प्रकाश तरंग हस्तक्षेपको सटीक मापनमा एकल आवृत्ति अर्धचालक लेजरको प्रयोग

को प्रयोगएकल आवृत्ति अर्धचालक लेजरप्रकाश तरंग हस्तक्षेपको सटीक मापनमा
एकल आवृत्तिको प्रयोगअर्धचालक लेजरफाइबर अप्टिक हाइड्रोफोन र ग्राउन्ड लिसनिङ इन्टरफेरोमिटर जस्ता सटीक मापन क्षेत्रहरूमा छलफल गरिएको छ, र इन्टरफेरोमिटर प्रणालीहरूको कार्यसम्पादनमा लेजर कार्यसम्पादनको प्रमुख प्रभावको गहिराइमा विश्लेषण गरिएको छ।

प्रणालीको मुख्य संरचना र कार्य सिद्धान्त: फाइबर अप्टिक हाइड्रोफोन प्रणाली मुख्यतया सेन्सिङ हेड र इन्टरफेरोमिटर मिलेर बनेको हुन्छ (उदाहरणको रूपमा MZ इन्टरफेरोमिटर लिँदै)। आधारभूत सिद्धान्त यो हो कि ध्वनि संकेत (ध्वनि चाप Δ p) ले सेन्सिङ हेडमा कार्य गर्दछ, जसले खोक्रो सिलिन्डर वरिपरि बेरिएको सेन्सिङ फाइबरको लम्बाइ र अपवर्तक सूचकांकमा परिवर्तन ल्याउँछ, जसले गर्दा अप्टिकल मार्गमा परिवर्तनहरू हुन्छन्। यो सानो अप्टिकल मार्ग परिवर्तन (अर्थात् चरण परिवर्तन) इन्टरफेरोमिटरद्वारा उच्च संवेदनशीलताका साथ पत्ता लगाइन्छ।

१. सेन्सर हेड: यसको मुख्य कार्य भनेको ध्वनि कम्पनहरूलाई इन्टरफेरोमिटरको अप्टिकल मार्गमा परिवर्तनमा रूपान्तरण गर्नु हो। संवेदनशीलता गुणांक s फाइबर लम्बाइ L जस्ता कारकहरूसँग सम्बन्धित छ, र लामो सेन्सिङ फाइबरहरू प्रणाली संवेदनशीलता सुधार गर्न लाभदायक हुन्छन्।
२. इन्टरफेरोमिटर: यो सानो चरण परिवर्तनहरू पत्ता लगाउनको लागि "सबैभन्दा राम्रो हतियार" हो। आउटपुट प्रकाश तीव्रताको चरण भिन्नतासँग कोसाइन सम्बन्ध हुन्छ। ओर्थोगोनल अपरेटिङ पोइन्ट ((m+1/2) π) मा स्थिर चरण पूर्वाग्रह φ ₀ स्थिर गरेर, प्रणालीले उच्चतम पत्ता लगाउने संवेदनशीलता प्राप्त गर्न सक्छ।
३. प्रणाली कार्यसम्पादनलाई असर गर्ने प्रमुख प्रकाश स्रोत प्यारामिटरहरू: लेख उच्च चरण रिजोल्युसन (≤ १ μ rad को लक्ष्यको साथ) प्राप्त गर्न लेजर कार्यसम्पादनको सीमितताहरूको विश्लेषणमा केन्द्रित छ।
4. लेजरफ्रिक्वेन्सी आवाज र लाइनविड्थ: लेजरको फ्रिक्वेन्सी आवाजले हस्तक्षेप चरण आवाज निम्त्याउन सक्छ, जसले गर्दा हस्तक्षेप किनारहरूको दृश्यता कम हुन्छ। लगभग १ मिटरको अप्टिकल पथ भिन्नता भएको इन्टरफेरोमिटरको लागि, १ μ रेडको चरण रिजोल्युसन प्राप्त गर्न, लेजरको लाइनविड्थ लगभग ३० हर्ट्ज भन्दा कम हुनुपर्छ। यो फ्रिक्वेन्सी स्थिरताको लागि धेरै उच्च आवश्यकता हो।प्रकाश स्रोत.
५. लेजर तीव्रता आवाज: लेजरको सापेक्ष तीव्रता आवाज (RIN) लाई प्रत्यक्ष रूपमा हस्तक्षेप संकेतको चरण त्रुटिमा रूपान्तरण गरिनेछ। सामान्य पत्ता लगाउने प्रकाश शक्ति (~१०० μ W) मा १ μ rad को चरण रिजोल्युसन प्राप्त गर्न, लेजरको RIN लाई -१२० dB भन्दा कम गर्न आवश्यक छ। प्रकाश स्रोत तीव्रताको स्थिरताको लागि यो धेरै उच्च आवश्यकता हो।

संक्षेपमा, फाइबर अप्टिक हाइड्रोफोन प्रणालीको विश्लेषण गरेर, हस्तक्षेप सिद्धान्तमा आधारित परिशुद्धता मापनमा अत्यन्तै साँघुरो लाइनविड्थ (उच्च आवृत्ति स्थिरता) र अत्यन्तै कम तीव्रताको आवाजको सन्दर्भमा कोर प्रकाश स्रोत - एकल आवृत्ति अर्धचालक लेजर - को लागि कडा आवश्यकताहरू विस्तृत रूपमा वर्णन गरिएको छ, र ठूला-स्तरीय प्रणाली अनुप्रयोगहरूमा सामना गर्ने लेजर आवृत्ति स्थिरीकरण चुनौतीहरू प्रस्तुत गरिएको छ।