بخشی از مقاله
چکیده - ما در این مقاله یک مخلوط کنندهی قطبش با استفاده از دو تیغهی فازی طراحی نمودهایم. برای دست یابی به مخلوط شوندگی کامل، درجهی قطبش نور خارج شده از مخلوط کننده باید صفر باشد. به این منظور جابهجایی فازی ایجاد شده توسط هر تیغه را به صورت تابعی سینوسی از زمان در نظر گرفتهایم. با محاسبهی پارامترهای استوکس نور خروجی، فرکانس و دامنهی جابهجایی فازی هر تیغه را به گونهای تعیین نمودهایم که درجهی قطبش نور خروجی، صرف نظر از حالت قطبش نور ورودی بسیار ناچیز میگردد.
-1 مقدمه
در حسگرهای تار نوری توزیع یافته بر اساس پراکندگی بریلوئن خودبخودی، با اندازهگیری توان و جابهجایی فرکانسی بریلوئن امکان جداسازی اثرات دما و کرنش فراهم میگردد و میتوان تغییرات دما و کرنش در طول تار را به طور همزمان بدست آورد. چون نور بریلوئن بازپراکنده شده بسیار ضعیف میباشد، بنابراین این حسگرها نیاز به سیستم آشکارسازی بسیار حساس و دقیق دارند. با استفاده از آشکارسازی همدوس - هتروداین - سیگنال بریلوئن بازپراکنده شده، میتوان برد و دقت حسگر را افزایش داد.
یکی از مشکلات اصلی آشکارسازی همدوس وابسته بودن سیگنال الکتریکی حاصل از آن به قطبش دو موج تداخل کننده، یعنی موج بازپراکنده شده از درون تار و موج استفاده شده به عنوان نوسانگر محلی، میباشد. اگر دو موج دارای قطبش یکسانی باشند تداخل بین آنها کامل خواهد بود و بازده هتروداین یک میباشد. اما اگر حالت قطبش دو موج متفاوت باشد، تداخل بین آنها کامل نخواهد بود و برای حالتی که قطبش دو موج متعامد باشد حاصل صفر خواهد شد. اگر حالت قطبش سیگنال بازپراکنده شدهی بریلوئن ثابت بود، با استفاده از یک کنترل کنندهی قطبش برای نوسانگر محلی تداخل به حداکثر رسانده میشد.
ولی تارهای نوری تک مد استاندارد دارای خاصیت دوشکستی به میزان کم اما غیر قابل صرف نظر کردن میباشند. این خاصیت بر روی حالت قطبش پالس ورودی و سیگنال بازپراکنده شده اثر میگذارد. بنابراین سیگنال بازپراکنده شده بسته به نقطهی آغازش در تار دارای قطبش متفاوت و در نتیجه بازده هتروداین متفاوت خواهد بود. خاصیت دو شکستی تار به آهستگی با زمان تغییر میکندکه موجب بوجود آمدن تغییرات نامطلوب در توان بریلوئن آشکار شده میشود، که به آن نوفهی قطبش میگویند.
نوفهی قطبش دقت حسگر را به شدت کاهش میدهد و مانع عملکرد درست حسگر میشود. نوفهی قطبش با استفاده از روشهای میانگینگیری به مقدار قابل توجهی کاهش پیدا نخواهد کرد. این نوفه مختص آشکارسازی هتروداین میباشد. برای از بین بردن نوفهی قطبش از مخلوط کنندهی قطبش استفاده مینماییم. در این مقاله به طراحی یک مخلوط کنندهی قطبش با استفاده از دو تیغهی فازی میپردازیم.
-2 مخلوط کنندهی قطبش
یکی از روشهای مناسب برای از بین بردن نوفهی قطبش این است که نور ارسالی به درون تار دارای قطبش نباشد. چون نور تولیدی توسط منابع لیزری قطبیده میباشد، لازم است که آن را به نحوی ناقطبیده نماییم. به این منظور از مخلوط کنندهی قطبش استفاده مینماییم. برای صفر نمودن D، نور لیزر را از ترکیب دو تیغهی فازی با جابهجایی فازی متغیر با زمان عبور میدهیم. محور تند تیغهی فازی اول به صورت عمودی قرار گرفته است. تیغهی فازی دوم به گونهای قرار گرفته که محورهایش با محورهای تیغهی اول زاویهی 45 میسازند.
