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科學(xué)家設(shè)計出一款高分辨率干涉儀 可檢測微弱聲學(xué)信號
2022年08月15日 15:26:55
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：3986
近日,，阿拉巴馬大學(xué)亨茨維爾分校 (UAH) 的研究人員設(shè)計了一種超高分辨率干涉儀,，它基于混合設(shè)計，結(jié)合了雙路徑配置和光學(xué)諧振器兩者的優(yōu)點,，具有高靈敏度的相位分辨率,，僅受光纖內(nèi)在熱噪聲在較寬頻率范圍內(nèi)的限制，可以檢測到其他傳感器無法檢測的微弱聲學(xué)信號,。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】干涉現(xiàn)象是光學(xué)的基本現(xiàn)象,，利用光纖實現(xiàn)光的干涉，是光干涉現(xiàn)象的重要應(yīng)用,。光路具有柔軟,、形狀可隨意變化,、傳輸距離遠(yuǎn)、強電磁干擾低等特點,。光纖干涉儀,，就是利用光學(xué)干涉現(xiàn)象原理的儀器。
近日,，阿拉巴馬大學(xué)亨茨維爾分校 (UAH) 的研究人員設(shè)計了一種超高分辨率干涉儀,，它基于混合設(shè)計，結(jié)合了雙路徑配置和光學(xué)諧振器兩者的優(yōu)點,，具有高靈敏度的相位分辨率,，僅受光纖內(nèi)在熱噪聲在較寬頻率范圍內(nèi)的限制,，可以檢測到其他傳感器無法檢測的微弱聲學(xué)信號,。
無源干涉光纖傳感器(IFS)能夠達到極高的信號分辨率，使其特別適合開發(fā)超靈敏光學(xué)傳感器,。然而,。IFS的分辨率受到光纖固有熱噪聲的限制。
該項目的主要研究者Nabil Md Rakinul Hoque將基于光學(xué)諧振器的法布里-珀羅干涉儀嵌入道雙路徑馬赫-曾德爾干涉儀之中,，并把該設(shè)備稱之為馬赫曾德爾-法布里珀羅(MZ-FP)干涉儀,。它們可以使特定的諧振頻率通過干涉儀或從干涉儀反射。盡管其尺寸非常緊湊,，但由于反射鏡的高反射率,，它們的光路長度非常長，從而在光流之間建立了可測量的干涉模式,。
Hoque 表示,，新型干涉儀的主要優(yōu)點是其前所未有的高信號分辨率。團隊使用相同的光纖法布里-珀羅干涉儀作為光路倍增器,，使 MZ-FP 干涉儀能夠在一系列頻率范圍內(nèi)達到破紀(jì)錄的應(yīng)變分辨率,。在測試中，MZ-FP 干涉儀實現(xiàn)了1飛秒應(yīng)變的分辨率,，探測精度達到微米級,。
這項研究為無源光纖傳感器達到前所未有的應(yīng)變分辨率水平找到了一條可行的道路，如此高的傳感分辨率使得光纖傳感器可以接收比現(xiàn)在更弱的信號,，大大拓寬了應(yīng)用范圍,。
相關(guān)研究成果《A Mach-Zehnder Fabry-Perot hybrid fiber-optic interferometer operating at the thermal noise limit》于近日發(fā)表于《Scientific Reports》
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