光源光功率和偏振度对闭环光纤陀螺的影响

在建立闭环光纤陀螺光路数学模型的基础上,结合检测电路的闭环算法,分析了光源光功率、偏振度对闭环光纤陀螺的影响,推导出闭环光纤陀螺固有的标度因数误差,并进行了计算机仿真和实验验证,结果表明在实际闭环光纤陀螺中电路增益已经足够大使得光功率波动对其没有影响;通过减小和稳定光源出射光的偏振度有利于降低陀螺噪声,提高零偏长期稳定性和减小闭环光纤陀螺固有标度因数误差.     

Y波导残余强度调制对IFOG性能的影响

本文首先通过正弦波调制下干涉信号光强分析解调出光纤陀螺的输出信号,进而得出残余强度调制存在的情况下陀螺输出信号的变化情况,同时,通过分析陀螺信号的变化说明残余强度调制对光纤陀螺性能的影响与陀螺精度要求有关,精度越高,其影响越明显.其次,具体分析了数字闭环光纤陀螺受残余强度调制影响的情况下,其解调输出电压变化引起的数字阶梯高度变化,并通过残余强度调制系数与数字阶梯高度的关系式,说明了残余强度调制对光纤陀螺零偏和标度因数的影响.最后,对所得出的残余强度调制系数与光纤陀螺标度因数稳定性的关系进行了Matlab仿真,通过仿真结果,更进一步说明残余强度调制对数字闭环光纤陀螺标度因数稳定性的影响.     

高精度光纤陀螺信号的在线建模与滤波

针对高精度光纤陀螺随机误差,在分析其一般时间序列模型的基础上,提出了一种改进型二阶自回归AR(2)模型,可以在线建立光纤陀螺随机误差模型.根据该模型,采用卡尔曼滤波算法,实现了光纤陀螺惯导系统在对准与导航过程中光纤陀螺随机误差的实时滤波.滤波结果和Allan方差分析证明,光纤陀螺信号中角随机游走、零偏不稳定性、速率随机游走、速率斜坡和量化噪声五项噪声源误差系数都小于滤波前的二分之一,有效减小了光纤陀螺随机误差,提高了光纤陀螺精度.     

光纤陀螺掺铒光纤光源消偏技术

针对泵浦偏振态对高精度光纤陀螺掺铒光纤光源平均波长稳定性产生影响的问题,设计了掺铒光纤光源泵浦消偏的结构,该结构采用Lyot光纤消偏器来对泵浦光进行消偏,理论分析了该结构中Lyot消偏器结构参数的选取.实验验证了掺铒光纤光源的波分复用器具有偏振特性,会影响掺铒光纤光源平均波长稳定性,采用设计的泵浦消偏结构可有效消除波分...     

再入式光纤陀螺及其信号处理系统

光纤陀螺目前已经进入工程实用化阶段,其发展向高精度、低成本和小型化方向发展.再入式光纤陀螺是一种符合光纤陀螺发展趋势的,具有光明前景的新型光纤陀螺之一.本文介绍了再入式光纤陀螺的工作原理及其信号处理系统.给出了再入式光纤陀螺仪的信号处理系统试验结果.     

IFOG中相位调制器的残余强度调制及其测量

利用开环正弦波调制解调方法,推导了铌酸锂相位调制器的残余强度调制(简称RIM)对干涉型光纤陀螺(简称IFOG)信号的影响,指出在调制频率漂移或光纤环渡越时间变化时RIM可导致陀螺的零偏和噪声增大.对典型条件的计算表明,0.01°/h的IFOG容许的最大RIM为13ppm,0.1°/h的中低精度IFOG则为81ppm.提出利用锁相放大器精确测量相位调制器RIM的方法,并对国产器件进行测量,结果表明,器件RIM指标可在中低精度IFOG中应用.     

