集成光学光纤陀螺芯片

本文首次报道了国内研制的集成光学光纤陀螺芯片,详细描述了其设计考虑与制作。单 Y 型多功能钛扩散铌酸锂芯片包含消光比大于35dB 的薄膜波导偏振器、分束比为49.5/50.5的3dB 分束器/合束器、半波电压小于5伏的相位调制器,光纤—器件—光纤插入损耗为5.4dB。     

集成光学干涉仪光纤陀螺

简述了集成光学干涉仪光纤陀螺（ＦＯＧ）的技术优势、发展概况和采用的技术途径，介绍了适用于不同技术条件要求的三种多功能集成光学芯片结构和相应的信息处理方法。简要地概括了目前国外ＦＯＧ的发展水平。     

用于光纤陀螺的GaAs集成光学芯片的研究

本文研究了一种用于光纤陀螺的ＧａＡｓ集成光学芯片。该芯片由分束器，极化器，相位调制器及单模波导组成。芯片总的尺寸约２２ｍｍ×０．５ｍｍ，远小于用ＬｉＮｂＯ３制作的同类芯片。     

新型组合晶体光纤陀螺的构想

提出了一种新型结构的光纤陀螺 ,它将起偏器和两只定向耦合器集成在一块由两只光轴方向相互成 45°角胶合而成的冰洲石晶体上。同传统集成型光纤陀螺 (IFOG)相比 ,它具有结构简单、性能稳定、损耗小、体积小、成本低的特点。详细分析了它的工作原理 ,并给出了其信号检测方案     

直接耦合技术在高精度光纤陀螺上的应用

在光纤陀螺光路结构中,Y波导与光纤环通过尾纤熔接形成闭合回路来敏感相对惯性空间的转动信息,而熔接点处引入的非互易相位差会制约高精度光纤陀螺检测精度,还会降低陀螺的环境适应性和长期可靠性.在某项目支持下,对Y波导与光纤环进行了直接耦合工艺处理,并将该模块应用到高精度光纤陀螺光路结构中.测试表明,在保证陀螺光路、电路、软件...     

发展中的光纤陀螺

本文根据《光纤陀螺十周年会议文集(1986年)》的序言,简要介绍了光纤陀螺的基本原理和技术,介绍了自1976年实验室首次验证至1986年间实现部分商品化的过程和今后的发展方向,并介绍了开环和闭环两种光纤转动传感器.     

保偏光纤环与Y波导芯片直接耦合技术研究

光纤陀螺光路结构中,Y波导器件与保偏光纤环通过尾纤熔接的方式连接形成闭合回路来敏感系统相对惯性空间的转动信息,而熔接点引入的偏振交叉耦合以及背向反射是制约光纤陀螺测量精度进一步提高的主要因素.为此,提出了一种实现保偏光纤环与Y波导芯片直接耦合的方法,并制作了两者直接耦合的敏感环光路.经实验测试,光路中Y波导器件的插入损耗典型值为2.7 dB,分光比优于48/52～52/48,偏振串音优于-30 dB,性能指标与常规的Y波导器件相当.该光路模块理论上有利于减小光纤陀螺系统噪声和提高测量精度.     

用于光纤陀螺的LiNbO3集成光学器件

本文报道用于光纤陀螺(FOG)的LiNbO_3集成光学(IO)器件及其技术。介绍制作LiNbO_3波导的扩散和质子交换两种技术,叙述了国内外近年研制和生产的FOG用多功能集成光学芯片及LiNbO_3相位调制器,给出了它们的结构、性能和封装(光纤耦合)技术。对国内外发展状况的综述表明,在这个技术领域,国内研制的器件的性能,已接近国外80年代末的水平。     

光纤陀螺仪调制相位的畸变误差特性分析

干涉型数字闭环光纤陀螺中,多功能集成光学芯片(IOC)是非常关键的器件,其主要作用之一是相位调制,用于产生π/2相位偏置及产生补偿外部Sagnac相移的相位.由于IOC接收到的电场调制信号频率较高,存在多次谐波并且易受外部辐射干扰,从而导致调制相位畸变,对光纤陀螺的零偏和漂移有很大的影响.为了减小IOC调制相位畸变特性对光纤陀螺性能的影响,从理论上探讨引起调制相位畸变的因素,针对不同的误差因素而采取相应的措施来抑制并隔离误差;通过采取各种措施改善方波、阶梯波的信号质量,使IOC输出的相位畸变程度达到最小.测试结果表明,光纤陀螺中优化之后的相位调制系统满足高精度数字闭环光纤陀螺的指标要求.

