SK288932B6 - 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
- SK288932B6 SK288932B6 SK1102016A SK1102016A SK288932B6 SK 288932 B6 SK288932 B6 SK 288932B6 SK 1102016 A SK1102016 A SK 1102016A SK 1102016 A SK1102016 A SK 1102016A SK 288932 B6 SK288932 B6 SK 288932B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- optical fiber
- optical
- input
- output
- light beam
- 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
Vynález sa týka optických vláknových Machov-Zehnderových interferometerov. 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 merame rôznych íýzikálnych 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 interferometra. Zmena fázy lúčov šíriacich sa ramenami interferometra môže byť spôsobená zmenou fázovej konštanty lúča v jednom ramene interferometra proti fázovej konštante lúča v druhom ramene interferometra pri konštantnej dĺžke ramien interferometra, zmenou dĺžky jedného ramena interferometra proti dĺžke druhého ramena interferometra pri konštantných fázových konštantách lúčov alebo kombináciou obidvoch spôsobov.
Optické vláknové Machove-Zehnderove interferometre sú vyrobené pomocou optických vlákien. Na 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 multimódových optických vlákien, jednomódové optické vlákna s malým jadrom, zúžené optické vlákna a podobne [Byeong Ha Lee, Young Ho Kim, Kwan Seob Park, Joo Beom Eom, Myoung Jin Kim, Byung Sup Rho, Hae Young Choi: Interferometric Fiber Oprie 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 interferometra sú vytvorené z optických vlákien, ktoré sú málo deformovateľné v ťahu, resp. v tlaku. Navyše, dosiaľ používané metódy na vytváranie celovláknových Machových-Zehnderových interferometrov neumožňujú vytvárať interferometre so vzduchovým ramenom, pri ktorom by bolo možné plynulo nastavovať jeho dĺžku.
Tento nedostatok odstraňuje technické riešenie opísané v tomto dokumente, ktoré umožňuje vytvoriť optický vláknový Machov-Zehnderov interferometer pomocou polymémeho optického vlákna deformovateľného v ohybe, ktoré je prostredníctvom optického spoja, s požadovanými vlastnosťami, 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 prejdem určitej vzdialenosti sa opäť dva svetelné lúče prostredníctvom optického spoja zlúčia a naviažu do jadra jedného optického vlákna.
Podstatou opisovaného vynálezu je vstupný optický spoj s polymémym 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, ktoiý sa umiestni na koniec výstupného optického vlákna Machovho-Zehnderovho interferometra, pričom na konci optického spoja sa nachádza začiatok polymémeho 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 polymémeho optického vlákna umiestneného na konci optického spoja a druhá časť svetelného výkonu lúča sa do polymémeho vlákna nenaviaže, ale vyviaže sa z optického spoja mimo polymémeho optického vlákna do vzduchového ramena medzi výstupným a vstupným optickým vláknom vláknového Machovho-Zehnderovho interferometra. Jedno rameno vláknového Machovho-Zehnderovho interferometra je tak tvorené polymémym vláknom a druhé rameno vzduchovou medzerou medzi výstupným a vstupným optickým vláknom Machovho-Zehnderovho interferometra.
Podstatou opisovaného vynálezu je taktiež výstupný optický spoj s polymémym optickým vláknom deformovateľným v ohybe, ktorý zabezpečí, že lúč, ktorý sa šíri polymémym optickým vláknom, sa na jeho konci vyviaže do optického spoja z priehľadného homogénneho materiálu hrúbky d2, ktorý sa umiestni na začiatok vstupného optického vlákna Machovho-Zehnderovho interferometra, pričom na začiatku optického spoja sa nachádza koniec polymémeho optického vlákna hrúbky h deformovateľného v ohybe. Do optického spoja hrúbky d2, ktorý je umiestnený na začiatku vstupného optického vlákna Machovho-Zehnderovho interferometra, sa v okolí konca polymémeho vlákna naviaže svetelný lúč, ktorý sa šíri vzduchovým ramenom medzi výstupným a vstupným optickým vláknom. Lúč, ktoiý sa vyviaže z polymémeho optického vlákna, sa v optickom spoji hrúbky d2 spojí s lúčom, ktoiý sa šíri vzduchovým ramenom, pričom sa vytvorí jeden lúč, ktoiý sa naviaže do jadra vstupného optického vlákna Machovho-Zehnderovho interferometra.
Keďže polyméme optické vlákno nachádzajúce sa medzi optickými spojmi hrúbky d! 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 polyméme 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 Machovým-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 znázorňuje 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, ktoiých 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 polymémeho 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 nasledujúci.
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 Pudíš: 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 polyméme 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 polymém Sylgard 184 je polyméme optické vlákno 8 hrúbky h deformovateľné v ohybe.
Po priblížení výstupného optického vlákna 2 a vstupného optického vlákna 12 k sebe sa polyméme optické vlákno 8 ohne a medzi optickými spojmi 6 a 11 sa vytvorí vzduchové rameno 10. 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 polymémym vláknom 8 a svetelný lúč 9 šíriaci sa vzduchovým ramenom 10, pričom po prejdem vzduchového ramena 10 a polymémeho vlákna 8 sa vo výstupnom optickom spoji 11 svetelné lúče 7 a 9 spoja do svetelného lúča 15, ktoiý sa šíri jadrom 13 vstupného optického vlákna 12 s plášťom 14 vstupného optického vlákna 12. 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 11, polymémeho 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.