光纤陀螺寻北仪样机设计及系统测试

提出了一种基于光纤陀螺的动态寻北方案,运用光纤陀螺测量地球角速度的北向分量.通过对光纤陀螺输出的正弦信号的采样和处理,即可得到地球表面某参考点的方位.描述了光纤陀螺寻北仪的工作原理及系统样机组成,详细分析了转台台面倾斜误差对寻北精度的影响,采用加速度计对寻北精度进行补偿提高.采用多周期多位置采样技术,有效地抑制了光纤陀螺的测量噪声.测试结果表明,在3 min之内可获得5'的真北角精度.     

光纤陀螺的温度试验与误差补偿

分析了光纤陀螺的温度特性及非线性特性,并在组建光纤陀螺温度试验系统的基础上,进行了全温度范围下的位置试验和角速率试验,研究不同的温度及输入角速率对光纤陀螺输出的影响.根据试验结果,分别建立了光纤陀螺零偏的温度模型以及标度因数的温度和非线性模型,并采用最小二乘法拟合模型的参数.通过实测数据进行仿真验证,结果表明,建立的模型能够较好地描述光纤陀螺的温度及非线性特性,利用该模型进行光纤陀螺的温度和非线性误差补偿,取得了较好的效果,光纤陀螺的测试精度得到了较大程度的提高.     

Sagnac环形电流互感器的原理与发展研究

高压变电站中用于电力系统电流测量的全光纤电流传感器由于具有传统电流互感器无法比拟的优点,具有广阔的应用前景.Sagnac环形电流互感器是在干涉式光纤陀螺结构上发展起来的一种互感器结构.由于基于Sagnac干涉仪技术的光纤陀螺的实用化,用此技术来实现Sagnac环形电流互感器的实用化成为电流互感器的热点.本文首先介绍了S...     

光纤型偏振OCT 系统中光偏振特性的研究

建立了偏振光在生物组织中传播的模型,并利用该模型模拟了偏振光在生物组织中传播的过程,重建了多种偏振态输入光的情况下光偏振态在生物组织中的分布及生物组织的偏振特性模型.分析了光偏振度与光被生物组织散射次数的关系,阐明了由于偏振光在组织中传播,其偏振态逐渐改变而造成的偏振OCT 干涉计两臂光束失去相干性及偏振OCT 图像质量下降现象.通过分析斯托克斯(Stokes)矢量和穆勒(Muller)矩阵在光纤型偏振OCT系统中的应用,说明Muller 矩阵不受输入光偏振态的影响,因此它比Stokes 矢量更适用于光纤型偏振OCT 系统研究.     

布里渊光纤陀螺光纤环形腔研究

提出了一种用于布里渊光纤陀螺的光纤环形腔设计方法。在分析了布里渊光纤陀螺原理的基础上,利用琼斯矩阵光学的理论以及光纤中的受激布里渊散射理论,详细研究了布里渊光纤环形腔的特性。通过对腔内外光强的细致分析,得出布里渊光纤陀螺环形腔对于腔的耦合系数及输入光强的要求。实验结果表明,该方法用于设置布里渊光纤陀螺工作点,能够保证斯托克斯光的最大传输效率,并有效抑制光路中的散粒噪声。     

In Situ Nanoparticle Embedding for Authentication of Epoxy Composites

In situ reduction of chloroauric acid inside an amine‐cured epoxy matrix leads to formation of gold nanoparticles which are embedded inside the part. This phenomenon is leveraged to design an authentication system for composites wherein the particles are embedded spatially and are invisible to the naked eye. Under UV light, the particles diffract light and create an easily visible path. The particles penetrate inside the part and create a permanent, cost‐effective, tamper‐proof code. The advantage of this technique is that this authentication system can be built in composite parts after fabrication of the composite structure. As very small amount (nanograms) of particles are present in the part, negligible change in the thermal characteristics of the parent matrix is observed. The particles can be embedded easily in carbon fiber as well as glass fiber reinforced epoxy structures.     

趋势预测1/8周期快速寻北法

保证陀螺经纬仪寻北精度的同时,缩短寻北时间实现快速寻北具有重要意义.从陀螺仪寻北原理出发,建立陀螺运动轨迹的数学模型.基于数字化测量光路建立了非线性回归模型,通过欠周期的采集数据,预测整周期函数信息,研究1/8周期快速寻北方法,实现陀螺开始寻北1 min以内高精度快速寻北,开辟快速寻北的新途径.以改进型JT-15陀螺仪为样机的寻北试验表明,在陀螺开始寻北56 s内,仪器寻北测量精度优于0.831 1’.     

