諧振式集成光學(xué)陀螺的解調(diào)特性及噪聲對(duì)其影響.pdf

1、陀螺儀一種是用來測(cè)量物體旋轉(zhuǎn)角速度的慣性傳感器,并且廣泛應(yīng)用于航天和導(dǎo)航等領(lǐng)域。隨著集成光學(xué)技術(shù)的發(fā)展，基于 Sagnac效應(yīng)的諧振式集成光學(xué)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(dǎo)的諧振式集成光學(xué)陀螺的調(diào)制方案較多，多數(shù)采用的是LiNbO3相位調(diào)制技術(shù),由于調(diào)相檢測(cè)方式引入了不同于硅基光波導(dǎo)材料的LiNbO3相位調(diào)制器，不利于陀螺的集成化，因此激光器頻率的調(diào)頻檢測(cè)方式是比較理想的一種檢測(cè)技術(shù)。本文采用

2、的是基于硅基光波導(dǎo)的激光頻率調(diào)制檢測(cè)技術(shù)。主要研究內(nèi)容包括：
　?。?）根據(jù)環(huán)形諧振腔的諧振特性推導(dǎo)了環(huán)形諧振腔頻域內(nèi)的傳遞函數(shù)，為在激光頻率下解調(diào)特性的建模與仿真奠定了基礎(chǔ)。
　?。?）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(xué)陀螺在激光頻率調(diào)制光譜技術(shù)下,調(diào)頻檢測(cè)系統(tǒng)解調(diào)輸出信號(hào)與諧振頻率偏差之間的關(guān)系。根據(jù)解調(diào)輸出信號(hào)的解析表達(dá)式,通過數(shù)值計(jì)算,分析了解調(diào)曲線的變化規(guī)律，結(jié)論是：調(diào)制系數(shù)M=10000時(shí)

3、，解調(diào)特性最理想。
　?。?）分析R-IOG中的主要噪聲對(duì)陀螺儀的影響及其抑制方法。主要分析陀螺內(nèi)的背向散射噪聲、偏振波動(dòng)噪聲和光學(xué)克爾效應(yīng)對(duì)陀螺儀的影響。
　　（4）采用激光器光譜頻率調(diào)制技術(shù)，搭建了波導(dǎo)環(huán)形諧振腔的解調(diào)曲線檢測(cè)系統(tǒng)，抑制偏振波動(dòng)噪聲后波導(dǎo)環(huán)形諧振器的諧振深度從0.7831增加到0.9537，精細(xì)度 F從30.15增加到36.72。檢測(cè)諧振腔的解調(diào)曲線并數(shù)值計(jì)算出并計(jì)算出動(dòng)態(tài)范圍是±2.04×103 rad