保偏光纤陀螺横向磁场误差的温度依赖性

针对无骨架光纤环的保偏光纤陀螺中横向磁场误差的温度依赖性研究发现,保偏光纤线双折射以及Verdet常数固有的温度依赖性可以导致横向磁场误差随着温度变化而变化。利用琼斯矩阵方法推导了保偏光纤陀螺横向磁场误差与温度的关系,并进行了实验验证。实验结果表明,对于长度为1km,半径为6cm,光纤线双折射为2027rad·m-1,最大扭转率为0.382rad·m-1的无骨架光纤环,在1mT横向磁场以及-40~60℃温度场作用下,光纤陀螺的横向磁场误差由26.51(°)·h-1增加到30.43(°)·h-1。     

五角芯型保偏光子晶体光纤(Q-PM-PCF)的双折射

提出了一种内层空气孔环含有五个空气孔的新型高双折射光子晶体光纤结构;采用全矢量有限元法进行分析,研究了该光子晶体光纤两正交偏振模的有效折射率和双折射,分别给出了该五角芯型保偏光子晶体光纤双折射随输入光波长和大空气孔半径的变化曲线.分析结果表明:该五角芯型保偏光子晶体光纤的双折射很易达到i0-3量级甚至更高,比传统保偏光纤的双折射至少高出一个数量级,合理设计光纤结构参数,该保偏光纤的双折射在1550 nm处可以达到6.5×10-3以上,甚至更高,适合应用于偏振特性及稳定性要求都较高的实际光纤传感系统,例如光纤陀螺.     

激光器光谱线宽对布里渊光纤谐振腔谐振特性的影响

针对激光器光谱线宽不可能严格为零的问题,在激光相干理论的基础上,采用光波场叠加的方法计算了布里渊光纤谐振腔的循环光强,详细分析了激光器光谱线宽对布里渊光纤谐振腔谐振谱线宽度和精细度的影响,并进一步分析了光谱线宽对谐振腔受激布里渊散射阈值的影响,最后,引入了线宽压缩的概念分析了布里渊光纤陀螺的灵敏度。分析表明,除了耦合器插入损耗外,激光器光谱线宽也是影响精细度的重要因素,具体影响程度与激光器光谱线宽及谐振腔本征谱线宽度间的相对大小有关,受激布里渊散射阈值随激光器线宽的增加而近似线性增加,另外在其他参数相同的情况下,布里渊光纤陀螺的灵敏度比谐振式光纤陀螺高大约三个数量级。本文为布里渊光纤陀螺的光源选择及光路参数的优化设计过程提供了理论依据。     

两种捷联惯导系统自对准方法的比较研究

在用调平方法实现水平姿态角的对准过程中，通过不同的参数设计可实现不同阶段的对准功能。方位对准采用可平滑噪声的方位误差估算法，通过计算机仿真和实际系统实验表明此方法有较高的对准精度，对准时间为十几分钟。若在精对准时采用卡尔曼滤波方法，可在相对较短的时间内完成初始对准，仿真结果验证了这种方法的有效性。     

布里渊光纤环形激光器的发展与应用

随着光纤通讯和光纤传感技术的发展，布里渊光纤环形激光器迅速发展并得到了广泛应用。本文从光纤和几个主要光学器件的发展对布里渊光纤环形激光器的影响出发，综述了布里渊光纤环形激光器的发展历史，介绍了各种布里渊环形腔的特点，并探讨了它们的优点和存在的技术问题。布里渊光纤陀螺作为布里渊光纤环形激光器的主要应用，一经提出就受到了世界各国研究机构的普遍重视。与干涉型光纤陀螺相比，布里渊光纤陀螺采用的光纤长度要短得多，信号处理系统大大简化，在实现光纤陀螺高精度和小型化方面优势明显。文中还对布里渊光纤陀螺的原理和技术特点进行了分析，最后探讨了其发展过程中存在的技术问题及其发展前景。     

菲涅耳反射光强抑制及光隔离器测试系统设计

分析了菲涅耳反射光强对光纤陀螺的影响,提出了采用光纤研磨与折射率匹配相结合的方法抑制菲涅耳反射光,并进行了实验,实验结果表明该方案可成功的将反射光强从一百多微瓦降至万分之一纳瓦以下,消除了菲涅耳反射光强对陀螺信号的干扰;针对陀螺系统中采用光隔离器来隔离反射光对光源的影响,提出了一种使用很少仪器和元器件并能实现参数准确测量的光隔离器测试系统,实际测试了一款双级型光隔离器的主要性能参数并对测量结果与误差做了进一步的分析和讨论。     

光纤陀螺用光纤光源的新型自动温度控制

光源良好的平均波长稳定性是保证光纤陀螺标度因子稳定性的重要条件。而光纤光源平均波长的变化主要源于环境温度的变化。为了使光源获得更好的输出特性,需要对光源泵浦温度进行精密控制。文中阐述了一种基于FPGA和MAX1968芯片设计的光纤陀螺用光纤光源泵浦温度自动控制(ATC)技术。控制过程中提出了一种新的控制算法--递进式PID。与传统PID算法相比,递进式PID算法的最大特点是其各个参数可以随外界环境而变化。经试验测定,泵浦的温度稳定性能够稳定在±0.03℃以内,因而泵浦具有很好的平均波长稳定性。     

集成光学器件对光纤陀螺稳定性影响的研究

通过对集成光学器件调制特性的研究分析,指出了其调制特性影响光纤陀螺稳定性的主要原因,研究并设计了对集成光学器件调制度不稳定性进行实时跟踪补偿的方法,并对设计方案进行了实验,得到较好的实验效果,提高了光纤陀螺的稳定性.     

采用频分多路复用方案的干涉型光纤水听器阵列研究

从系统设计的角度,在介绍干涉型光纤水听器阵列采用基于相让产生载波（ＰＧＣ）技术的频分多路复用方案时的阵列构型、调制解调技术的基础上,通过对阵列输出信号频谱进行理论分析入手,重点揭示了在Ｊ×Ｋ阵列中阵列单元数Ｎ、可测信号幅度Ｄ和可测信号频率ωｓ之间的相互关系,以及制约Ｎ、Ｄ、ωｓ增大的关键因素。特别分析了最大可检测光相移及其随频率变化的规律。并用实验验证了有关理论分析得出的结果。     

Reverse electric field Monte Carlo simulation for vector radiative transfer in the atmosphere

In this paper, a reverse electric field Monte Carlo （REMC） method is proposed to study the vector radiation transfer in the atmosphere. The REMC is based on tracing the multiply scattered electric field to simulate the vector transmitted radiance. The reflected intensities with different total optical depth values are obtained, which accord well with the results in the previous research. Stokes vector and the degree of polarization are numerically investigated. The simulation result shows that when the solar zenith angle is determined, the zenith angle of detector has two points, of which the degree of polarization does not change with the ground albedo and the optical depth. The two points change regularly with the solar zenith angle. Moreover, our REMC method can be applied to the vector radiative transfer in the atmosphere-ocean system.