一种光纤陀螺本征频率的测量方法

摘要

本发明提出一种光纤陀螺本征频率的测量方法，该方法基于偶倍频本征频率方波相位过调制的光纤陀螺本征频率测量系统，测量系统采用的光路与实际陀螺的光路完全一致，典型光路包括光源、耦合器、Y波导、光纤环、光电探测器。本发明与现有的方法相比降低了对方波调制信号质量的严格要求，具有方法简单、低成本、容易实现的优点，可以在现有陀螺系统不需要增加硬件的基础上大幅度提高本征频率的测量精度。

主权项

一种光纤陀螺本征频率的测量方法，其特征在于：该方法基于偶倍频本征频率方波相位过调制的光纤陀螺本征频率测量系统，测量系统采用的光路与实际陀螺的光路完全一致，这部分光路包括光源、耦合器、Y波导、光纤环、光电探测器，其中光源采用的是ASE光纤光源，光电探测器采用的是PIN‑FET组件；光源输出与耦合器端口A相连，耦合器C端口与Y波导相连，而Y波导与光纤环熔接在一起，耦合器B端口则与光电探测器PIN‑FET相连，激光器驱动器为ASE光纤光源提供恒定的驱动，Y波导的调制信号由信号发生器提供，而PIN‑FET输出的信号直接输入到数字示波器；该方法具体测量步骤如下：步骤（1）、按照要求，将测量系统连接好；步骤（2）、首先根据公式fp=1/2τ和τ=nl/c初步确定光纤环的本征频率，式中n≈1.5、l为光纤环的长度、c为真空中的光速；步骤（3）、确定方波调制频率大小，其值为偶倍本征频率；步骤（4）、根据Y波导的数据资料，得到其半波电压大小，并确定方波调制电压幅值为半波电压的四分之一；步骤（5）、通过信号发生器产生由步骤（3）、步骤（4）确定的方波对Y波导进行调制；步骤（6）、改变方波调制信号的频率，并利用数字示波器实时测量PIN‑FET组件输出的信号，直到光电探测器输出一条无脉冲的直线，记录测量过程中调制频率值和探测器输出脉冲幅值大小，并画成曲线，其中横坐标为频率值，纵坐标为脉冲幅值大小；步骤（7）、增大方波调制信号的幅值，重复步骤（6），直到再增加方波幅值大小，测量的频率范围已经不变，此时调制死区最小，得到的调制频率范围即为可测量的本征频率范围；步骤（8）、考虑到本征频率测量曲线的对称性，取步骤（7）中测量曲线的中间位置，即得到最终的本征频率大小。