基于回音壁模式的微球慢光產(chǎn)生理論及傳感方法研究.pdf

1、光纖陀螺儀是一種能夠精確地確定運(yùn)動(dòng)物體角速度儀器，在航空，航海，航天和國(guó)防工業(yè)中被廣泛使用。受制于現(xiàn)有的技術(shù)水平，光纖陀螺儀精度的提高和體積的減小受到了內(nèi)部光纖長(zhǎng)度和固化技術(shù)的限制。慢光技術(shù)的迅速發(fā)展為解決這個(gè)問題提供了一個(gè)行之有效的方法。
　　目前尚沒有利用慢光技術(shù)的光纖陀螺儀應(yīng)用于工程，大部分停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段。但是隨著對(duì)慢光產(chǎn)生機(jī)理的進(jìn)一步研究和探索，慢光光纖陀螺儀以其高精度、體積小的優(yōu)勢(shì)受到了廣泛的關(guān)注，并且表現(xiàn)出了極大

2、的應(yīng)用潛力。本文作者主要進(jìn)行了以下幾方面的工作:
　　(1)對(duì)目前現(xiàn)有的慢光技術(shù)進(jìn)行了一系列的調(diào)研，分別對(duì)他們的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，選定了微球諧振腔與雙錐形光纖的慢光方案，同時(shí)在理論上對(duì)慢光的引入可以提高靈敏度進(jìn)行了理論上的驗(yàn)證。
　　(2)對(duì)微球諧振腔和雙錐形光纖組成的慢光系統(tǒng)進(jìn)行了理論上的分析和仿真。分別對(duì)單個(gè)微球諧振腔和兩個(gè)微球諧振腔的情況進(jìn)行了輸入輸出特性和透射率進(jìn)行了理論推導(dǎo)和數(shù)學(xué)仿真，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，選定了單

3、個(gè)微球諧振腔的方案。
　　(3)使用了定向耦合定理對(duì)單個(gè)微球諧振腔的輸入輸出特性及在過耦合狀態(tài)下的有效相移、透射率、有效延時(shí)和光速與耦合系數(shù)、距離的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行了理論推導(dǎo)和數(shù)學(xué)仿真，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　(4)搭建光纖陀螺儀的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并對(duì)引入慢光后的慢光陀螺儀進(jìn)行了理論分析和仿真優(yōu)化，確定了微球諧振腔的半徑、微球諧振腔與雙錐形光纖之間的距離。設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的電源模塊，光源模塊和檢測(cè)模塊，并對(duì)其分辨率、重復(fù)性和回程誤