单光源双波长Sagnac光纤干涉仪及其数字信号处理研究

发布时间：2017-03-21 05:07

  本文关键词：单光源双波长Sagnac光纤干涉仪及其数字信号处理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：Sagnac干涉仪是一种基于Sagnac效应,用于检测运动载体相对于惯性空间的旋转角速度,也被称干涉式光纤陀螺仪(Interferometric Fiber Optic Gyro, IFOG)。目前干涉式光纤陀螺精度进一步提高所面临的最大问题是,如何在外界温度场变化的情况下,保证光纤陀螺的刻度因子的稳定性。本文首先主要介绍目前光纤陀螺的各种解调方案,包括基于FPGA的开环光纤陀螺检测和基于FPGA的闭环检测方案。接下来提出一种单光源双波长新型光源的设计方案。利用一个980nm pump光源激发掺铒光纤,获得1539.81nm和1558.09n n两束宽谱波。然后利用新型光源代替传统SLD光源,建立起了一种单光源双波长光纤陀螺结构。提出两种补偿光纤陀螺标度因数的方案。本文最重要的部分就是对双波长光纤陀螺的信号进行解调。针对不同的标度因数补偿方案,提出了不同的解调方法。设计了基于FPGA的双光路调制电路和信号处理方案,搭建出完整的单光源双波长的干涉式光纤陀螺系统。最后我们成功的利用τ/2解调方案,在一个τ内,同时解调出两束光干涉信号,并进行反馈控制。1539.81nm和1558.09nm两束波的零偏分别为-6.959°/h和-6.890°/h,零漂分别为0.385°/h和0.378°/h。
【关键词】：干涉式光纤陀螺 数字闭环 超荧光掺铒光纤光源 双光路信号同步解调
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH744.3
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 干涉式光纤陀螺发展历程11-13
• 1.3 Sagnac光纤干涉仪的工作原理13-14
• 1.4 论文内容安排14-16
• 2 干涉式光纤陀螺常用解调方案16-33
• 2.1 光路结构16-18
• 2.2 开环信号检测方案分析18-23
• 2.3 闭环光纤陀螺检测方案分析23-31
• 2.4 本章小结31-33
• 3 单光源双波峰光源设计与分析33-46
• 3.1 超荧光掺铒光纤光源的工作原理33-36
• 3.2 超荧光掺铒光纤光源用光电器件36-39
• 3.3 温度变化对于平均波长的影响39-41
• 3.4 单光源双波长光纤陀螺标度因数补偿方案41-44
• 3.5 本章小结44-46
• 4 单光源双波长光纤陀螺电路设计46-65
• 4.1 前放滤波模块47-51
• 4.2 数字逻辑模块51-59
• 4.3 反馈调制模块59-63
• 4.4 串口通信模块63-64
• 4.5 本章小结64-65
• 5 实验结果与分析65-79
• 5.1 超荧光掺铒光纤光源实验结果65-72
• 5.2 单光源双波长光纤陀螺实验结果72-79
• 6 论文总结和展望79-81
• 参考文献81-85
• 作者简历及硕士期间发表论文和获奖情况85

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4 王s，

本文编号：259069