谐振式光学陀螺小型化光源频率跟踪锁定研究

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Ｋｅｙｗｏｒｓ：ｒｓｎａｐｔｃｌｇｒｄｅｏｎｔｏｉａｙｏ；ｆｅｕｎｃｒｃｉｇａｏｋｉｇ；ｍｏｕｌｔｏｒｑｅｙｔａｋｎｎｄｌｃｎｄａｉｎ
０引言
了调制频率的变化。对称三角波的上升半周与下降半周分别对应２个大小相等方向相反的调制频率，记为厂 △和 — ，谐振腔谐振频率为激光器出射光的频率－调制原理如图１厂，
所示。
谐振式光学陀螺是利用Ｓｇａ应产生的谐振频率ａｎｃ效
差来测量旋转角速度的惯性传感器件，它利用环型谐振腔来增强旋转引起的Ｓｇａａｎｃ效应，基本工作原理是多光束干涉。这样的工作机理使得谐振式光学陀螺只需要较短的谐振腔长度就可以实现很高的精度要求，因此，谐振式光学
ＭｉｇｊｎＴＮａＡＹｎ－ａ，ＡＧＹｏｉ
（ｃｏｌｆＩｓｒｍｅｔｃｅｃｎｐｏｅｃｒｎｃｎｉｅｒｇＳｈｏｔｕｎｉｅａｄＯｔ－ｌｔｏｉＥｇｅｉ，ｏｎＳｎｅｓｎｎ
ＢｉａｇＵｖｒｉ，ｅｉｇ１０９，ｉａｅｎｎｅｓｙＢｉｎ０１１Ｃｈｎ）ｈｉｔｊ
２１０２年第３卷第１ｌ期
传感器与微系统（ｒｎｄｃｒｎｃｓｓｍＴｃｎｌｉ）ＴａｓｕｅａｄＭｉｏｙｔｅｈｏｇｓｒｅｏｅ
３５
谐振式光学陀螺小型化光源频率跟踪锁定研究
马迎建，唐瑶
（京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，京１０９）北北０１１
摘
要：谐振式光学陀螺是一种基于Ｓｇａ效应的高精度新型角速度传感器，过检测谐振腔顺逆时针ａｎｅ通
两路光路的谐振频差得到角速度。谐振式光学陀螺的小型化关键是实现光源的小型化。基于半导体窄线
ＡｂｔａｔＲｓｎｎｐｉａｙｏｉｅｉｈｐｅｉｉｎａｇｌｒｒｔｔｎｖｌｃｔｅｓｒｂｓｄｏａｎｃｅｆｃ，ｓｒｃ：ｅｏａｔｏｔｌｇｒｓａｎｗｈｇ — ｒｃｓｏｎｕａｏａｉｅｏｉｓｎｏａｅｎＳｇａｆｔｃｏｙｅｔｅａｇｌｒｒｔｔｎｖｌｃｔｓｍｅｓｒｄｔｒｕｈｔｅｄｔｃｉｎｏｈｅｏａｔ￣ｅｕｎｙｄｆｒｎｅｂｔｅｎｔｅｈｎａｏａｉｅｏｉｉｕｏｙａｕｅｈｏｇｈｅｅｔｆｔｅｒｓｎｏｎｑｅｃｉｅｅｃｅｗｅｈｆｃｏｋｉｅａｄｔｅｃｕｔｒｃｏｋｉｅｌｈａｈｉｈｅｏａｏ．ｔｉａｋｙｐｏｅｓｔｈｎｍｉｔｎｏｅｇｒｌｃｗｓｎｈｏｎｅ — ｌｃｗｓｉｔｐｔｎｔｅｒｓｎｔｒＩｓｅｒｃｓｏｔｅｍｉｉｚｉｆｔｙｏｇａｏｈｔａｉｈｏｒｅｒａｉｅｔｅｍｉｉｚｔｎＢｓｄｏｈｄｌｔｎｎｒｏｉｅｗｉｔｎｎｍｉａｉｎｏｉｈｈｔｌｔｓｕｃｅｌｈｎｍｉａｉ．ａｅｎｔｅｍｏｕａｉａｒｗｌ・ｄｈａｄｍｉｉｚｔｆｌｔｇｚｏｏｎｏｇｓｕｃｆｔｅｓｍｉｏｄｃｏ，ｅｆｅｕｎｙｔｃｉｇａｄｌｃｉｇｆｒｔｅｒｓｎｔｒｖｌｙｉａａｙｅｔｅｆｑｅｃｏｒｅｏｅｃｎｕｔｒｔｒｑｅｃｒｋｎｎｏｋｎｏｈｅｏａｏａｌｎｌｚｄ，ｈｒｕｎｙｈｈａｅｓｅｔａｋｎｏｔｏｆｔｅｇｒＳａｈｅｅ．ｒｃｉｇｃｎｒｌｙｏｉｃｉｖｄｏｈ
宽小型化光源调制方式的特点，析了谐振谷的频率跟踪锁定问题，分实现了陀螺的频率跟踪控制。关键词：谐振式光学陀螺；频率跟踪锁定；制调
中图分类号：Ｔ４Ｈ７１文献标识码：Ａ文章编号：１０－７７２１）１０３－３００－８（０２０－０５０９－
ＲｅｅｒｈｏｒｑｅｃｒｃｉｎｏｋｎｏｅｏｎｐｔｃｌｓａｃｎｆｅｕｎｙｔａｋｎｇａｄｌｃｉｇｆｒｒｓｎａｔｏｉａｇｒａｅｎｍｉｉｉａｉｎｏｉｈＧｃｙｏｂａｄＯ￣＂＂ａｏｆｌｇｌＳｕｒｅＯＤｓａｎｚｔｍＯｌｌｔｏ￣ｌ
陀螺一直被视为光学陀螺微型化的发展方向。谐式光学
陀螺对光源有一个苛刻的要求，需要光源的调谐范围要宽，线宽要窄。一般达到要求的光源体积都很大，不利于谐振