zúžené optické vlákna a podobne [B^eong Ha Lee, Young Ho Kim, Kwan S eob Park, Joo Beom Eom, Myoung Jin Kim, Byung Sup Rho, Hae Young Choi: Interferometric Fiber Optic Sensors, Sensors 2012, vol. 12, 2467-2486]. Uvedenými metódami sa vytvárajú celovláknové optické Machove-Zehnderove interferometre, pri ktorých je veľmi obtiažne meniť dĺžku ramien interferometra, pretože ramená interfero metra sú vytvorené z optických vlákien, ktoré sú málo deformovateľné v ťahu, resp. v tlaku. Navyše, dosiaľ používané metódy pre vytváranie celo vláknových Machových -Zehnderových interferometrov neumožňujú vytvárať interferometre so vzduchovým ramenom, pri ktorom by bolo možné plynulo nastavovať jeho dĺžku.
Tento nedostatok odstraňuje technické riešenie popísané v tomto dokumente, ktoré umožňuje vytvoriť optický vláknový Machov -Zehnderov rnterferometer pomocou polymérneho optického vlákna deformovateľného v ohybe, ktoré je prostredníctvom optického spoja, s požadovanými vlastnosfami, prilepené k optickému vláknu, ktoré sa skladá z jadra optického vlákna a z plášťa optického vlákna.
Podstata vynálezu
Optické vláknové Machove-Zehnderove interferometre sú dvojramenné interferometre, v ktorých sa svetelný lúč z jadra jedného optického vlákna prostredníctvom optického spoja rozdelí na dva lúče, ktoré sa šíria nezávislými ramenami vláknového interferometra a po prejdení určitej vzdialenosti sa opäť dva svetelné lúče prostredníctvom optického spoja zlúčia a naviažu do jadra jedného optického vlákna.
Podstatou popisovaného vynálezu je vstupný optický spoj s polymérnym optickým vláknom deformovateľným v ohybe, ktorý zabezpečí rozdelenie lúča vychádzajúceho z jadra optického vlákna na dva lúče. Optický spoj je vytvorený z priehľadného homogénneho materiálu hrúbky di, ktorý sa umiestni na koniec výstupného optického vlákna Machovho -Zehnderovho interferometra, pričom na konci optického spoja sa nachádza začiatok polymérneho optického vlákna hrúbky h deformovateľného v ohybe. Keďže svetelný lúč vychádzajúci z jadra výstupného optického vlákna je rozbiehavý, na dĺžke di sa jeho rozbiehavosť zväčší. Táto rozbiehavosť svetelného lúča zabezpečí, že jedna časť svetelného výkonu lúča vychádzajúceho z jadra optického vlákna sa naviaže do polymérneho optického vlákna umiestneného na konci optického spoja a druhá časť svetelného výkonu lúča sa do polymérneho vlákna nenaviaže, ale vyviaže sa z optického spoja mimo polymérne optické vlákno do vzduchového ramena medzi výstupným a vstupným optickým vláknom vláknového Machovho -Zehnderovho interferometra. Jedno rameno vláknového Machovho -Zehnderovho interferometra je tak tvorené polymérnym vláknom a druhé rameno vzduchovou medzerou medzi výstupným a vstupným optickým vláknom Machovho-Zehnderovho interferometm.
Podstatou popisovaného vynálezu je taktiež výstupný optický spoj s polymérnym optickým vláknom deformovateľným v ohybe, ktorý zabezpečí, že lúč, ktorý sa šíri polymérnym optickým vláknom sa na jeho konci vyviaže do optického spoja z priehľadného homogénneho materiálu hrúbky cK ktorý sa umiestni na začiatok vstupného optického vlákna Machovho -Zehnderovho interferometra, pričom na začiatku optického spoja sa nachádza koniec polymérneho optického vlákna hrúbky h deformovateľného v ohybe. Do optického
SK 110-2016 A3 spoja hrúbky d2, ktorý je umiestnený na začiatku vstupného optického vlákna Machovho -Zehnderovho rnterferometra sa v okolí konca polymérneho vlákna naviaže svetelný lúč, ktorý sa šíri vzduchovým ramenom medzi výstupným a vstupným optickým vláknom Lúč, ktorý sa vyviaže z polymérneho optického vlákna sa v optickom spoji hrúbky d2 spojí s lúčom, ktorý sa šíri vzduchovým ramenom, pričom sa vytvorí jeden lúč, ktorý sa naviaže do jadra vstupného optického vlákna Machovho -Zehnderovho interferometra.
