諧振式微光學(xué)陀螺中光學(xué)Kerr噪聲研究.pdf

1、諧振式微光學(xué)陀螺（Resonant Micro Optic Gyro，RMOG）是一種敏感運(yùn)載體相對(duì)慣性空間角速率的一種高精度傳感器，在小型化和集成化方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。光學(xué)Kerr噪聲作為影響RMOG檢測(cè)精度的三大光學(xué)噪聲之一，主要來(lái)源于諧振腔順時(shí)針和逆時(shí)針?lè)较騻鬏敼獠üβ实牟灰恢拢夤β什钤赗MOG輸出端產(chǎn)生一個(gè)和功率差成正比的偏置誤差，而光功率波動(dòng)則引起偏置波動(dòng)，即影響RMOG的零偏穩(wěn)定性。基于二次諧波解調(diào)技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種高精

2、度的光功率反饋技術(shù)，減小了入腔光功率差，提高了入腔光功率穩(wěn)定性。具體來(lái)說(shuō)，本文主要開(kāi)展了如下研究工作:
　　(1)采用聲光移頻器作為光功率調(diào)制器件，對(duì)諧振腔的入腔光功率進(jìn)行方波調(diào)制，實(shí)際測(cè)試了光學(xué)Kerr噪聲對(duì)RMOG輸出偏置的影響;測(cè)試結(jié)果表明，1mW入腔光功率差下，光學(xué)Kerr噪聲引起的偏置誤差高達(dá)10.7°/s。
　　(2)驗(yàn)證了二次諧波解調(diào)輸出和諧振腔入腔前光功率的線(xiàn)性關(guān)系;提出了采用二次諧波解調(diào)輸出檢測(cè)入腔前光功率

3、大小及其波動(dòng)特性，極大地提高了光功率檢測(cè)精度;基于FPGA，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了二次諧波解調(diào)電路，測(cè)試結(jié)果表明，電路的等效零輸入噪聲為53.9nV/√Hz，延時(shí)小于1μs，滿(mǎn)足檢測(cè)精度為0.001°/s的RMOG設(shè)計(jì)要求。
　　(3)分別采用聲光移頻器和強(qiáng)度調(diào)制器作為光功率反饋控制元件，基于二次諧波解調(diào)技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了光功率反饋控制;將上述兩種反饋方式分別應(yīng)用到實(shí)際RMOG系統(tǒng)，基于聲光移頻器實(shí)現(xiàn)的光功率反饋方式，光學(xué)Kerr噪聲帶來(lái)的