諧振式集成光學陀螺的解調特性及噪聲對其影響.pdf

1、陀螺儀一種是用來測量物體旋轉角速度的慣性傳感器,并且廣泛應用于航天和導航等領域。隨著集成光學技術的發(fā)展，基于 Sagnac效應的諧振式集成光學陀螺（R-IOG）展現(xiàn)出了良好的發(fā)展前景。
　　目前，基于硅基光波導的諧振式集成光學陀螺的調制方案較多，多數(shù)采用的是LiNbO3相位調制技術,由于調相檢測方式引入了不同于硅基光波導材料的LiNbO3相位調制器，不利于陀螺的集成化，因此激光器頻率的調頻檢測方式是比較理想的一種檢測技術。本文采用

2、的是基于硅基光波導的激光頻率調制檢測技術。主要研究內容包括：
　?。?）根據(jù)環(huán)形諧振腔的諧振特性推導了環(huán)形諧振腔頻域內的傳遞函數(shù)，為在激光頻率下解調特性的建模與仿真奠定了基礎。
　?。?）利用貝塞爾函數(shù)展開和光波場疊加的方法,分析了諧振式集成光學陀螺在激光頻率調制光譜技術下,調頻檢測系統(tǒng)解調輸出信號與諧振頻率偏差之間的關系。根據(jù)解調輸出信號的解析表達式,通過數(shù)值計算,分析了解調曲線的變化規(guī)律，結論是：調制系數(shù)M=10000時

3、，解調特性最理想。
　?。?）分析R-IOG中的主要噪聲對陀螺儀的影響及其抑制方法。主要分析陀螺內的背向散射噪聲、偏振波動噪聲和光學克爾效應對陀螺儀的影響。
　　（4）采用激光器光譜頻率調制技術，搭建了波導環(huán)形諧振腔的解調曲線檢測系統(tǒng)，抑制偏振波動噪聲后波導環(huán)形諧振器的諧振深度從0.7831增加到0.9537，精細度 F從30.15增加到36.72。檢測諧振腔的解調曲線并數(shù)值計算出并計算出動態(tài)范圍是±2.04×103 rad