Priemyselná využiteľnosť
Optický vláknový Machov-Zehnderov interferometer vytvorený pomocou polymémeho optického vlákna deformovateľného v ohybe s preladiteľným vzduchovým ramenom môže nájsť využitie pri vytváram nových 5 typov optických vláknových senzorov pre potreby meracej techniky.
Zoznam vzťahových značiek
- Machov-Zehnderov interferometer
- výstupné optické vlákno
3 -jadro výstupného optického vlákna
- plášť výstupného optického vlákna
- svetelný lúč (šíriaci sa výstupným optickým vláknom)
- optický spoj (vstupný)
- svetelný lúč (šíriaci sa polymémym vláknom)
8 - polyméme vlákno
- svetelný lúč (šíriaci sa vzduchovým ramenom)
- vzduchové rameno
- optický spoj (výstupný)
- vstupné optické vlákno
13 -jadro vstupného optického vlákna
- plášť vstupného optického vlákna
- svetelný lúč šíriaci sa vstupným optickým vláknom
- os
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 polyméme optické vlákno (8) deformovateľné v ohybe, pričom dĺžka di optického spoja (6) a priemer h polymémeho 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 polyméme optické vlákno (8) a svetelný lúč (9) sa šíri priamočiaro vzduchovým ramenom (10) medzi vstupným optickým spojom (6) a výstupným optickým spojom (11) prilepeným na začiatok vstupného optického vlákna (12), pričom výstupný optický spoj (H) je tvorený homogénnou vrstvou optického materiálu, na začiatku ktorého sa nachádza polyméme optické vlákno (8) deformovateľné v ohybe, pričom dĺžka d2 optického spoja (11) a priemer h poíymémeho optického vlákna (8) sú také, že sa svetelný lúč (7) vychádzajúci z polymémeho optického vlákna (8) vo výstupnom optickom spoji (11) spojí so svetelným lúčom (9) šíriacim sa priamočiaro vzduchovým ramenom (10) do svetelného lúča (15), ktoiý sa šíri jadrom (13) vstupného optického vlákna (12).
- 2. Spôsob ladenia optického vláknového Machovho-Zehnderovho interferometra s preladiteľným vzduchovým ramenom podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že rozdiel optických dráh medzi svetelným lúčom (7) šíriacim sa polymémym optickým vláknom (8) a svetelným lúčom (9) šíriacim 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 SK1102016A3 (sk) | 2018-07-02 |
| SK288932B6 true 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 |
|---|---|
| SK1102016A3 (sk) | 2018-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Marrujo-García et al. | Temperature-independent curvature sensor based on in-fiber Mach–Zehnder interferometer using hollow-core fiber | |
| Gong et al. | An optical fiber curvature sensor based on photonic crystal fiber modal interferometer | |
| Zhou et al. | Asymmetrical twin-core fiber based Michelson interferometer for refractive index sensing | |
| CA2695587A1 (en) | Physical quantity measuring apparatus utilizing optical frequency domain reflectometry and method for temperature and strain measurement using the apparatus | |
| Wang et al. | Two-dimensional bending vector sensor based on the multimode-3-core-multimode fiber structure | |
| CN101261117A (zh) | 基于多孔微结构光纤的应变传感器 | |
| Arifin et al. | Long-range displacement sensor based on SMS fiber structure and OTDR | |
| Hatta et al. | SMS fiber structure for temperature measurement using an OTDR | |
| Zhao et al. | Measurement of refractive index and temperature using balloon-shaped Mach-Zehnder interferometer | |
| CN201181206Y (zh) | 基于多孔微结构光纤的应变传感器 | |
| KR101381954B1 (ko) | 광페룰을 이용한 외부 패브리-페로 광섬유 센서 시스템 및 이에 적용되는 광섬유 센서 제조 방법 | |
| Hatta et al. | Misalignment limits for a singlemode–multimode–singlemode fiber-based edge filter | |
| SK288932B6 (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 | |
| 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 | |
| Wu et al. | Light coupling between a singlemode-multimode-singlemode (SMS) fiber structure and a long period fiber grating | |
| Zhang et al. | Highly sensitive temperature sensor based on a Mach-Zehnder interferometer created in graded index fiber | |
| Liang et al. | Axial micro-strain sensor based on resonance demodulation technology via dual-mode CMECF | |
| Hasan et al. | Highly sensitive fiber-optic temperature sensor based on tapered no-core fiber for biomedical and biomechanical applications | |
| Lalam et al. | Perfluorinated polymer optical fiber for precision strain sensing based on novel SMS fiber structure | |
| KR101388163B1 (ko) | 변형률 측정 장치 | |
| CN104483509B (zh) | 一种多模干涉光学集成型加速度计 | |
| Wang et al. | Refractive Index Laser Sensor Based on Seven Core Fiber at 2 μm | |
| Cheng et al. | Simultaneous twist angle and direction sensing using abrupt-tapered fiber Mach-Zehnder interferometers |