2.3. Принципиальная схема вог

Принципиальная схема ВОГ изображена на рис.2.2.

Рис. 2.2. Принципиальная схема ВОГ.

В соответствии с этой схемой свет от источника, которым обычно является полупровод­никовый лазерный или суперлюминесцентный диод, подается на. светоде­литель и разделяется на два луча 1 и 2 . Эти лучи распространяются в волоконном контуре в противоположных направлениях и, пройдя его, попадают снова на светоделительную пластину, а затем на вход фото­детектора. Фотодетектор регистрирует результат интерференции встреч­ных волн. Рассмотрим этот процесс подробнее.

Пусть электромагнитная волна на выходе из источника описыва­ется комплексным выражением:

(10)

Если светоделитель идеален (не вносит потерь и дополнительно­го фазового сдвига) и имеет коэффициенты деления по напряжению К₁ (на проход) и К₂ (на отражение), то волны 1 и 2 на входе в волокон­ный контур можно представить в виде:

,

. (11)

Пройдя волоконный контур, эти волны приобретут постоянный сдвиг фаз

И сдвиг фаз Саньякa Δφс/2 , обусловленный вращением, т.Е.:

. (12)

Таким образом, волны (12), пройдя еще раз делительную плас­тинку, образуют на входе фотодетектора результирующую волну:

(13)

Интенсивность этой волны равна:

(14)

При изменении Ω интенсивность меняется от I_max (при Δφ_c = 2πn, n = 1,2,3,...) до I_min (при Δφ_c = π(2n+1), n = 1,2,3,...). Ве­личина:

(15)

называется видностью интерференции и определяется коэффициентами деления К₁ и К₂ .

В выражениях (11) — (14) не учтены потери света при распростра­нении его в делителе и волоконном контуре. Это не влияет, однако, на справедливость полученных выражений, так как в конечном итоге влияние потерь может быть учтено на любом этапе путем перенормиров­ки интенсивности света источника I₀ .

Рис.2.3. Зависимость интенсивности света на входе в фотоприёмник от Δφ_c для двух значений коэффициента деления: а) К₁ = К₂ = ½ , б) К₁ = ¼ , К₂ = ¾ .

На рис.2.3 приведена зависимость интенсивности света на входе в фотоприёмник для двух значений коэффициентов деления:

а) , (16)

Видность интерференции V в этом случае максимальна и равна 1.

б) ,

Зависимость интенсивности света от Δφ_c , описываемая выражением (14), при малых угловых скоростях оказывается малой. Действитель­но, чувствительность ВОГ к малым угловым скоростям можно оценить выражением (1/I₀ ) (dI/d Δφ_c). В случае (16) оно приводит к величине:

(17)

Для увеличения чувствительности в волоконный контур вводят дополнительное устройство, обеспечивающее невзаимный фазовый сдвиг встречных волн на π/2. Тогда соответствующее выражение для интенсивности при (К₁)² = (К₂)² = ½ принимает вид:

(18)

а выражение для оценки чувствительности принимает значение:

(19)