谐振式硅基集成光学陀螺的偏振噪声建模与分析

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集成光学陀螺中谐振腔谱宽的研究

ＷＡＮＧａｈａ，Ｍ — ｕＺＨＡＮＧｏｇ，ＴｎＣＵＩＹ — ｎｉｐｉｇ
，
１ＡｄａｃｄＰｏｏｉｓｎｅ，ｏｔｅｓＵｎｖｒｉ．ｖｎｅｈｔｎｃｔｒＳｕｈａｔｉｅｓｙ，Ｎａｊｎ１０６ｈｎＣｅｔｎｉｇ２０９，Ｃｉａ；
标，更是陀螺灵敏度的重要决定因素之一．根据多光束干涉与耦合模理论，比研究了集成光学陀螺中波导环形腔内光传输对损耗与腔长无关、相关两种情形下，腔长对谱宽的影响，分析得出了在单位长度波导传输损耗确定后，在使谐振腔具有最窄存谱宽的最佳腔长．这一结果，为较高传输损耗波导组成的集成光学陀螺结构设计与灵敏度优化，具有一定的启发作用．
增加并非总是有利于压缩谱宽．时，长选择适当此腔与否，最终将通过谱宽，响陀螺灵敏度；影同时，为满
ＰＲ）Ｒ是采用谐振式结构的集成光学陀螺（ｎｅｒｔＩｔｇａ— ｅｐｉＧｙｏＩＧ）ｄＯｔｒ，Ｏ中核心敏感器件，ＲＲ光强传ｃＰ递函数的谱宽对陀螺灵敏度有决定性的影响Ｅ２．１－］ＺａｇＵｒｈｒ和Ｏｈｓｋｈｎ、ｇａｔｔｕａ等人口分别用等效模］型、换矩阵和耦合模理论等方法，影响谱宽的因变对素进行研究．些研究主要关注于腔内损耗构成对这谱宽的影响，对腔长作用的分析较少涉及．ｎ但Ｙａｇ
ａｄｔｔｌｌｓｆＰＲＲ，ｉｂａｎｄｂｓｄｏｈｈｏｙｏｌｉｅｍｎｅｆｒｎｅａｄｃｕｌｇｍｏｅ．ｎｏａｏｓｏｓｏｔｉｅａｅｎｔｅｔｅｒｆｍｕｔｂａｉｔｒｅｅｃｎｏｐｉｄｓ — ｎＴｈｎｔｅｅｆｃｆｒｎｅｇｈｏｈｐｃｒｌＬｎｗｉｔｓａａｙｅｙｔｉｆｒｎｅｈｄ．ＦｎｌｅｈｆｅｔｉｇｌｎｔｎｔｅＳｅｔａ — ｉｅｄｈｗａｎｌｚｄｂｗｏｄｆｅｅｔｏｍｔｏｓｉａｌｙ，ｔｅｒｓｌｔａｈｒｓａｏｔｍｕｌｎｔｆｈｅｕｔｈｔｔｅｅｉｐｉｍｇｈｏｅＰＲＲｅｏａｏｓｃａｇｎｔｈｉｇｌｎｔｓｄａ．ｗｈｎｔｔｌｓｈｎｉｇｗｉｔｅｒｎｅｇｈｗａｒｗｎｌｈＫｅｒｓｉｔｇａｅｐｉｓｐｓｉｅｒｎｅｏａｏ；ｐｃｒｌｌｅｄｈｏｔｙｗｏｄ：ｎｅｒｔｄｏｔ；ａｓｖｉｇｒｓｎｔｒｓｅｔａ —ｉｗｉｔ￣ｐｉｍｅｇｈｃｎｍｕｌｎｔ

