(1)實驗系統之概述
實驗系統設計與信號解調理論推導完成後，便進行實驗系統之架設以及信號 處理之驗證。量測系統將以圖四為基礎架構，光源採用自發輻射光源(ASE)，其 中心波長為 1550 nm，有約 36nm 的半高寬，具有寬頻譜且低同調光源之特性。
而配合光源之中心波長，光纖感測系統使用適用於波長 1550 nm 波段之單模光纖 與光纖耦合器。爲確認實驗系統光路之通暢，實驗架構中段以及末端都可設計連 接器，可將其連接至光偵測器或光譜儀來判定系統中是否有光纖連結不當而使光 強過度耗損。實驗系統實體架設如圖四十二，鋼板上是主體光纖，兩個微米定位 平台分別為 Fabry Perot ILFE 感測器，是實驗中最主要的部分，儀器分別為光檢 測器、示波器、ASE 光源、輔助用光譜儀、產波器、PMDI 的感測器，在做為 Sensor 的 Fabry Perot cavity 端鏡面連結輔助的 PZT（壓電致動器, piezoelectric transducer），用以確認信號是否正確。而在 read out 端則會使用可精密回饋控制 的 PZT，進行特定條件之信號調變。
圖五十八、PMDI 實體實驗架設圖
PMDI 干涉儀所必需的實驗儀器與規格如下表： 900-1700 nm
光纖 銓州光電 single mode
(Physik Instrumente)
P841.10
Closed loop resolution:
0.3 nm
其同調長度約為 30μm，此範圍在兩 Read out 端與 Sensor 進行路徑微調時不會造 成強度變化太大而有實驗誤差，也足夠在定位點上的判斷；而光源的中心波長可 選擇光學系統中較常見用的波長即可。系統搭配的光纖與光纖耦合器之規格需剛 好在此波段，光偵測器亦需包含此波段之範圍，詳細規格如後文所示。
(b) 光纖
(c) Coupler
(d) 光電放大器
而檢測此光纖感測器之光元件將使用常見的 Photo-detector，可將光訊號轉成 電壓，再進行後端的信號處理。實驗系統選用的光偵測器，詳細規格如下表，可 將光訊號最高放大至 30000 倍，並具有濾頻功能，可選擇最大為 DC 至 200kHz 的帶寬濾波功能，進行高低頻濾除雜訊，可搭配後續訊號處理再針對感測端頻率 響應最著重之範圍進行濾波，取出欲求之最純淨訊號。最重要的是其適應的光學 波段範圍必須配合實驗系統採用之光源，而在此選擇之光電放大器其工作波段為 900~1700 nm，剛好包括 ASE 光源之 1550 nm 波長。而目前光電放大器的工作響 應頻率最大為 200kHz，若之後需要較高頻的即時量測，可再置換成較高頻率響 應之光電放大器。
光電放大器 Model #: 2011-FC
Wavelength Range 900-1700 nm Minimum NEP 0.19 pW/
3-dB Bandwidth, Typical 200 kHz cw Saturation Power 10 mW @ 1600 nm Rise Time 2 µs Maximum Pulse Power 1 W
Maximum Conversion Gain 1.9x107 V/W Detector Material/Type InGaAs/PIN Typical Maximum Responsivity 1.0 A/W Detector Diameter 0.3 mm
Maximum Transimpedance Gain 18.8x106 V/A Power Requirements two internal 9-V batteries Output Impedance 16 Ω Optical Input FC
NEP <1 pW/ Electrical Output SMA
(e) 平移台
在此實驗架構中，必須可以對兩個 Read out 端的 Fabry Perot Cavity 之長度 進行微調。某一 Read out 端調整與 Sensor 端之 Cavity 長度相等時，另一端則需 同樣調整至 Sensor 端之長度後，還需再偏移一微小量來達成信號調變之目的，
此值可由公式得知，大約為系統光源波長之八分之一，所以平移台必須具有可掃 過此精準值之能力，至少要到微米等級 (micro meter)。
(f) 光纖熔接器
系統中皆以光纖為主要架構，在架構系統必須有光纖熔接器來將各段光纖連 接。且對於 Fabry Perot 結構上，光纖斷面必須平整以利打光與收反射光，且在 斷面界面上可產生反射光，以形成 Fabry Perot 基本干涉現象，光纖熔接器具有 光纖切斷器可提供此功能。下表為本實驗室已具備之光纖熔接器；它另有顯微鏡 功能，可以放大檢測光纖斷面是否平整以確認 Fabry Perot 的干涉現象是否可行。
(g) 壓電致動器(Closed loop resolution: 0.3 nm)
在做為 read out 的 Fabry Perot cavity 端鏡面則必須使用可精密回饋控制的 Preloaded Piezo Actuators 來對整體系統信號進行調變。因為必須調校特定的振幅 大小以達到輸入調變信號的特定調變深度來符合理論，且頻率也需要固定輸出以 利調變鎖頻，故我們將採用上儀(Physik Instrumente)公司出產附有回饋控制與軟 體及控制器的壓電致動器，以求調變技術之理論可穩定實現。下表為 Preloaded Piezo Actuators 詳細規格。