一种基于定向耦合调制器的循环干涉型光学陀螺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种适用于工作原理为循环再入式的干涉型光学陀螺的基于定向耦合调制器的循环干涉型光学陀螺。本发明将光源调制成一组脉冲信号，其脉冲宽度为光在光路线圈SSR中的渡越时间τ，τ＝L/c，c为光速，若需要的循环次数为n，则其调制周期为nτ，并对系统Y波导处施加方波调制信号，调制周期为2nτ；当脉宽为光路渡越长度的光脉冲到达定向耦合调制器位置时，定向耦合调制器调制至交叉态，直至光脉冲全部进入光路。本发明提高了循环干涉型光学陀螺的检测精度。
【专利说明】—种基于定向耦合调制器的循环干涉型光学陀螺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适用于工作原理为循环再入式的干涉型光学陀螺的基于定向耦合调制器的循环干涉型光学陀螺。
【背景技术】
[0002]光纤陀螺是基于Sagnac效应的角速度传感器，因其固态结构及动态范围大等优点被广泛使用。随着光纤陀螺的发展，对光纤陀螺的各类需求加大，光纤陀螺的高精度、小型化以及集成光学陀螺的研究已经成为了一种发展趋势。由Sagnac效应可知，敏感光路的长度越长，光纤陀螺的精度越高，但与此同时，光纤陀螺对温度的敏感也将增大，阻碍了光纤陀螺精度的进一步提高；光纤陀螺的小型化也对光纤环的长度提出了要求，在保证敏感度及损耗的情况下减小光纤陀螺的体积是很难实现的；而集成光学陀螺对波导的长度及空间的要求更为苛刻。
[0003]为了解决这一系列问题，得到高灵敏度且敏感环长度更短的光纤角速度传感器，循环干涉型光学陀螺方案被提出，其特点在于吸收了环形激光陀螺的优势，使光能够在敏感环(SSR)中运行多圈，通过检测第M次循环的光信号来提高灵敏度。
[0004]循环干涉型光学陀螺与传统干涉型光纤陀螺工作原理相同，结构也几乎相同，不同的是在Y波导与敏感光路之间增加了一个耦合器。具体工作原理为:光从超辐射发光二极管出射后经过耦合器I到达集成光学器件Y波导，在此光波被分成两束。两束光到达耦合器2时，一部分沿原方向继续传播；另一部分被耦合进光纤线圈，并在线圈中分别沿顺时针CW和逆时针CCW两个方向相向传播，传播一次后经过耦合器2时将有部分光被耦合进Y波导并经过耦合器I到达检测器进行干涉，形成第一圈的干涉信号；而剩余部分光则在线圈光路中继续传播，循环进行下去，并依次形成第2~η圈的干涉信号，最后利用空间梳状滤波器分离出需要的第η圈干涉信号作为有用信号，并进行分析。
[0005]当系统无转动时，经空间梳状滤波器后，循环干涉型光学陀螺系统的输出为
[0006]
【权利要求】
1.一种基于定向耦合调制器的循环干涉型光学陀螺，其特征在于:将光源调制成一组脉冲信号，其脉冲宽度为光在光路线圈SSR中的渡越时间τ，τ = L/c，c为光速，若需要的循环次数为n，则其调制周期为nτ，并对系统Y波导处施加π/2方波调制信号，调制周期为2n τ ;当脉宽为光路渡越长度的光脉冲到达定向耦合调制器位置时，定向耦合调制器调制至交叉态，直至光脉冲全部进入光路；待光脉冲全部进入光路时，定向耦合调制器调制为直通态，使得光波在光路中循环时没有额外稱合损耗；光在光路中循环n圈后，定向I禹合调制器调制至交叉态，实现第一次的光波输出以及第二次的脉冲光波输入；通过光电检测器对循环了 n次的光信号进行采集，并分析出输入转速的大小。
【文档编号】G01C19/66GK103900550SQ201410080597
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月6日 优先权日:2014年3月6日
【发明者】张勇刚, 孙娜, 李宁, 梁宏, 姜见龙, 张丽丽 申请人:哈尔滨工程大学