谐振式光学陀螺检测电路的噪声分析

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ＥＴＮＭＳ量ＴＥＮ０ＬＲＩ子ＲＥＣ０ＧＥ０电ＡＥＮ术ＨＬＣＣＥＭＴＹ测技Ｕ
第８２２年１０１期３第０月１２卷
谐振式光学陀螺检测电路的噪声分析
姜楠马迎建洪灵菲
北京１０９）０１１（北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院摘
（ｃｏｌｆｎｔｕｎｃｅｃＳｈｏｓｒｍｅｔｉｅ＆Ｏｔ￣ｅｔｎｃＥｇｎｅｉｇＢｏＩＳｎｐｃＥｌｒｉｎｉｅｒ，ＵＡＡ，Ｂｉｎ０１１ｃｏｎｅｊｇ１０９）ｉ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＮｏｓｌｙｎｉｐｒａｔｐｒｎｒｓｒｃｉｇｔｅｐｅｉｉｎｏｙｏＳｈｏｓ ’ ｌｖｌａｄｓｕｃｓｅｉｅｐａｓａｍｏｔｎａｔｉｅｔｉｔｈｒｃｓｏｆｇｒ，ＯｔｅｎｉｅＳｅｅｎｏｒｅｍｕｔｂｎ
Ｋｅｗｏｄ：ｒｓｎｔｒｇｒｓｏｅｅｅｔｎｃｒｕｔｏｓ；ｓｎｉｉｉｙｙｒｓｅｏａｏｙｏｃｐ；ｄｔｃｉｉｃｉ；ｎｉｅｅｓｔｔｏｖ
０引
言
１谐振陀螺检测电路结构原理及噪声源分析
谐振式陀螺目前的检测电路有数字式和模拟式，数而字式检测方式已得到广泛的应用。数字式检测电路可以
功率的方法，计算出了它的灵敏度。实验表明此方法可以分析出陀螺检测电路中各部分的噪声源，与理论分析一致。

谐振式集成光学陀螺解调特性分析

tegrated optical gyro system based on laser frequency modulation spectrum technique. Combining with the feathe transmission direction of light: the laser, acousto-optic crystal frequency shifter, optical waveguide ring re-
( 长春理工大学理学院,吉林长春 130022 )
特征,建立频域内的数学模型,通过数值仿真和实验得到了调频检测系统下的解调曲线。按照光的传输方向: 激光器、声摘要:基于激光器频率谱检测技术,沿着光的传输方向分析了光波在谐振式集成光学陀螺系统中的传播, 结合输入信号
郭丽君 ∗ ,宁亮,孔梅,陈拓源
谐振式集成光学陀螺不同于干涉型光纤陀
如果调制信号是一个时间的正弦函数, 可写成: 式中,A m 和 ω m 分别是调制信号的振幅和角频率。数展开,得到激光器的输出为: a ( t) = A m sin ω m t , (3)
E c ( t) = A c cos( ω c t + ϕ c ) .
输出进行解调, 输出为零对应的光频率为逆时针方向的腔的频率, 由此利用伺服回路来锁定光源的光波频率。同理, 沿顺时针方向传播的光通过耦合器 C3 由探测器 D2 检测,并在第二个声光解调
1 引言
GPS) / 惯性组合导航技术是目前最先进、全天候、应的新型光学陀螺基础上。光学陀螺具有小型型化等困难。自主式制导技术。它建立在基于光学 Sagnac 效化、高精度、高可靠性、高寿命等众多优点 [1] , 有效克服了传统惯性导航精度随时间变差、难以小光学陀螺是一种惯导器件,其应用非常广泛, 全球定位系统 ( Global Positioning System,

硅基光波导谐振腔及其在陀螺传感中的应用

硅基光波导谐振腔及其在陀螺传感中的应用随着信息技术的快速发展，光电子技术的应用越来越广泛。

硅基光波导谐振腔作为一种新型的光学器件，在光学通信、生物医学和陀螺传感等领域得到了广泛应用。

本文介绍了硅基光波导谐振腔的基本原理和结构，以及其在陀螺传感中的应用情况，并对其未来发展进行了展望。

关键词：硅基光波导谐振腔；陀螺传感；光学器件；光学通信；生物医学一、硅基光波导谐振腔的基本原理和结构硅基光波导谐振腔是一种利用硅基材料制造的光学器件，其基本原理是通过在硅基材料中制造微米级别的谐振腔，将光的能量限制在一个小的空间范围内，从而实现光的放大和共振增强。