光纤陀螺性能数字评价系统的可视化研究

开发了一种接收并处理光纤陀螺信号的数字评价系统,它通过计算光纤陀螺的零漂、零偏重复性、标度因数等来评价光纤陀螺的性能。在Windows平台下采用VC 设计的数字采集处理系统能够实时控制进程、高速收发数据以及用图形和文字可视化显示其结果,并引进了帧结构来减少传输误差,使系统的可靠性增加,误码率也同时降低。     

反射式光纤测振仪的研究

提出了一种反射式光纤测振系统。为克服环境、温度、光源输出、光路损耗等变化引起的漂移，它采用与反射面距离不等的两根接受光纤为参考通道，并利用两根接受光纤输出的信号比构成自补偿网络。本文给出该网络的理论依据，并介绍如何在电路设计上采用相应措施来提高稳定性和保证测试精度     

Fiber-optic gyroscope with suppression of excess noise from the radiation source

A new optical system is proposed and investigated experimentally for a Sagnac fiber interferometer in which the excess noise of the wide-band radiation source is suppressed. A tenfold improvement in the sensitivity of a fiber-optic gyroscope with an erbium/ytterbium fiber superfluorescent light source was achieved experimentally. It is shown that the identity of the polarization characteristics of the interferometer channels plays an important role. Pis’ma Zh. Tekh. Fiz. 24, 30–35 (September 26, 1998)     

基于阿伦方差的微机电陀螺误差建模及其粒子滤波

基于Allan方差对微机电陀螺的随机漂移误差进行分析和建模,并通过粒子滤波提高了微机电陀螺的零偏稳定性.实验结果表明,这种方法比较简单而切实可行,可以明显提高微机电陀螺仪的零偏稳定性.     

伪随机调制在全数字闭环光纤陀螺中的应用

伪随机调制信号的抗干扰能力强,获得同样的信号,对系统正常运行的干扰程度比其他测试信号低。光纤陀螺的输出信号微弱,背景噪声强,在频域随机分布,增加了信号处理的难度。结合伪随机调制的优势,在原有的数字闭环信号处理的基础上,提出了一种新的信号处理方案:伪随机调制解调方案,与数字闭环方案相互配合,有效提取环境因变量,反馈至系统使之实时做出补偿,提高陀螺稳定性。     

New interferometric fiber-optic gyroscope with amplified optical feedback

A novel interferometric fiber-optic gyroscope with amplified optical feedback by an Er-doped fiber amplifier (EDFA) is proposed and theoretically investigated (the proposed gyroscope is named the feedback EDFA-FOG, FE-FOG in what follows). The FE-FOG functions like a resonant fiber-optic gyro (R-FOG) because of its multiple utilization of the Sagnac loop; however, it is completely different because a low-coherence light source is used. In addition, the gyro output signal is pulsed because the modulation frequency of the phase modulator placed in the Sagnac loop is selected to match the total round-trip time delay of the light, which includes the Sagnac-loop delay plus that of the feedback loop of the fiber amplifier. The sharpness of the output pulse can be adjusted by both the gain of an EDFA and the modulation depth of the phase modulator. When rotation occurs the peak position of the output pulse is shifted as a result of the Sagnac effect. The resolution of the rotation measurement depends on the sharpness of the output pulse. The techniques of both the open-loop and closed-loop methods are described in detail, which shows the great advantage of the proposed gyroscope over the to the conventional interferometric fiber-optical gyroscope (I-FOG).     

对称复位调制技术在小型化光纤陀螺中的应用

2π复位调制是光纤陀螺全数字闭环处理技术的一个重要环节。由于小型化Y波导的半波电压提高,小型化光纤陀螺的调制信号达不到2π复位的要求。通过分析闭环复位的原理,提出了一种新的对称复位调制技术,成功实现了小型化光纤陀螺的复位调制闭环控制。