Abstract：

Multi-function integrated optical chip (IOC) is an important component in the close-loop interference fiber optic gyroscope(IFOG)system. One of the main functions of IOC is the modulation of phase which includes the bias of phase in creating π/2 square waves and Sagnac phase biased by ladder waves in IFOG. Because the modulation signal of the electric field sent to integral optical chip has the characteristic of high frequency, there exists multiple harmonic waves and it is easily disturbed by external eradiation which induces modulation phase distortion and has great effect on drift and zero-bias. In order to reduce the effect of phase distortion of the integrated optical chip on the performance of FOG, focusing on the factors causing different phase errors in IOC, corresponding measures are taken to suppress and isolate the errors, adopting all means to improve the signal quality of square waves and ladder waves, reducing the modulation phase distortion to the lowest extent. The experimental results show that the optimized phase modulation system can meet the requirements of high precision IFOG.     

光纤陀螺用光纤环的应力分布实验研究

阐述了光纤陀螺中光纤环的的作用和绕制技术，介绍了布里渊光时域反射计(BOTDR)的工作原理和性能。利用一种BOTDR首次对不同情况下保偏光纤环的应力分布进行了测试和分析，揭示了光纤环中出现的工艺缺陷并进行了定位和分析。结果表明，利用BOTDR对光纤和光纤环进行应力分布测试，可有效的发现和控制这些缺陷的影响。     

光纤陀螺用掺铒超荧光光纤光源

简要介绍了掺铒超荧光光纤光源的工作原理、基本结构.研制了一种采用单程后向结构、以980 nm激光二极管作泵浦源的小体积掺铒光纤光源.其输出功率大于5 mW,中心波长为1 544 nm,光谱3 dB带宽为41 nm,光谱平坦度小于等于±1 dB.     

基于长程光纤网络的谐振腔光纤陀螺

提出一种全新结构的基于长程光纤网络光调制谐振腔光纤陀螺(R FOG)系统,利用R FOG传感部件光纤环形腔的光纤长度短、体积小以及无源特点,将其通过长程光纤网络与后端的光源、探测器及复杂的信号处理部件连接起来,实现远距离的无源角速度探测。这种结构的R FOG具有很高的理论灵敏度可达5×10-8 rad/s,采用的全数字闭环处理方案能实现大动态范围信号检测,而且对转换器的要求不高。各种误差消除措施可以在系统中很方便的实现,大大提高陀螺性能。结合光纤系统的各种复用技术,该R FOG结构可以组成大型的远距离角速度惯性测量网络系统,有效地克服了传统R FOG在系统成本和复杂性上的劣势,为R FOG走向实用提供了新途径。     

平均波长对光纤陀螺标度因数的影响

分析了宽谱光源的平均波长对标度因数的影响,初步建立了开环光纤陀螺和闭环光纤陀螺标度因数的系统模型,详细讨论了平均波长和光纤陀螺第二闭环影响标度因数的机理,并进行了相关的实验,实验结果与理论分析结果吻合,验证了该系统模型的正确性。     

全数字开环光纤陀螺标定技术

全数字开环光纤陀螺的标定参数包括刻度因素与电路增益,二者分开标定不利于批量化生产。通过分析开环光纤陀螺信号处理原理建立了新的标定模型,减少了标定参数,简化了标定过程。标定模型与标定流程可用于全数字开环光纤陀螺的批量化生产。     

基于光纤陀螺的方位测井仪设计

设计了一种可用于套管井和裸眼井井眼轨迹测量的光纤陀螺方位测井仪。该仪器采用以光纤陀螺作为方位角传感器,以DSP和FPGA的架构完成数据采集处理。对仪器进行多次测试并和钻井曲线对比。测试结果表明,仪器满足工程要求。     

一种闭环干涉式光纤陀螺的研究与实现

介绍了一种采用DSP和相关检测技术实现的闭环干涉式光纤陀螺.该闭环光纤陀螺采用以多功能集成光学器件为核心的结构,以方波为偏置调制,数字阶梯波为反馈.在此基础上提出的相关检测方法较好地发挥了闭环干涉式光纤陀螺的优点,使系统具有检测精度高、动态范围大、低漂移等优点,是一种理想的检测技术.     

光纤陀螺在直流及交变磁场中的磁敏感性研究

介绍了光纤陀螺的磁敏感性机理并进行了实验研究。利用亥姆霍兹线圈装置和光纤陀螺测试平台,研究了光纤陀螺在直流磁场中的磁敏感性,得到光纤陀螺数据输出与磁感应强度基本呈线性关系,以及轴向磁场和径向磁场影响系数的大小和光纤陀螺磁敏感轴的方向。主要针对50Hz的交流磁场研究交流磁场对光纤陀螺零偏和零漂的影响及其交流磁敏感性,得到交流磁场对零偏的影响可以忽略,但磁感应强度与陀螺零漂值的大小基本呈线性关系。研究了不同频率交流磁场对光纤陀螺输出的影响,说明了光纤陀螺数据输出主要与瞬态的磁感应强度成正比,不同频率交流磁场对光纤陀螺零漂值的影响不同,存在一个频率(或频率范围)对光纤陀螺零漂的影响较大,其频率范围与光纤陀螺输出带宽有关。