Интегрально-оптический датчик параметра физического поля

Интегрально-оптический датчик параметра физического поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области измерений физических величин с помощью оптических датчиков. С целью повышения чувствительности сигнальное плечо интерферометра вьшолнено на пластине толщиной 20-150 мкм с нанесенным на нее модулирующим покрытием так, что жесткость сигнального плеча меньше жесткости опорного плеча интерферометра . В качестве модулирующего покрытия могут быть нанесены и приклеены, например, магнитострикционный материал Чметглас) или электрострикционный материал (пьезокерамика) для измерения магнитного и электрического полей соответственно. 1 ил. € (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5)) 4 С 01 N 21/41

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4016413/24-25 (22) 09. 12.85 (46) 30.06.87. Бюл. N - 24 (72) Г.И.Широков, С.П.Оробинский, В.А.Григорьев и А.И.Богатырев (53) 535.242(088.8) (56) R.Н,Rediber, Т.А.Lind. Integrated optics wave from measurement

sensor. — Appl. Phys. Letters, v.2(8)>

1983, р. 647-649.

Остроуменко А.П., П)малько А.В..

Микроволноводный интерферометр на .основе полосковых оптических микроволноводов. — ЖТФ, т.51, вып. 10, 1981, с. 2191-2194 ° (54) ИНТЕГРАЛЬНО-ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

ПАРАМЕТРА ФИЗИЧЕСКОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области измерений физических величин с помощью оптических датчиков. С целью повышения чувствительности сигнальное плечо интерферометра выполнено на пластине толщиной 20-150 мкм с нанесенным на нее модулирующим покрытием так, что жесткость сигнального плеча меньше жесткости опорного плеча интерферометра. В качестве модулирующего покрытия могут быть нанесены и приклеены, например, магнитострикционный материал (метглас) или электрострикционный материал (пьезокерамика) для измерения магнитного и электрического полей соответственно.

1 ил.

1320721

Разницу в жесткости сигнального и опорного плеча можно получить выборкой части подложки с изготовленным

45 на ней интегрально-оптическим интерферометром с последующей механической обработкой (шлифовка и полировка) таким образом, что сигнальное плечо интерферометра преимущественно долж50 но находиться на тонкой пластине толщиной порядка 20-150 мкм. Первая величина соответствует предельной минимально достижимой толщине. Вторая (150 мкм) соответствует появлению

"сдерживающего" эффекта при взаимодействии пластины с модулирующим покрытием, которое представляет собой материал, способный преобразовывать

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям физических величин с помощью оптических датчиков.

Целью изобретения является повы- 5 шение чувствительности датчика.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит источник 1 излучения, планарный интерферометр 2, выполненный по схеме Маха-Цендера с чувствительной зоной, расположенной на части подложки в виде тонкой пластины 3 с нанесенным на нее модулируюt5 щим покрытием 4 в области сигнального плеча 5 интерферометра, опорное плечо 6 которого расположено на массивной части подложки 7. Фоторегистрирующая система 8 установлена на выходе интерферометра.

Устройство работает следующим образом.

Излучение лазера 1 вводится в планарный интерферометр 2, затем разветвляется по сигнальному 5 и

I опорному 6 плечам интерферометра.

Измеряемая величина, действующая в плоскости пластины 3, т.е. в чувствительной зоне, вызывает реакцию модулирующего покрытия 4, приводящую к деформации сигнального плеча интерферометра (вследствие, например, маг. нитострикционного или электрострикционного эффекта) . Таким образом вызывается модуляция фазы оптического излучения, распространяющегося в сигнальном плече, которая на выходе интерферометра преобразуется в модуляцию интенсивности. Последняя фик40 сируется фоторегистрирующей системой. измеряемый параметр в механическую деформацию в плоскости пластины.

Вторым способом получения плеч интерферометра с разной жесткостью может быть изготовление в центре подложки планарного интерферометра, механическая обработка до пластины укаэанной толщины и жесткое сцепление половины пластины с массивной подложкой из того же материала. Вторым способом достигается более точное разделение плеч интерферометра по областям с различной жесткостью. Максимальное расстояние между плечами интерферометра порядка 1,0-1,5 мм.

В качестве материала, преобразующего физическое поле в деформацию в глоскости пластины, может быть нанесен или приклеен, например, магнитострикционный материал (метглас) или электрострикционный материал (пьезокерамика) для измерения магнитного и электрического полей соответственно. Следует отметить, что в устройстве модулируется геометрическая дли.. на сигнального плеча интерферометра.

Силы, вызывающие деформацию свето. вода и приводящие к модуляции света. могут быть приложены к диэлектрическому световоду перпендикулярно и вдоль его ocu.

Расчеты показывают, что для достижения одного и того же сдвига фазы, сила, приложенная вдоль световода в 8 ° 10 раз меньше, чем приложенная перпендикулярно его оси.

Экспериментальное значение минимально регистрируемого магнитного поля составило величину 5 10 Э при. длине чувствительной зоны 1 см вдоль сигнального плеча на частоте 30 Гц.

Формула изобретения

Интегрально-оптический датчик параметра физического поля, выполненный в виде планарного интерферометра на подложке с чувствительной зоной в области сигнального плеча, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, чувствительная эона выполнена в виде покрытия, преобразующего измеряемый параметр в деформацию, при этом жесткость сигнального плеча меньше жесткости опорного плеча интерферометра и толщина подложки в области сигнального плеча составляет 20-150 мкм.

1320721

Составитель В.Варнавский

Редактор Н.Слободяник Техред Н.Глущенко Корректор М.Демчик

Заказ 2653/47 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,