Ajuste y estabilización de alta precisión de un interferómetro de fibra para las mediciones de desplazamiento

Área de la Ciencia:

• Óptica y fotónica
• Metrología
• Ingeniería de sistemas de control

Sus antecedentes:

• Los interferómetros requieren una alineación precisa en los centros de la franja para una sensibilidad y linealidad óptimas.
• La deriva térmica y las vibraciones mecánicas suelen causar desalineación del interferómetro, lo que degrada el rendimiento de la medición.
• Los métodos de alineación existentes son a menudo manuales o carecen de estabilidad a largo plazo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y demostrar un mecanismo automático de corrección de alineación para interferómetros de fibra.
• Para abordar los problemas de deriva y desalineación a largo plazo causados por factores ambientales como las variaciones térmicas.
• Mejorar la estabilidad y precisión de las mediciones de desplazamiento interferométrico.

Principales métodos:

• Implementación de un bucle de control proporcional/integral (PI) para la alineación automática.
• Introducción de un desplazamiento armónico utilizando una micro palanca para generar una señal de error detectable.
• Utilizando la segunda armónica de la señal interferométrica procesada por un detector de bloqueo para la retroalimentación.
• Utilizando un piezoelemento para ajustar activamente los componentes ópticos para la corrección de la alineación en tiempo real.

Principales resultados:

• El circuito de control PI desarrollado corrigió con éxito la desalineación del interferómetro.
• El sistema demostró una estabilización de alta precisión, limitando la desalineación a menos del 2% de la franja del interferómetro.
• El método demostró ser eficaz contra procesos lentos como la deriva térmica debido a la gran constante de tiempo del bucle de control.

Conclusiones:

• La corrección automática de la alineación mediante un bucle de control PI es una solución viable para mantener la estabilidad del interferómetro.
• El método propuesto mejora significativamente la fiabilidad y la precisión de las mediciones de desplazamiento en interferómetros de fibra.
• Esta técnica ofrece un enfoque sólido para contrarrestar las perturbaciones ambientales que afectan a los sistemas de metrología óptica.