其结构主要由硅基波导、半环谐振腔和输出端口等组成。

硅基波导是硅基光波导谐振腔的核心部件，其主要作用是将光的能量从一个地方传输到另一个地方。

硅基波导的制造方法主要有两种，一种是直接在硅基材料上通过光刻和蚀刻工艺制造，另一种是通过离子注入和退火等工艺将掺杂材料嵌入到硅基材料中，从而形成波导。

硅基波导的特点是具有低损耗、高速度和高集成度等优点。

半环谐振腔是硅基光波导谐振腔中的重要组成部分，其主要作用是将光的能量限制在一个小的空间范围内，从而实现光的共振增强。

半环谐振腔的制造方法主要有两种，一种是通过光刻和蚀刻工艺将半环形结构制造在硅基波导上，另一种是通过离子注入和退火等工艺将掺杂材料嵌入到硅基波导中，从而形成半环谐振腔。

半环谐振腔的特点是具有高品质因子、低损耗和高灵敏度等优点。

输出端口是硅基光波导谐振腔的另一个重要组成部分，其主要作用是将光的能量输出到外部环境中。

输出端口的制造方法主要有两种，一种是通过在硅基波导上制造一个输出端口，另一种是通过在半环谐振腔上制造一个输出端口。

输出端口的特点是具有高输出效率、低插入损耗和高稳定性等优点。

二、硅基光波导谐振腔在陀螺传感中的应用陀螺传感是一种基于陀螺原理的传感技术，其主要应用于惯性导航、飞行器姿态控制和地震监测等领域。

传统的陀螺传感器主要基于机械旋转部件制造，其体积大、重量重、价格高等缺点限制了其在实际应用中的推广。

基于谐振腔内调制的谐振式光学陀螺[发明专利]

专利名称：基于谐振腔内调制的谐振式光学陀螺专利类型：发明专利
发明人：冯丽爽,王坤博,王俊杰,郅银周
申请号：CN201310265388.3
申请日：20130628
公开号：CN103335641A
公开日：
20131002
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于谐振腔内调制的谐振式光学陀螺，包括光源、隔离器、耦合器C、耦合器C、耦合器C、无源Y分支耦合器、谐振腔、调制器、第一探测器、第二探测器、第一信号处理电路、第二信号处理电路、调制信号输出电路；本发明提出的陀螺去除了外部两路调制器结构，而采用谐振腔内部调制，简化了陀螺模型，大大提高了陀螺的集成化程度；本发明谐振腔的谐振特性增强了调制特性，使得调制电压降低。

且只有一个调制臂，却是双倍的调制效果，降低了系统功耗；本发明腔内调制对应的调制方式采用简单的周期方波调制曲线，相对于外部调制所常用的三角波调制曲线，消除了三角波的非线性误差，避免了波形的非对称性，利于提高陀螺的整体精度。

申请人：北京航空航天大学
地址：100191 北京市海淀区学院路37号
国籍：CN
代理机构：北京永创新实专利事务所
代理人：赵文颖
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谐振式光纤陀螺光学噪声分析与信号检测技术研究

ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＲｅｓｏｎａｔｏｒＦｉｂｅｒ０ｐｔｉｃＧｙｒｏ，ＣＯＲＤＩＣＡｌｇｏｒｉｔｈｍ，ＳｔｉｍｕｌａｔｅｄＢｒｉｌｌｏｕｉｎ
Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ，ＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎＮｏｉｓｅ，ＡｄｄｉｔｉｏｎａｌＫｅｒｒＥｆｆｅｃｔＥｒｒｏｒ，ＧｙｒｏＢｉａｓＳｔａｂｉｌｉｔｙ
ｆｉｂｅｒｌａｓｅｒｉｓｓｅｔｕｐ．ＩｎｔｈｉｓＲ－ＦＯＧ，ａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｍｏｄｅｏｆＦＲＲｉｓａｄｏｐｔｅｄｗｈｏｓｅ
ｌｅｎｇｔｈａｎｄｄｉａｍｅｔｅｒａｒｅ１６ｍａｎｄ０．１２ｍ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅｂｉａｓｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅＲ－ＦＯＧ
ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｍｏｄｅｏｆＥＲＲ，ｗｈｉｌｅｉｔｉＳｓｉｎａｉｌｉｎａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｍｏｄｅｏｆＦＲＲ．Ｉｎ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｗｅｔｅｓｔａｎｄｃｏｍｐａｒｅｔｈｅｂｉａｓｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＲ－ＦＯＧ、析ｔｌｌｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎａｎｄ
ｓｈｏｗｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｉｎｈｉｇｈａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｔｈｅｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｉｎｃｌｕｄｅｓｆｕｒｔｈｅｒａｎａｌｙｓｉｓｏｎｓｉｇｎａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｏｐｔｉｃａｌｎｏｉｓｅｓ
ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｔｈｅｍａｉｎｉｎｎｏｖａｔｉｏｎａｌｗｏｒｋａｎｄａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓｃａｎｂｅｃｏｎｃｌｕｄｅｄａｓｆｏｌｌｏｗｓ：１．ＡｄｉｇｉｔａｌｉｚｅｄｍｅｔｈｏｄｏｆｐｈａｓｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＣＯＲＤＩＣａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌ，ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｎＲ－ＦＯＧｃａｎｂｅｒｅａｌｉｚｅｄｉｎａｓｉｎｇｌｅＦＰＧＡ．Ｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓａｂｏｕｔ２８ｎＶｗｈｉｃｈＣａｎｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｄｅｍａｎｄｏｆ１０‘’ 。／ｓ．Ｔｈｅｔｉｍｅｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙｌｏｃｋｉｎｇｉｓａｂｏｕｔ４０ｍｓｂａｓｅｄｏｎａｄｉｇｉｔａｌＰＩｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．Ｔｈｅｂｉａｓｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｉｎｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｅｒｖｏｌｏｏｐｉｓ１５ｌａＶ（１ｏ）ｗｈｏｓｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｏｆｆｆｅｑｕｅｎｃｙｄｅｖｉａｔｉｏｎｉｓＯ．１２Ｈｚ．２．ＴｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＲａｙｌｅｉｇｈａｎｄｓｔｉｍｕｌａｔｅｄＢｒｉｌｌｏｕｉｎｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ（ＳＢＳ）ａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｔｉｓｈｅｌｐｆｕｌｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｌｉｍｉｔｒｏｔａｔｉｏｎｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ（ＬＲＳ）ｂｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｉｎｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆｔｈｅｆｉｂｅｒｒｉｎｇｒｅｓｏｎａｔｏｒ（ＦＲＲ）．ＨｏｗｅｖｅｒｔｈｅＲ－ＦＯＧＣａｎｎｏｔｗｏｒｋｗｈｅｎｔｈｅＳＢＳＯｃｃｕｒｓ．ＳｏｔｈｅｉｎｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆＦＲＲｉｓｌｉｍｉｔｅｄｂｙｔｈｅＳＢＳｔｈｒｅｓｈｏｌｄｐｏｗｅｒ．ＡｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅＳＢＳｔｈｒｅｓｈｏｌｄｐｏｗｅｒｉｎｃｒｅａｓｅｓａｌｏｎｇｗｉｔｈｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ

