推导单臂相干探测,双臂相干探测的输出电流
时间: 2023-12-25 22:05:09 浏览: 111
论文研究-基于相干探测的Φ-OTDR多点振动传感技术研究 .pdf
单臂相干探测器的输出电流可以通过以下步骤推导得到:
1. 光路中的激光光束经过分束器分为两路,经过反射镜反射后再次经过分束器,光束重新合并,形成干涉。
2. 在干涉过程中,由于相位差,光束的强度会发生变化,进而使得探测器的输出电流发生变化。
3. 在分束器之前,放置一个调制器,调制器的频率为 $\omega_m$,可以使得光束的强度随着时间发生变化。
4. 探测器的输出电流可以表示为:
$$
i(t)=\frac{2P_0}{R}\cos(\omega_mt+\theta_0)
$$
其中,$P_0$ 是光路中激光的功率,$R$ 是探测器的灵敏度,$\theta_0$ 是干涉仪中的初始相位差。
双臂相干探测器的输出电流可以通过以下步骤推导得到:
1. 光路中的激光光束分为两条不同长度的臂,经过反射镜反射后重新回到分束器,形成干涉。
2. 在干涉过程中,由于相位差,光束的强度会发生变化,进而使得探测器的输出电流发生变化。
3. 在每条臂的结尾处,放置一个 Fabry-Perot 腔,可以增强光的反射和透射,进而增加灵敏度。
4. 探测器的输出电流可以表示为:
$$
i(t)=\frac{2P_0}{R}\cos\left[\omega_m t+\phi_0+\frac{4\pi L}{\lambda}+\frac{\Delta L}{L}\cos(\omega_a t+\theta)\right]
$$
其中,$L$ 是臂的长度,$\Delta L$ 是两条臂的长度差,$\omega_a$ 是阿米巴频率,$\theta$ 是干涉仪中的相位差,$\phi_0$ 是干涉仪的初始相位差。
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