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.