谐振式光子带隙光纤陀螺谐振腔方案设计

谐振式光子带隙光纤陀螺谐振腔方案设计冯丽爽;焦洪臣;姜辉;傅长松【摘要】为提高陀螺系统的精度,设计并实现了基于光子带隙光纤的谐振式光学陀螺方案.对用于该陀螺的核心器件谐振腔进行了研究,仿真比较了反射式和透射式两种谐振腔的清晰度和信噪比,发现反射式的清晰度高、输出信号强度大,由此确定谐振腔采用反射式结构方案.以谐振腔极限灵敏度为优化参考值,根据谐振腔频率响应特性和陀螺数据输出特性,仿真优化了谐振腔腔长、耦合器分光比等结构参数.在极限灵敏度极值对应的最佳分光比为约0.5时,谐振腔长取30 m,陀螺极限灵敏度达0.03(°)/h,完成光子带隙光纤谐振腔的理论设计.【期刊名称】《上海航天》【年(卷),期】2016(033)005【总页数】5页(P84-88)【关键词】光纤陀螺;谐振腔;光子带隙光纤;反射式;透射式;熔接损耗;信噪比;极限灵敏度【作者】冯丽爽;焦洪臣;姜辉;傅长松【作者单位】微纳测控与低维物理教育部重点实验室,北京100191;微纳测控与低维物理教育部重点实验室,北京100191;上海惯性工程技术研究中心,上海200233;上海航天控制技术研究所,上海201109;上海惯性工程技术研究中心,上海200233;上海航天控制技术研究所,上海201109【正文语种】中文【中图分类】V241.59惯性导航与制导是精确打击武器和平台实现自主导航、制导的核心，其性能对武器装备的精度、机动性、突防和生存能力等有决定性影响，而陀螺是惯性导航与制导系统的核心仪表，是决定惯性系统性能的最主要因素[1]。

从传统机电式陀螺到激光陀螺再至光纤陀螺，历经数十年发展，光纤陀螺在惯性技术领域的地位已经确立，其全固态结构，使之较以往采用机械转子或气体环形激光器的方案更具优势，可实现高可靠、长寿命、快速起动、大动态范围的应用。

干涉式光纤陀螺已进入实用化阶段，与其相比，实现相同的灵敏度，谐振式光纤陀螺所需的光纤长度可缩短很多，这体现了将来陀螺高精度、小型化的发展趋势，也是新型光纤陀螺研究的热点和重点[2-3]。

谐振式光纤陀螺谐振频率锁定方法研究

谐振式光纤陀螺谐振频率锁定方法研究张一东;胡宗福;傅长松【摘要】谐振式光纤陀螺(RFOG)是基于光学Sagnac效应的高精度惯性传感器件.为了避免激光器线宽展宽以及实现环路快速锁定,提出了一种新的谐振式光纤陀螺谐振频率锁定方法,即利用解调曲线在其谐振点附近的近似线性,进行最小二乘的三次曲线拟合,相比于理论的四次方程式求解,减小了计算量,且利用PWM方法能提高D/A的有效位数,从而提高反馈控制电压的精度,进而调节腔长对谐振点进行高精度、低时延的锁定.仿真结果表明,利用三次拟合曲线进行的反馈控制,相比于利用解调曲线谐振点处斜率的直接反馈,在相同的谐振频率偏移下,其反馈次数将减少.【期刊名称】《佳木斯大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(035)006【总页数】6页(P905-909,949)【关键词】谐振式光纤陀螺;开环检测;腔内锁频【作者】张一东;胡宗福;傅长松【作者单位】同济大学电子与信息工程学院,上海 201804;同济大学电子与信息工程学院,上海 201804;上海航天控制技术研究所惯导部,上海201109【正文语种】中文【中图分类】V241.5谐振式光纤陀螺(Resonator Fiber Optic Gyro，RFOG)相比于干涉型光纤陀螺具有更广阔的发展空间[1～3]。

为了对陀螺信号进行检测，系统需要锁频，锁频精度直接决定了陀螺的检测精度。

在锁频方案上，大多采用基于比例积分(Proportion Integration，PI)控制技术反馈调节激光器频率进行锁频方案[4～7]。

但是这种直接调节激光器频率会导致激光器线宽展宽，且系统的零偏稳定性提升依赖于积分环节的个数与积分时间常数[8,9]。

而压电陶瓷(Piezoelectric Ceramic Transducer，PZT)调节则可避免线宽展宽，在2012年，Honeywell公司搭建并测试了一个谐振式光纤陀螺实验样机[10]，其采用了压电陶瓷调节腔长进行锁频实现了精确的频率锁定。

