非线性光纤Sagnac干涉仪精度分析研究

发布时间：2024-05-12 01:38

　　非线性光纤Sagnac干涉仪具有突破标准量子极限的优点,可实现超高精度地球自转角速度的测量。通过理论建模和数值仿真,阐明了非线性光纤Sagnac干涉仪的增益系数、光纤环长度、光纤环面积和激光波长等参量对干涉仪精度的影响。在测量地速的条件下,光纤环半径取0.5m,光纤环长度为20km且非线性增益系数大于3.582时,干涉仪灵敏度能够达到10^-6(°)/h(量级),为实现高灵敏度非线性光纤Sagnac干涉仪提供了支撑。

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【部分图文】：

图1非线性光纤Sagnac干涉仪结构示意图

1.1非线性光纤Sagnac干涉仪的工作原理非线性光纤Sagnac干涉仪的结构配置如图1所示,主要包括激光器、非线性分束器、环形器、相位调制器、光纤环、非线性合束器和探测器等。激光器发出的相干光a^in和真空态b^?in注入非线性分束器,之后两束光进入环形器和相位调....

图2非线性干涉仪灵敏度与增益系数的关系曲线

地球自转角速度取Ω=15(°)/h,激光波长取λ=1550nm,激光功率取1.5mW,干涉仪入射光子数取〈a^?ina^in〉=4.1466×1016,光纤环半径取r=0.5m,光纤环长度分别取20km、30km和40km,利用式(9)数值仿真得到非线性光纤Sagna....

图3非线性干涉仪灵敏度对增益系数变化量与

图3进一步给出了非线性光纤Sagnac干涉仪灵敏度随非线性增益系数G的变化速率。G≤3时,灵敏度随非线性增益系数G变化速率快;3≤G≤4时,灵敏度随非线性增益系数G变化速率缓慢;当G≥4时,变化速率趋于恒定。对光纤环长度l=20km的非线性干涉仪,当G≥5时,灵敏度随非线性增益系....

图4非线性干涉仪灵敏度与光纤环长度的关系曲线

选取4组不同的光纤环半径,分别为1m、3m、5m和10m,仿真得到非线性干涉仪灵敏度与光纤环长度l的关系,如图4所示。相应参数的取值分别为:地球自转角速度Ω=15(°)/h,激光波长λ=1550nm,激光功率为1.5mW,干涉仪入射光子数〈a^?ina^in〉=4.1....

本文编号：3970667