Слабокорреляционная рефлектометрия

Слабокорреляционная рефлектометрия основана на измерении рэлеевского обратно рассеянного света и френелевского отражения света распространяющегося вдоль волновода. Используя измеренную интенсивность рассеянного или отраженного света, можно идентифицировать неоднородность материала или объект исследования. Основным элементом измерительной системы, основанной на слабокорреляционной рефлектометрии, является интерферометр Майкельсона, работающий со слабокогерентными оптическими источниками. Упрощенная блок-схема слабокорреляционного рефлектометра приведена на рис.2.4 [12].

Луч слабокогерентного света ответвляется светоделительным элементом в два плеча:

а) опорное плечо со сканирующим зеркалом на конце,

б) сигнальное плечо, содержащее объект исследования.

Отраженное излучение из опорного плеча и рассеянное (или отраженное) излучение из сигнального плеча поступают на фотодетектор, где имеет место конструктивная или деструктивная интерференция. Конструктивная интерференция возникает только в том случае, если оптические пути в обоих плечах равны. Тогда для интенсивности принятого излучения можно записать выражение:

(2.7)

где ν – волновое число, – коэффициент отражения рассеивающего центра, P (ν) – распределение спектральной плотности мощности слабокогерентного оптического источника, α (ν) – коэффициент затухания сигнала, β(ν) – коэффициент пропускания объекта исследования, Φ(ν) – полный фазовый сдвиг, обусловленный светоделительным элементом и поверхностью зеркала, x, y – положения зеркала и рассеивающего центра соответственно, измеряемые от “начальных” положений, соответствующих балансному интерферометру (рис.2.4).

Соотношение для конечного предела пространственной разрешающей способности записывается в виде:

, (2.8)

где Δ s – расстояние между двумя рассеивающими неоднородностями, n – коэффициент преломления исследуемого волокна, l_c – длина когерентности оптического источника, λ₀ – центральная длина волны, δλ – ширина спектра оптического источника.

Следовательно, длина когерентности источника света должна быть как можно короче для достижения высокой пространственной разрешающей способности. Тем не менее, пространственная разрешающая способность так же ограничена дисперсией.

Дата добавления: 2015-04-30