基于双频锁定的谐振式微光陀螺背散噪声抑制

基于双频锁定的谐振式微光陀螺背散噪声抑制李昊天;刘文耀;潘梓文;唐军;刘俊【摘要】经过十余年的发展,谐振式微光陀螺(RMOG)系统中的光学噪声依旧是制约陀螺输出精度的重要因素,其中背向散射噪声是谐振式微光陀螺系统中的主要光学噪声之一.本文首先分析了背散噪声产生机理,建立了谐振式微光陀螺系统背散噪声数学模型.其次,利用不同频率激光,将CW与CCW光路中的背散噪声与反向光信号的相干噪声信号移频至高频段并滤除,实现背散噪声抑制的方法.并利用双激光器双频锁定的方法进行了验证.实验结果显示,谐振曲线中背散噪声被有效抑制,从而使谐振式微光陀螺系统锁频精度提高了5倍,锁频精度达到6°/h.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2019(049)007【总页数】5页(P886-890)【关键词】谐振式微光陀螺;背散噪声;双频锁定;光波导腔【作者】李昊天;刘文耀;潘梓文;唐军;刘俊【作者单位】中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原 030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原 030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原 030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原 030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,山西太原 030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,山西太原 030051【正文语种】中文【中图分类】V241.51 引言自激光器问世以来,基于Sagnac效应的各类光学惯性角速度传感器研究工作主要围绕,有源(激光陀螺)与无源(干涉式光学陀螺和谐振式光学陀螺)两种[1-4]。

其中,谐振式微光陀螺作为新型陀螺仪之一,因其高精度、体积小、成本低等优点,受到了国内外广泛的关注[5]。

然而,在谐振式微光陀螺系统的研制过程中,背散噪声、偏振噪声、光学Kerr噪声等光学噪声一直制约着陀螺系统的性能[6-9]。

谐振式微光学陀螺不同调制方式下背向反射噪声分析

谐振式微光学陀螺不同调制方式下背向反射噪声分析
林伊;汪逸群;马慧莲
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】2022(51)9
【摘要】建立了基于反射式光波导环形谐振腔的谐振式微光学陀螺背向反射噪声
分析模型,仿真分析了背向反射噪声强度项和干涉项在系统互易和非互易时的影响。

比较了不同调制方式下,谐振式微光学陀螺系统中背向反射噪声的抑制情况,研究表明,分频调制下载波抑制的方式可将背向反射噪声抑制到极限灵敏度以下,同频调制下背向反射噪声受限于光开关/脉冲调制器的信道串扰。

分别搭建了分频调制和同
频调制系统,实验测试结果表明分频调制下陀螺输出稳定,同频调制下由于未对背向反射噪声强度项进行抑制,引入了10°/s量级的噪声,验证了理论仿真结果。

【总页数】9页(P179-187)
【作者】林伊;汪逸群;马慧莲
【作者单位】之江实验室智能装备研究院;浙江大学航空航天学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN815
【相关文献】
1.谐振式微型光学陀螺锁频精度分析
2.谐振式微光学陀螺环形谐振腔外双反射点模型分析
3.面向谐振式微光学陀螺应用的球形谐振腔DQ乘积优化∗
4.谐振式集成光
学陀螺系统中用于抑制背散射噪声的相位调制技术5.闭环光纤陀螺中铌酸锂相位调制器的背向反射及其影响
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谐振式光纤陀螺系统建模及其应用研究

谐振式光纤陀螺系统建模及其应用研究
邹康;曲天良;郑畅;张熙;王晨晟
【期刊名称】《导航定位与授时》
【年(卷),期】2024(11)2
【摘要】谐振式光纤陀螺作为高精度角速度传感器,以其集成化高、成本低以及抗干扰性强等独有优势,逐渐成为下一代光学陀螺研究发展的热点。

通过对谐振式光纤陀螺工作原理的分析,建立了陀螺数字信号处理系统可视化模型,并对系统谐振曲线和同步解调曲线等开环输出以及锁频反馈下闭环输出进行了模拟仿真。

利用仿真模型分析了正弦波调制下谐振谱分裂现象,并搭建实验装置对其进行了验证。

结果表明,实验中正弦信号调制频率高于系统谐振输出半高全宽一半,即对应2 MHz时,谐振谱分裂会导致同步解调输出线性区域出现明显失真,严重恶化了标度因数线性度。

因此,搭建的谐振式光纤陀螺仿真模型能够准确而有效地模拟系统的工作状态,在系统噪声抑制和精度提升方面具有指导性意义。

【总页数】11页(P35-45)
【作者】邹康;曲天良;郑畅;张熙;王晨晟
【作者单位】华中光电技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN248.4
【相关文献】
1.谐振式光子晶体光纤陀螺环路建模与仿真
2.基于单片FPGA的谐振式光纤陀螺数字系统设计与实现
3.谐振式光纤陀螺数字检测系统中A/D、D/A研究
4.谐振式光纤陀螺多激光器系统相对频率噪声抑制（英文）
5.宽谱光源谐振式光纤陀螺谐振特性分析
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谐振式光纤陀螺偏振噪声分析