Keďže polymérne optické vlákno nachádzajúce sa medzi optickými spojmi hrúbky di a d2 je deformovateľné v ohybe, súosovým približovaním alebo vzďaľovaním, alebo priečnym vyosovaním výstupného a vstupného optického vlákna Machovho -Zehnderovho interferometra sa mení dĺžka vzduchového ramena medzi vstupným a výstupným optickým vláknom, pričom polymérne optické vlákno sa deformuje len v ohybe pri nezmenenej dĺžke. Takouto zmenou dĺžky vzduchového ramena medzi vstupným a výstupným optickým vláknom dochádza k zmene dĺžky jedného ramena Machovho -Zehnderovho interferometra, čím je možné ladiť veľkosť intenzity optického signálu prenášaného Machový m-Zehnderovým interferometrom
Prehľad obrázkov na výkresoch
Vynález je bližšie objasnený pomocou výkresov. Obrázok 1 znázorňuje konštrukciu optického vláknového Machovho-Zehnderovho interferometera s preladiteľným vzduchovým ramenom Obrázok 2 znázorň uje súosové približovanie alebo vzďaľovanie vstupného a výstupného optického vlákna vláknového Machovho Zehnderovho interferometra.
Obrázok 3 znázorňuje priečne vyosenie vstupného a výstupného optického vlákna vláknového Machovho-Zehnderovho interferometra.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Na vytvorenie optického vláknového Machovho -Zehnderovho interferometra s preladiteľným vzduchovým ramenom sa použijú dve konvenčné telekomunikačné optické vlákna s priemerom jadra optického vlákna 10 mikrometrov a s priemerom plášťa optického vlákna 125 mikrometrov, ktorých rovina konca optického vlákna je kolmá na os optického vlákna, pričom jedno vlákno slúži ako výstupné optické vlákno a druhé vlákno ako vstupné optické vlákno Machovho-Zehnderovho interferometra. Na vytvorenie optických spojov na konci výstupného a vstupného optického vlákna a polymérneho optického vlákna deformovateľného v ohybe sa použije siloxánový polymér Sylgard 184 od firmy Dow Corning. Postup vytvorenia optického vláknového Machovho-Zehnderovho interferometra s preladiteľným vzduchovým ramenom je nasledovný:
Na koniec výstupného optického vlákna 2 sa umiestni kvapka nevytvrdnutého siloxánového polyméru Sylgard 184, z ktorej sa vytvorí vstupný optický spoj 6 hrúbky di. Na začiatok vstupného optického vlákna 12 sa umiestni kvapka nevytvrdnutého siloxánového polyméru Sylgard 184, z ktorej sa vytvorí výstupný optický spoj 11 hrúbky d2. Po čiastočnom vytvrdnutí siloxánového polyméru Sylgard 184 sa metódou ťahania čiastočne vytvrdnutého polysiloxánu [Ivan Martinček, Dušan Pudiš: Spôsob prípravy optických vláknových vlnovodov z polydimetylsiloxánu, PP 81-2012, číslo dokumentu 288375] z optických spojov 6 a 11 vytvorí medzi spojmi 6 a 11 polymérne optické vlákno 8 s hrúbkou h, ktorého začiatok je umiestnený súosovo s jadrom 3 výstupného optického vlákna 2 a koniec je umiestnený súosovo s jadrom 13 vstupného optického vlákna 12. Po vytvrdnutí siloxánového polyméru Sylgard 184 je polymérne optické vlákno 8 hrúbky h deformovateľné v ohybe.
