Sagnac干涉仪的若干问题和光源控制研究

发布时间：2017-04-26 22:10

  本文关键词：Sagnac干涉仪的若干问题和光源控制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的传感器。按照其光学工作原理划分,光纤陀螺又可分为谐振式光纤陀螺、干涉式光纤陀螺和受激布里渊散射式光纤陀螺三种。截至目前,干涉式光纤陀螺的相关理论研究最为成熟,并且已经在工程上得到了广泛应用。谐振式光纤陀螺和受激布里渊散射式光纤陀螺目前尚处于实验室研究阶段,离实际的工程应用还有较大差距。 本文首先论述了供电电流和工作环境的稳定性对于光源稳定性的重要意义。根据相关文献可知,电流变化与光波长变化之间的关系是：40ppm/mA,而温度对光波长的影响为400ppm/℃然后进一步论述了恒流源的各种方案,比较了各种方案的优缺点并介绍了本文应用的方案。在随后的篇幅,先简要介绍了控制光源稳定性的方法,然后论述了热敏电阻和TEC的相关特性。上述这两种器件是光源温度控制系统的重要组成部分：热敏电阻的阻值变化既可以表现出实际工作温度与设定工作温度的差别,又可以通过检测热敏电阻的阻值稳定性来反映出温控电路的控制效果；TEC中电流可以有两种流向,这两种流向分别对应TEC的加热与制冷,因此当电路温度发生变化时,通过控制TEC中电流方向和大小就可以使电路加热或制冷,从而使工作温度保持在设定温度附近。在接下来的一章中,论述了Shupe效应分离与带有双折射的全保偏Sagnac环。首先对Shupe效应进行了一下简要的介绍,然后对Shupe效应引起的误差给出了数学表达式。接下来从理论上论述了将Shupe效应与Sagnac效应分离的方法。本章的后半部分论述了带有双折射的全保偏Sagnac环。文中应用保偏光纤(polarization-maintaining fiber,PMF)耦合器来代替单模耦合器,使得制作一个与输入偏振态无关的耦合器成为可能。这种结构有两种应用：第一,可以检测光纤环的质量；第二,可以作为滤波器使用。在本部分的最后,讨论了一种最简单的滤波器结构。
【关键词】：光纤陀螺 电流 温度控制 shupe 效应分离 带有双折射的全保偏Sagnac环
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：V241.5
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 1 绪论11-18
• 1.1 背景介绍11-12
• 1.2 研究课题意义12-13
• 1.3 国内外研究现状13-15
• 1.4 本论文的主要内容15-18
• 2 光源供电电流与工作温度的控制18-49
• 2.1 光源简介18
• 2.2 光源供电电流的控制18-24
• 2.2.1 控制光源供电电流稳定性的意义18-20
• 2.2.2 控制光源供电电流稳定性的方法20-24
• 2.3 光源工作温度的控制24-49
• 2.3.1 控制光源工作温度稳定性的意义24-26
• 2.3.2 控制光源工作温度稳定性的方法26
• 2.3.3 热敏电阻的相关特性26-33
• 2.3.4 热电制冷器(TEC)基本原理33-39
• 2.3.5 SLD模块热分析39-41
• 2.3.6 PID控制器41-43
• 2.3.7 实验用的温度控制方案43-49
• 3 Shupe效应分离与带有双折射的全保偏Sagnac环49-57
• 3.1 Shupe效应与Sagnac效应的分离49-52
• 3.1.1 Shupe效应及其引起的误差49-50
• 3.1.2 Shupe效应与Sagnac效应的分离50-52
• 3.2 带有双折射的全保偏Sagnac环52-57
• 3.2.1 概述52-53
• 3.2.2 理论推导53-55
• 3.2.3 最简单的滤波器55-57
• 4 测试结果57-65
• 4.1 常温下恒流源和温控电路的测试结果57-58
• 4.2 全温度范围内恒流源和温控电路的测试结果58-60
• 4.3 Shupe效应与Sagnac效应的分离60-62
• 4.4 带有双折射的全保偏Sagnac环测试结果62-65
• 5 总结与展望65-67
• 参考文献67-70
• 作者硕士期间发表论文及获奖情况70

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 阮晔锋;干涉式光纤陀螺信号处理电路的设计与实现[D];浙江大学;2012年

2 孙国鑫;光纤干涉仪的信号检测与解调[D];浙江大学;2008年

  本文关键词：Sagnac干涉仪的若干问题和光源控制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：329302