基于PDH技术的短光纤谐振式光学陀螺

发布时间：2024-05-15 02:18

　　以总长为数厘米至数十厘米的光波导环形谐振腔为核心敏感元件的谐振式微光学陀螺(Resonant Micro-Optic Gyroscope,RMOG)在小型化和集成化上具有明显优势。受到目前低损耗光波导材料和制造工艺的限制,论文采用总长为数十厘米的短光纤环形谐振腔作为核心敏感元件,高频Pound-Drever-Hall(PDH)技术用于陀螺信号的调制解调,开展了短光纤谐振式光学陀螺研究。具体来说,主要包含如下研究内容:(1)设计并研制了腔长为30cm、60cm的两种光纤谐振腔。实验测试结果表明,其中腔长为30cm、直径为4.77cm(2圈)的光纤谐振腔的清晰度最高可达1324;腔长为60cm、直径为4.77cm(4圈)的光纤谐振腔则有着较小的次偏振态,测试清晰度为145.6,在1mW探测激光功率下,以该短光纤谐振腔为敏感元件的谐振式光学陀螺理论灵敏度为0.33°/h。(2)采用高频PDH技术作为短光纤谐振式光学陀螺中的信号检测技术。建立PDH技术相关理论,从解调曲线斜率最大化和改善激光器频率噪声抑制能力出发,结合实际短光纤谐振腔结构参数和FPGA数字信号处理平台,优化了调制系数和调制频率...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２基于ＬｉＮｂ０３光波导谐振腔为核心敏感元件的ＲＭＯＧ??４??

主要重要方向之一［１５】。??１．２光波导谐振腔的研究进展??ＷＲＲ是ＲＭＯＧ的核心敏感元件，是此种陀螺设计和制造的关键。图１．１给??出了最早提出的光波导环形谐振腔结构示意图【１６］。频率为／／、／２、力．．．的信号耦合??进入谐振腔，频率为力的信号在环形谐振腔内达到谐振状态，....

图１．３基于ＩｎＰ衬底实现的ＷＲＲ［１９］??

ＷＲＲｔ１＇光波导传输损耗为〇．〇３ｄＢ／ｃｍ，研制的ＷＲＲ测试清晰度为８．４，搭建??ＲＭＯＧ系统，观察到了?ｌ〇°／ｓ的陀螺转动信号，短期噪声等效大小为〇．６°／ｓ，研??制的谐振腔、ＲＭＯＧ系统框图及测试结果如图１．２所示。测试结果表明该陀螺输??出存在一个比较大的漂移。?....

图１．４ＭＩＴ和Ｓａｎｄｉａ实验室合作研制的ＷＲＲ测试结果??课题组采用硅基Ｓｉ０２研制的光波导谐振腔，长度为７．９ｃｍ，直径为２．５ｃｍ，??

图１．４ＭＩＴ和Ｓａｎｄｉａ实验室合作研制的ＷＲＲ测试结果??课题组采用硅基Ｓｉ０２研制的光波导谐振腔，长度为７．９ｃｍ，直径为２．５ｃｍ，??谐振腔示意图、谐振曲线及零偏稳定性测试结果如图１．５所示。经测试，光波导??谐振腔的清晰度为１９６．７。在ｌｍＷ探测激光功率下，ＲＭＯＧ....

图１．５课题组研制的反射式硅基Ｓｉ０２光波导谐振腔ｆ５１】??ＲＭ０Ｇ的核心敏感元件是低损耗、总长为数厘米至数十厘米的光波导环?

?５??Ｒｅｌａｔｉｖｅ?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?（ＧＨｚ）??图１．４ＭＩＴ和Ｓａｎｄｉａ实验室合作研制的ＷＲＲ测试结果??课题组采用硅基Ｓｉ０２研制的光波导谐振腔，长度为７．９ｃｍ，直径为２．５ｃｍ，??谐振腔示意图、谐振曲线及零偏稳定性测试结果如图１．５所示。经测试，光波导??....

本文编号：3973753