Po priblížení výstupného optického vlákna 2 a vstupného optického vlákna 12 k sebe, sa polymérne optické vlákno 8 ohne a medzi optickými spojmi 6 a 11 sa vytvorí vzduchové rameno ľ0. Ak sa v jadre 3 výstupného optického vlákna 2 s plášťom výstupného optického vlákna 4 šíri svetelný lúč 5, ten sa vo vstupnom optickom spoji 6 rozdelí na svetelný lúč 7 šíriaci sa polymérnym vláknom 8 a svetelný lúč 9 šíriaci sa vzduchovým ramenom 10, pričom po prejdení vzduchového ramena 10 a polymérneho vlákna 8 sa vo výstupnom optickom spoji 11 svetelné lúče 7 a 9 spoja do svetelného lúča 15, ktorý sa šíri jadrom 13 vstupného optického vlákna 12 s plášťom 14 vstupného optického vlákna ľ2. Keďže svetelný lúč 5 sa rozdelil na dva svetelné lúče 7 a 9, ktoré sa šíria dvoma nezávislými ramenami a tieto lúče sa znova spoja do jedného lúča 15, vytvoril sa pomocou výstupného optického vlákna 2 a vstupného optického vlákna 12, optických spojov 6 a L1, polymérneho optického vlákna 8 a vzduchového ramena 10 optický vláknový Machov-Zehnderov interferometer 1 s jedným vzduchovým ramenom
Keďže výstupné optické vlákno 2 a vstupné optické vlákno 12 sa môžu k sebe približovať alebo vzďaľovať pozdĺž osi 16, alebo priečne vyosovať, môže sa meniť rozdiel optických dráh medzi svetelnými lúčmi 7 a 9, čím dochádza k ladeniu optickej intenzity svetelného lúča 15 optického vláknového Machovho-Zehnderovho interferometra 1.
SK 110-2016 A3
Priemyselná využiteľnosť
Optický vláknový Machov-Zehnderov interferometer vytvorený pomocou polymérneho optického vlákna deformovateľného v ohybe s preladiteľným vzduchovým ramenom môže nájsť využitie pri vytváraní nových 5 typov optických vláknových senzorov pre potreby meracej techniky.
SK 110-2016 Α3
Zoznam vzťahových značiek
- Machov-Zehnderov interferometer
- vý stupné optické vlákno
3 -jadro výstupného optického vlákna
- plášť výstupného optického vlákna
- svetelný lúč (šíriaci sa výstupnýmoptickým vláknom)
- optický spoj (vstupný)
- svetehý lúč (šíriaci sa poly mémy m vláknom)
8 - polyméme vlákno
- s vetehý lúč (šíriaci sa vzduchový m ramenom)
- vzduchové rameno
- optický spoj (výstupný)
- vstupné optické vlákno
13 -jadro vstupného optického vlákna
- plášť vstupného optického vlákna
- svetehý lúč šíriaci sa vstupnýmoptickým vláknom
- os
SK 110-2016 A3
Claims (2)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Optický vláknový Machov-Zehnderov interferometer s preladiteľným vzduchovým ramenom vytvorený pomocou výstupného optického vlákna (2) skladajúceho sa z jadra (3) výstupného optického vlákna (2) a plášťa (4) výstupného optického vlákna (2) a vstupného optického vlákna (12) skladajúceho sa z jadra (13) vstupného optického vlákna (12) a plášťa (14) vstupného optického vlákna (12), vyznačujúci sa tým, že na koniec výstupného optického vlákna (2) je prilepený vstupný optický spoj (6) tvorený homogénnou vrstvou optického materiálu, na konci ktorého sa nachádza polymérne optické vlákno (8) deformovateľné v ohybe, pričom dĺžka di optického spoja (6) a priemer h polymérneho optického vlákna (8) sú také, že sa svetelný lúč (5) vychádzajúci z jadra (3) výstupného optického vlákna (2) vo vstupnom optickom spoji (6) rozdelí na svetelné lúče (7) a (9), pričom svetelný lúč (7) sa šíri cez polymérne optické vlákno (8) a svetelný lúč (9) sa šíri priamočiaro vzduchovým ramenom (10) medzi vstupným optickým spojom (6) a výstupný m optickým spojom (11) prilepeným na začiatok vstupného optického vlákna (12), pričom výstupný optický spoj (11) je tvorený homogénnou vrstvou optického materiálu, na začiatku ktorého sa nachádza polymérne optické vlákno (8) deformovateľné v ohybe, pričom dĺžka d2 optického spoja (11) a priemer h polymérneho optického vlákna (8) sú také, že sa svetelný lúč (7) vychádzajúci z polymérneho optického vlákna (8) vo výstupnom optickom spoji (11) spojí so svetelným lúčom (9) šíriacim sa priamočiaro vzduchovým ramenom (10) do svetelného lúča (15), ktorý sa šíri jadrom (13) vstupného optického vlákna (12).