谐振式光纤陀螺偏振噪声分析
林惠祖;胡永明;姚琼
【期刊名称】《光学与光电技术》
【年(卷),期】2010(8)3
【摘要】谐振式光纤陀螺(R-FOG)是第二代光纤陀螺,其性能受各种噪声因素的影响。

为提高谐振式光纤陀螺的性能,对谐振式光纤陀螺的瑞利背向散射、克尔效应、磁光法拉第效应和偏振态耦合等各种噪声进行了分析,并提出了对偏振态耦合噪声
的解决方法。

在此基础上,得到保偏光纤环旋转90°对接的谐振腔优化结构。

该结
构可以有效减小谐振腔的偏振噪声和磁光法拉第噪声,且可改善陀螺系统的温度特性。

【总页数】4页(P42-45)
【关键词】谐振式光纤陀螺;瑞利背向散射;克尔效应;磁光法拉第效应;偏振态耦合【作者】林惠祖;胡永明;姚琼
【作者单位】国防科学技术大学光电科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN253
【相关文献】
1.谐振式光纤陀螺偏振波动噪声的温度特性 [J], 张婷;郑华;杜建功;安盼龙;闫树斌;薛晨阳
2.环形谐振腔光纤陀螺中减小偏振噪声的方法 [J], 谢增华;延凤平
3.一种单偏振低噪声谐振式空芯光子晶体光纤陀螺 [J], 申河良;毕然;傅力;佘玄;陈侃;舒晓武
4.抑制偏振态波动噪声的环形谐振腔光纤陀螺 [J], 谢增华;杨玲;延风平;吴重庆;简水生
5.被动式谐振腔光纤陀螺的偏振分析 [J], 李佳程;张炎华
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谐振式光学陀螺噪声抑制技术研究现状(特邀)

谐振式光学陀螺噪声抑制技术研究现状(特邀)
王飞;白禹;卜韩;南朝铭;张仕泽;李溢凡;周彦汝;邢恩博;刘来;刘文耀;唐军;刘俊
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】2024(53)5
【摘要】谐振式光学陀螺仪利用光学谐振腔在时空上对光波极强的局域增强效应,有望成为兼具高精度和小体积的光学陀螺。

然而,谐振式陀螺转动产生的Sagnac 效应相对微弱,容易受到陀螺系统内非互易性以及互易性噪声的干扰,成为其精度提升的瓶颈。

在陀螺的小型化过程中这一问题更加凸显。

因此,对谐振式光学陀螺仪进行噪声抑制显得尤为重要。

本文详细综述了谐振式光学陀螺中非互易性和互易性两大类噪声的原理及其抑制方法,总结了该领域近来年的研究现状及未来挑战与发展趋势,为我国谐振式光学陀螺发展提供参考。

【总页数】18页(P39-56)
【作者】王飞;白禹;卜韩;南朝铭;张仕泽;李溢凡;周彦汝;邢恩博;刘来;刘文耀;唐军;刘俊
【作者单位】中北大学山西省量子传感与精密测量重点实验室;中北大学仪器与电子学院动态测试技术国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】U666.12;TN29
【相关文献】
1.谐振式光学陀螺数字陀螺信号的提取技术
2.谐振式光纤陀螺背向散射噪声抑制研究
3.谐振式光纤陀螺空间光学谐振腔耦合效率分析与设计
4.谐振式光纤陀螺多激光器系统相对频率噪声抑制（英文）
5.谐振式光学陀螺自适应逼近式频率锁定技术
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集成光学陀螺信号噪声抑制电路设计

