СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СУММАРНЫХ ПОТЕРЬ В ИНТЕРФЕРОМЕТРЕ С БОЛЬШОЙ БАЗОЙ
METHOD FOR MEASURING TOTAL LOSSES IN LARGE-BASE INTERFEROMETER

Область техники
Заявляемое техническое решение относится к фотометрии и спектрофотометрии, к разделу способов измерения суммарных потерь в оптических приборах.
Уровень техники
Известен способ относящийся к фотометрическим и спектрофотометрическим методам, (патент SU 1165899 А «Способ измерения малых оптических потерь в веществах», МПК G01J 1/04, 1983.11.09; Бухштаб Михаил Александрович). Это техническое решение может быть использовано для определения поглощения излучения в твердых и жидких веществах, например в материалах для волоконных оптических линий связи. Недостатком этого способа является малая точность измерения.
Известно устройство относящиеся к области изучения оптического импульсного излучения, в частности к измерению временных параметров световых импульсов, (патент RU 2452926 C1 «Устройство для прецизионного измерения временных характеристик импульсного оптического излучения», МПК G01J 11/00, 2011.03.15; Берлизов Анатолий Борисович). Это техническое решение на основе интерферометра Фабри-Перо может быть использовано для измерения временных характеристик импульсного оптического излучения, что является одним из требуемых параметров в способе измерения потерь. Из-за того, что недостатком данного решения является наличие высоких потерь, не предоставляется возможным точное измерение суммарных потерь в интерферометре с большой базой
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в разработке метода измерения малых суммарных потерь, до тысячных долей процента, в оптических приборах, таких как интерферометр Фабри-Перо, в том числе, с большой базой.
Данная задача решается, путем настройки источника лазерного светового излучения по частоте и мощности, запуском внутрь интерферометра короткого импульсного сигнала, с длительностью меньшей времени обхода светом двойной длины базы интерферометра Фабри-Перо, и последующей регистрацией на выходе цуга импульсов, уменьшение амплитуды которых связано с суммарными потерями внутри прибора, такими как потери на пропускание, дифракция, рассеяние, и позволяет измерить их суммарное значение.
Результатом, который обеспечивается приведенной совокупностью признаков, является определение суммарных потерь при обходе светом двойной длины базы интерферометра Фабри-Перо, что является решающим при использовании прибора, например: при измерении воздействия гравитационных волн на устройство.
Осуществление изобретения
Способ экспериментального измерения малых потерь в интерферометре Фабри-Перо с большой базой включает в себя:
e
0
e
0
1. Настройка источника лазерного импульсного сигнала по частоте ω и мощности W, для получения на входе интерферометра Фабри-Перо гармонической световой волны с требуемым волновым числом k и амплитудой Ε, используя соотношения:
e
e
ω=с * k,
0
где ε - диэлектрическая проницаемость вакуума, S - площадь зеркал интерферометра Фабри-Перо, с - скорость света в вакууме.
2. Подготовку светового импульсного сигнала с требуемой длиной волны излучения и длительностью сигнала, меньшей по величине длительности обхода светом двойной длины интерферометра, используя соотношения:
е
e
λ=2π/k,
e
где λ - длина волны лазерного излучения.
3. Запуск внутрь интерферометра импульсного сигнала с помощью телескопического оптического устройства, служащего для управления углом расходимости луча.
4. Регистрацию на выходе цуга импульсов, уменьшение амплитуды которых связано с суммарными потерями внутри прибора.
Величину амплитуды можно сравнить с теоретическим расчетом суммарных потерь, по нижеприведенной формуле.
Пусть
D
2
B
B
α=Α(λL/R)=Α/Ν - дифракционные потери,
где А и В - постоянные, зависящие от геометрии зеркал,
2
N=R/λ - число Френеля,
λ - длина волны,
L - длина резонатора,
R - радиус зеркал. Для плоских круглых зеркал А ≈ 0.2, В ≈ 1.4,
R
0
0
α=1-R, - потери на отражение, где R  коэффициент отражения, тогда суммарные потери можно рассчитать по формуле:
R
2
B
α=λα/(2πL)+[λ/(2πL)]A(λL/R)
Разработанный способ позволяет проводить измерение суммарных потерь внутри интерферометра Фабри-Перо, в том числе с большой базой, фиксируя величину на которую уменьшится амплитуда, запущенного в прибор импульсного сигнала, при переотражениях. Что является решающим при использовании устройства в прецизионных измерениях, например: для измерения воздействия гравитационных волн на прибор.