- 2. Spôsob ladenia optického vláknového Machovho -Zehnderovho interferometra s preladiteľným vzduchovým ramenom podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že rozdiel optický ch dráh medzi svetelným lúčom (7) šíriacim sa polymérnym optickým vláknom (8) a svetelným lúčom (9) š ínacim sa vzduchovým ramenom (10) sa dosahuje zmenou dĺžky vzduchového ramena (10) medzi vstupným optickým spojom (6) a výstupným optickým spojom (11) tak, že výstupné optické vlákno (2) a vstupné optické vlákno (12) sa súosovo k sebe približujú alebo vzďaľujú, alebo priečne vyosujú.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK1102016A SK288932B6 (sk) | 2016-12-16 | 2016-12-16 | Optický vláknový Machov-Zehnderov interferometer s preladiteľným vzduchovým ramenom a spôsob jeho ladenia |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK1102016A SK288932B6 (sk) | 2016-12-16 | 2016-12-16 | Optický vláknový Machov-Zehnderov interferometer s preladiteľným vzduchovým ramenom a spôsob jeho ladenia |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK1102016A3 true SK1102016A3 (sk) | 2018-07-02 |
| SK288932B6 SK288932B6 (sk) | 2022-01-26 |
Family
ID=62750545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK1102016A SK288932B6 (sk) | 2016-12-16 | 2016-12-16 | Optický vláknový Machov-Zehnderov interferometer s preladiteľným vzduchovým ramenom a spôsob jeho ladenia |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SK (1) | SK288932B6 (sk) |
-
2016
- 2016-12-16 SK SK1102016A patent/SK288932B6/sk unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SK288932B6 (sk) | 2022-01-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yao et al. | Simultaneous measurement of refractive index and temperature based on a core-offset Mach–Zehnder interferometer combined with a fiber Bragg grating | |
| CN100470280C (zh) | 纤维集成式马赫曾德干涉仪及其制造方法 | |
| Geng et al. | High-sensitivity Mach–Zehnder interferometric temperature fiber sensor based on a waist-enlarged fusion bitaper | |
| Wu et al. | All single-mode fiber Mach–Zehnder interferometer based on two peanut-shape structures | |
| Zhao et al. | A highly sensitive Mach–Zehnder interferometric refractive index sensor based on core-offset single mode fiber | |
| Gong et al. | An optical fiber curvature sensor based on photonic crystal fiber modal interferometer | |
| Dong et al. | A high sensitivity optical fiber strain sensor based on hollow core tapering | |
| CN101261117A (zh) | 基于多孔微结构光纤的应变传感器 | |
| Wang et al. | Two-dimensional bending vector sensor based on the multimode-3-core-multimode fiber structure | |
| CN106197305A (zh) | 一种马赫曾德尔干涉型全光纤弯曲传感装置 | |
| Hatta et al. | SMS fiber structure for temperature measurement using an OTDR | |
| CN201181206Y (zh) | 基于多孔微结构光纤的应变传感器 | |
| Xia et al. | Optimization of Mach–Zehnder interferometer with cascaded up-tapers and application for curvature sensing | |
| Hatta et al. | Misalignment limits for a singlemode–multimode–singlemode fiber-based edge filter | |
| SK1102016A3 (sk) | Optický vláknový Machov-Zehnderov interferometer s preladiteľným vzduchovým ramenom a spôsob jeho ladenia | |
| Yu et al. | Study of an in-line fiber Mach-Zehnder interferometer with peanut-shape structure for refractive index sensing | |
| André et al. | Multimode interference in tapered single mode-multimode-single mode fiber structures for strain sensing applications | |
| Zhang et al. | Highly sensitive temperature sensor based on a Mach-Zehnder interferometer created in graded index fiber | |
| Hsiao et al. | Mach-Zehnder fiber interferometers based on liquid-filled photonic crystal fibers | |
| Ribeiro et al. | An intrinsic graded-index multimode optical fibre strain-gauge | |
| Hasan et al. | Highly sensitive fiber-optic temperature sensor based on tapered no-core fiber for biomedical and biomechanical applications | |
| Liang et al. | Axial micro-strain sensor based on resonance demodulation technology via dual-mode CMECF | |
| Chen et al. | Ultra-simple fiber sensor with ultra-low strain cross-sensitivity for embedded temperature detection | |
| Dai et al. | Theoretical and experimental investigation of the steady-state power distribution in multimode step-index plastic optical fibers | |
| Cheng et al. | Simultaneous twist angle and direction sensing using abrupt-tapered fiber Mach-Zehnder interferometers |