Abstract
我們實驗室建立麥克生光纖干涉儀(Optical-fiber Mich- elson interferometer) ，以求精密測量光程差的改變量。麥克生干涉儀使用波 長1064奈米單模光纖，干涉臂的部份繞於兩圓柱形PZT(Piezoelectric Transducer:壓電轉換器)上，干涉臂的長度可以在單模光纖伸張的許可範 圍內，按所需延伸。PZT通以電壓，其直徑會跟隨外加電壓而有脹縮的變 化，藉此來調制光纖長度的改變。我們由光纖出口麥克生干涉紋強度的變 化，可以讀出光纖的細微的變動，掌握PZT外加電壓與光纖長度變量的準 確關係。兩圓柱形PZT直徑為3.81公分(PZT1)和3.86公分(PZT2)，其上分 別繞了52及61圈的光纖。長度各為622及740公分的光纖受PZT的伸縮調制 。通以低頻(100 Hz以下)三角波推動PZT時，每一伏特光纖長度改變總量 分別為270奈米(nm)及300奈米(nm)。由於我們以16 bit AD/DA介面卡做電 壓±10V數據的擷取，換算其電壓解析度後，這長度變量的解析度約為0.1 奈米。將光纖干涉儀應用於許多物理量之感測，是目前重要的研究發展方 向。隨著精準的要求日益提高，非線性誤差之消減，是精確度提高的重要 關鍵。有關光學系統中所產生的週期性非線性誤差(其大小約5-10奈米)， 我們以中點週期平均法來消減，並用擬合的方法(fitting)，將飄移求出 消去。例如：若有3次飄移，《drift》=在做n次中點週期平均後得：《 drift》n=飄移係數可在n次中點週期平均誤差消減後，由擬合求出再減去 。光纖長度變量與PZT驅動電壓之關係的剩餘標準方差約為幾奈米，做第 一次中點週期平均後，降至奈米以下，第二次中點週期平均後再降至0.5 奈米以下。