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一種基于定向耦合調(diào)制器的循環(huán)干涉型光學(xué)陀螺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于工作原理為循環(huán)再入式的干涉型光學(xué)陀螺的基于定向耦合調(diào)制器的循環(huán)干涉型光學(xué)陀螺。本發(fā)明將光源調(diào)制成一組脈沖信號，其脈沖寬度為光在光路線圈SSR中的渡越時間τ，τ＝L/c，c為光速，若需要的循環(huán)次數(shù)為n，則其調(diào)制周期為nτ，并對系統(tǒng)Y波導(dǎo)處施加方波調(diào)制信號，調(diào)制周期為2nτ；當(dāng)脈寬為光路渡越長度的光脈沖到達(dá)定向耦合調(diào)制器位置時，定向耦合調(diào)制器調(diào)制至交叉態(tài)，直至光脈沖全部進(jìn)入光路。本發(fā)明提高了循環(huán)干涉型光學(xué)陀螺的檢測精度。
【專利說明】—種基于定向耦合調(diào)制器的循環(huán)干涉型光學(xué)陀螺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于工作原理為循環(huán)再入式的干涉型光學(xué)陀螺的基于定向耦合調(diào)制器的循環(huán)干涉型光學(xué)陀螺。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖陀螺是基于Sagnac效應(yīng)的角速度傳感器，因其固態(tài)結(jié)構(gòu)及動態(tài)范圍大等優(yōu)點被廣泛使用。隨著光纖陀螺的發(fā)展，對光纖陀螺的各類需求加大，光纖陀螺的高精度、小型化以及集成光學(xué)陀螺的研究已經(jīng)成為了一種發(fā)展趨勢。由Sagnac效應(yīng)可知，敏感光路的長度越長，光纖陀螺的精度越高，但與此同時，光纖陀螺對溫度的敏感也將增大，阻礙了光纖陀螺精度的進(jìn)一步提高；光纖陀螺的小型化也對光纖環(huán)的長度提出了要求，在保證敏感度及損耗的情況下減小光纖陀螺的體積是很難實現(xiàn)的；而集成光學(xué)陀螺對波導(dǎo)的長度及空間的要求更為苛刻。
[0003]為了解決這一系列問題，得到高靈敏度且敏感環(huán)長度更短的光纖角速度傳感器，循環(huán)干涉型光學(xué)陀螺方案被提出，其特點在于吸收了環(huán)形激光陀螺的優(yōu)勢，使光能夠在敏感環(huán)(SSR)中運(yùn)行多圈，通過檢測第M次循環(huán)的光信號來提高靈敏度。
[0004]循環(huán)干涉型光學(xué)陀螺與傳統(tǒng)干涉型光纖陀螺工作原理相同，結(jié)構(gòu)也幾乎相同，不同的是在Y波導(dǎo)與敏感光路之間增加了一個耦合器。具體工作原理為:光從超輻射發(fā)光二極管出射后經(jīng)過耦合器I到達(dá)集成光學(xué)器件Y波導(dǎo)，在此光波被分成兩束。兩束光到達(dá)耦合器2時，一部分沿原方向繼續(xù)傳播；另一部分被耦合進(jìn)光纖線圈，并在線圈中分別沿順時針CW和逆時針CCW兩個方向相向傳播，傳播一次后經(jīng)過耦合器2時將有部分光被耦合進(jìn)Y波導(dǎo)并經(jīng)過耦合器I到達(dá)檢測器進(jìn)行干涉，形成第一圈的干涉信號；而剩余部分光則在線圈光路中繼續(xù)傳播，循環(huán)進(jìn)行下去，并依次形成第2~η圈的干涉信號，最后利用空間梳狀濾波器分離出需要的第η圈干涉信號作為有用信號，并進(jìn)行分析。
[0005]當(dāng)系統(tǒng)無轉(zhuǎn)動時，經(jīng)空間梳狀濾波器后，循環(huán)干涉型光學(xué)陀螺系統(tǒng)的輸出為
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種基于定向耦合調(diào)制器的循環(huán)干涉型光學(xué)陀螺，其特征在于:將光源調(diào)制成一組脈沖信號，其脈沖寬度為光在光路線圈SSR中的渡越時間τ，τ = L/c，c為光速，若需要的循環(huán)次數(shù)為n，則其調(diào)制周期為nτ，并對系統(tǒng)Y波導(dǎo)處施加π/2方波調(diào)制信號，調(diào)制周期為2n τ ;當(dāng)脈寬為光路渡越長度的光脈沖到達(dá)定向耦合調(diào)制器位置時，定向耦合調(diào)制器調(diào)制至交叉態(tài)，直至光脈沖全部進(jìn)入光路；待光脈沖全部進(jìn)入光路時，定向耦合調(diào)制器調(diào)制為直通態(tài)，使得光波在光路中循環(huán)時沒有額外稱合損耗；光在光路中循環(huán)n圈后，定向I禹合調(diào)制器調(diào)制至交叉態(tài)，實現(xiàn)第一次的光波輸出以及第二次的脈沖光波輸入；通過光電檢測器對循環(huán)了 n次的光信號進(jìn)行采集，并分析出輸入轉(zhuǎn)速的大小。
【文檔編號】G01C19/66GK103900550SQ201410080597
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】張勇剛, 孫娜, 李寧, 梁宏, 姜見龍, 張麗麗 申請人:哈爾濱工程大學(xué)