Тонкопленочный интерферометр Советский патент 1980 года по МПК G01B9/02 G02F1/33 

Шобретение относится к текнике измерений в oriTHiecKOM и субмиллиметроБом диапазоне волн, в частности к конст рукции тонкопленочных интерферометров, и может быть использовано для изм ешга малых изменений температуры, слабых потоков энергии, показателей преломления газов и жидкостей. Известны двухлучевые интерффометры в которых два луча образуются при направлении излучения от источника света на границу раздела двух оптических эле ментов и затем интерферируют в некоторой области пространства l . Ближайшим к описываемому изобретэШ1Ю по технической сущности явтшется тОЕКопленочный интерферометр, содержа- ший тонкопленонный диэлектрический волновод со скошенньа1и входным и выходны концами, расположенный на подложке из пьезоэлектрика, показатель препомления материала которой ru меньше показателя преломления несущего споя волновода 1 Интерференционная картина, по виду котО рой судят об изменениях темпфатуры прилегающей к несущему слою среды, о величине слабых потоков энергии5 падающей на несущий спой, о показателе преломления жидкостей и газов, обтекаюшнт несущтй СЛОЙ5 кабтодается в области перекрытия сигнального и опорного пучков, зав1-1сящей от тщательного подбора ско шейного профютя несущего слоя Однако ввиду ; йёконтролируем(х;ти кро филя несущего слоя в процессе изготов- пений волновода обеспечить перекрытие пучков на выходе таких интерферометров крайне трудно. Кроме того, в известном интерферометре отсутствует возможность обработки информации о параметрах ВС след емых процессов радиотех-ннческими средствами, что существенно снижает скорость и точность измерений. Целью изобретения является обеспечй ние контролируемсго перекрыттвг интф фер11рующих пучков и обработки сигнала радиотехническими средствак и. 3 liesib достгаается за счет того, что Б предпагаемсж- устройстве на границе раздела вопновода и подложки со стороны Быходаого конца вопновода расположен возбудитель акустических noBqpXHocTHbix волн. На чертеже изойражен предлагаемый тонкоппеночыый интерферометр, содфжащий тонкоп71еночный Диэлектрический вопно вод 1, расположенный на подложке 2 иапьез электрика Скошенный профиль Зв начале вояноводаявпяется элементом ввода интерф рометра. Со CTqjOHH вь 1ходного конца 4 волновода расположен возбудитель 5 акус тических поБВрхностньхх волн, Устройство работает следующим обра- Излучение падающего пучка с частото W (Hanpmviep от лазера) разделяется на два пучка на входном .конце интерферсмет ра. При этом опорный пучок, образованный в результате отрахчения от границы раздела пояпожка несущрй слой, распро страдается в подлоносе 2, а сигнальный пучок представляющий собой волноводную опт1-1ческую вблну, образуется в результата ввода излучения падающего пучка в несущий спой через его скошенный прО(|)иль„ Поверхностная акусти 1еская волна, возбуждаемая преобразователем электрических колебаний в акуст1{ческие, распростра11Яется навстречу сигнальной оптической волне. При взаимодействии поверхностей акустической волны и оптической вопноводной волны (сигнального пучка) нарушается волноводный режим распространения оптической волны, и она излучается в подложгсу 2„ Угол излучения в подложку зависит от частоты колебаний акустической волны Л: k -S. в arc COS k n. о n V - скорость распространения акустгтческой волны П показатель преломления под ложки: пг -$г вопиовое число для оптичес кой волны в вакууме: волновое число, жарактеризующее бегущую волну моды №, распространяющуюся Б волноводе со скоростью v CKoJ-k. 304 Возможный диапазон uQ изменений направления распространения сигнального, пучка, излученного в подложку, опредедяется диапазоном ДЛ перестройки частоты колебаний в акустича;кой поверхностной волне: . Q Изменяя частоту Л колебаний в акустической поверхностной волне (т. е. изменяя угол отклонения Q излученного в подложку сигнального пучка), можно добиться перекрытия опорного и сигнального пучков на выходе интерферометра. Излученный в подложку дифрагировайпиий на бегущей акустической поверхностной волне сигнальный пучок имеет частоту W+A , что дает возможность осуществления гет одинной обработки исследуемого сигнала, несущего информацию об изменении разности фаз сигнального и опорного ny4KOBs по которой и судят об изменениях температуры прилегающей к несущему слою среды, о величине слабых потоков энергии, падающей на несущий слой, о показателе преломления жидкостей и газов, обтекающих несущий слой. Формула изобретения Тонконленочный интерферометр для оптического и субмиллиметрового диапазона волн, содержащий подложку из пье- зоэлектрика с расположенным на ней тонкопленочным диэлектрическим волноводом со скошенным входным концом, отличающийся тем, что, с целью обеспечения контролируемого перекрытия интерферирующих пучков, на границе раздела волновода и подложки со стороны выходного конца волновода расположен возбудитель акустических поверхностных волн. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3031914, кл, 356-110, опублик, 1962, 2„ Золотов Е, М. Тонкопленочный интерферометр. Квантовая электроника, 1976; т. 3, № 2, с, 453,