Как на входе чувствительного волоконного контура формируются световые волны с круговыми поляризациями? Что представляет собой низкокогерентный волоконный интерферометр?

Чтобы обеспечить погрешность измерения величины электрического тока на уровне 0,2% и ниже, измерение фазового сдвига между световыми волнами, индуцированного магнитным полем измеряемого тока, должно быть выполнено с погрешностью не более нескольких микрорадиан в полосе 1 Гц. Это очень высокая точность, и достигается она методом низкокогерентной волоконно-оптической интерферометрии, две отличительных особенности которого — использование низкокогерентного оптического излучения (длина когерентности составляет несколько десятков длин волн) и применение взаимного волоконного интерферометра с близкой к нулю разностью длин оптических путей для рабочих световых волн. Отсюда и возник термин «низкокогерентный волоконный интерферометр». Схема такого устройства показана на рис. 2.

Низкокогерентный волоконный интерферометр

Рис. 2. Низкокогерентный волоконный интерферометр: 1. Источник низкокогерентного излучения. 2. Фотоприемник. 3. Волоконный ответвитель. 4. Волоконный поляризатор. 5. Пьезоэлектрический волоконный модулятор. 6. Волоконная линия задержки. 7. Волоконный преобразователь поляризации. 8. Магниточувствительный многовитковый волоконный контур. 9. Зеркало. 10. Токовая шина.

На преобразователь поляризации (7) приходят сформированные волоконным поляризатором (4) две световые волны с ортогональными линейными поляризациями. С помощью преобразователя поляризации (7) на входе волоконного контура (8) формируются две световые волны с правой и левой круговыми поляризациями, которые, пройдя через чувствительный волоконный контур, зеркально отражаются на его конце (зеркале, 9) и затем проходят путь в обратном направлении. При зеркальном отражении круговые поляризации преобразуются в ортогональные (левая в правую и наоборот), что позволяет скомпенсировать все паразитные взаимные воздействия в чувствительном волоконном контуре, способные повлиять на точность измерения фазового сдвига, обусловленного магнитным полем электрического тока. Аналогичным образом минимизируются паразитные эффекты в оптической части интерферометра от поляризатора (4), где волны интерферируют, до преобразователя поляризации (7) — отличие лишь в том, что здесь при обратном распространении в ортогонально поляризованные волны преобразуются линейно поляризованные волны. В результате разница оптических путей рабочих волн интерферометра определяется только невзаимным фазовым сдвигом Фарадея, обусловленным измеряемым током, что и обеспечивает требуемую высокую точность измерений.