基于双耦合光纤环形谐振腔相干效应的谐振式光纤陀螺

摘要

本发明属于光纤陀螺的技术领域，具体涉及一种克服传统谐振式光纤陀螺灵敏度低，不能满足商用飞机、空间定位和导航等对灵敏度要求很高场合的需求的问题的基于双耦合光纤环形谐振腔相干效应的谐振式光纤陀螺。基于双耦合光纤环形谐振腔相干效应的谐振式光纤陀螺，包括激光器、偏振控制器、铌酸锂相位调制器、第一光纤耦合器、第一光纤环形谐振腔、第二光纤耦合器、第二光纤环形谐振腔、第三光纤耦合器、探测器、信号处理及反馈系统，本发明包含两个不同长度光纤制作的光纤环形谐振腔，相互耦合产生相干效应，可通过测量两光纤环形谐振腔相干谐振频率的变化，得到旋转角速度，与相同光纤长度的传统谐振式光纤陀螺相比，其灵敏度可提高数十倍。

主权项

基于双耦合光纤环形谐振腔相干效应的谐振式光纤陀螺，包括激光器(1)、偏振控制器(2)、铌酸锂相位调制器(3)、第一光纤耦合器(4)、第一光纤环形谐振腔(5)、第二光纤耦合器(6)、第二光纤环形谐振腔(7)、第三光纤耦合器(8)、探测器(9)、信号处理及反馈系统(10)，其特征在于：激光器的光输出端通过单模光纤连接偏振控制器的光输入端，偏振控制器的光输出端通过单模光纤连接铌酸锂相位调制器的光输入端，铌酸锂相位调制器的光输出端通过单模光纤连接第一光纤耦合器的光输入端，第一光纤耦合器连接第一光纤环形谐振腔，第一光纤环形谐振腔连接第二光纤耦合器，第二光纤耦合器连接第二光纤环形谐振腔，第二光纤环形谐振腔连接第三光纤耦合器，第三光纤耦合器的光输出端通过单模光纤连接探测器，探测器的信号输出端连接信号处理及反馈系统的信号输入端，信号处理及反馈系统的反馈信号输出端连接铌酸锂相位调制器的调制信号输入端，同时信号处理及反馈系统产生陀螺输出信号；所述的信号处理及反馈系统是由一级低通滤波电路(10.1)、放大电路(10.2)、二级低通滤波电路(10.3)、差分电路(10.4)组成的，探测器探测的电信号进入信号处理及反馈系统，经一级低通滤波电路滤波后，进入放大电路进行放大，然后进入二级低通滤波电路进行滤波，最后进入差分电路，在差分电路中对二级低通滤波电路输出信号的直流分量与已知数值求差，差值决定了信号处理及反馈系统产生反馈控制信号的幅度，反馈控制信号为频率为5KHz的阶梯波，加载到铌酸锂相位调制器上由调制铌酸锂相位调制器输出光的频率，同时信号处理及反馈系统输出直流电压信号，大小与反馈控制信号的幅度相同，作为陀螺输出信号，依据此直流电压信号的大小即可获得旋转速度的大小。