集成光学陀螺信号噪声抑制电路设计
章博;涂灿;马迎建;洪灵菲
【期刊名称】《电子测量技术》
【年(卷),期】2011(34)7
【摘要】集成光学陀螺采用光学Sagnac效应,通过检测谐振腔中相向传输两束光的谐振频率差得到转动角速度。

针对陀螺输出信号及其噪声特征,提出了基于开关电容的滤波器的信号调理方法,理论分析表明了比传统带通滤波器更好的噪声抑制效果。

建立了开关电容滤波器的频域模型,并利用该模型对滤波器参数进行了优化设计。

同时,理论分析了其梳状滤波器特性,验证了应用于陀螺信号检测系统的可行性。

最后搭建集成光学陀螺实验系统,实验结果表明,开关电容滤波电路能有效抑制信号噪声,提高陀螺检测精度。

【总页数】4页(P20-23)
【关键词】集成光学陀螺;谐振陀螺;开关电容滤波器;噪声抑制
【作者】章博;涂灿;马迎建;洪灵菲
【作者单位】北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.74
【相关文献】
1.单Y型集成光学芯片的性能和集成光学陀螺关键技术研究 [J], 张坡
2.基于数字信号处理的集成光学陀螺信号检测方法 [J], 高峰;胡国华;恽斌峰;张彤;
崔一平
3.谐振式光学陀螺数字陀螺信号的提取技术 [J], 杨婷;张成飞;郑永秋;李博
4.基于高密度集成技术的光纤陀螺信号处理电路设计 [J], 李健壮;李搏;黄晓宗
5.单片集成MEMS陀螺数字闭环接口ASIC电路设计 [J], 童紫平;龙善丽;张慧;唐兴刚;吴传奇;贺克军
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谐振式微光学陀螺研究的开题报告

谐振式微光学陀螺研究的开题报告一、研究背景及意义光学陀螺是一种利用赋有方向的旋转光束的光子陀螺效应来测量角速度或者姿态角变化的传感器。

光学陀螺具有精度高、分辨率高、稳定性好等优点，在导弹制导、导航、惯性测量等领域具有广泛的应用。

目前，国际上发展的光学陀螺主要为激光陀螺、光纤陀螺和谐振式微光学陀螺。

其中光学陀螺又以谐振式微光学陀螺具有结构简单、精度高和灵敏度高等特点，而逐渐成为研究的热点。

因此，研究谐振式微光学陀螺具有重要的工程及科学意义。

本课题将研究谐振式微光学陀螺的结构设计、光路分析、仿真模拟和实验验证，以期达到更高的精度要求和更广泛的应用领域。

二、研究内容1. 谐振式微光学陀螺的结构设计和光学设计；2. 光学陀螺原理的分析与建模；3. 谐振式微光学陀螺的光学特性和性能分析；4. 谐振式微光学陀螺的数值仿真分析；5. 谐振式微光学陀螺实验验证与性能测试；6. 结论和进一步工作的展望。

三、研究方法与技术路线1. 建立光学系统的优化设计模型，对谐振式微光学陀螺的光学路径进行模拟分析，确定最优的光学系统参数；2. 进行机械分析，寻找谐振式微光学陀螺的固有频率，研究并优化谐振式微光学陀螺的结构，从而保证其稳定性；3. 建立谐振式微光学陀螺的工艺流程，在CAD制图软件上完成谐振式微光学陀螺的三维结构设计；4. 进行谐振式微光学陀螺的光路分析与仿真，利用MATLAB等数值仿真软件对其动态性能进行仿真分析；5. 搭建谐振式微光学陀螺实验平台进行实验验证，测试其性能指标，实验数据处理与分析，验证仿真结果的可靠性；6. 给出谐振式微光学陀螺的性能评估，并展望进一步的研究方向。

四、预期成果1. 谐振式微光学陀螺的结构设计和光学设计方案；2. 谐振式微光学陀螺的性能模拟与分析；3. 谐振式微光学陀螺的实验验证和性能测试的得到实验参数和实验结果；4. 研究和分析不同参数和条件对谐振式微光学陀螺性能的影响，为谐振式微光学陀螺更高精度的设计提供指导。