5.2.2. Волноводные интерферометры

Измерение небольших разностей длин волн удобно выполнять с помощью волноводных интерферометров [153, 160]. Один из

интерферометров, показанный на рис. 5.10, состоит [86], в основном, из гибридного Т-соединения, плечи которого (одно короткое, а другое достигает в длину нескольких метров) нагружены подвижными короткозамыкателямн. Регулировка короткозамыкателей позволяет получить полный баланс моста. Если теперь длина волны источника немного изменится, то из-за очень большой фазовой чувствительности длинного плеча баланс нарушится; для восстановления баланса необходимо сместить короткозамыкатель, этим и определится изменение длины волны.

Рис. 5. 10. Волноводный интерферометр.

Изменение фазы на входе короткозамкнутой линии длиной при изменении длины волны находится дифференцированием уравнения (1.59):

Следовательно,

Теперь, если взять равным , и так как для обычных волноводов то

Таким образом, кажущаяся добротность этого интерферометра равна

Из уравнения (5.58) видно, что разрешающая способность интерферометра увеличивается с длиной плеча, но для очень длинных плеч необходимо учитывать затухание. Напряжение на входе коротко-замкнутого плеча определяется следующим образом:

Как было показано, сдвиг фазы возрастает с увеличением длины плеча, но член, определяющий затухание дает эффективное увеличение затухания и после дифференцирования приводит

к максимальной величине при Линия длиннее этого оптимума будет иметь меньшую разрешающую способность, однако уменьшение разрешающей способности может быть скомпенсировано, если в короткое плечо гибридного Г-образпого соединения ввести такое же затухание. В этом случае разрешающая способность может быть увеличена настолько, что сигнал с выхода детектора будет одного порядка с мощностью шумов. Преимущество этих интерферометров состоит в том, что смещение короткозамыкателя для восстановления баланса будет порядка длины волны в волноводе, в стандартных же волномерах это смещение составляет только длины волны.