三角波调制对谐振微光学陀螺偏置稳定性的影响

谐振式微光学陀螺是一种新型的惯性传感仪器,与传统的机械陀螺与其他光学陀螺相比具有很多理论上的优势。通过分析抑制载波和提高信噪比,深入地研究了三角波调制频率和幅度对谐振式微光学陀螺偏置稳定性的影响。通过理论计算和仿真分析,考虑得到更好的载波抑制效果,调制幅度应选为15.44 V;考虑提高信噪比,调制频率应设为1 MHz。搭建了谐振式微光学陀螺系统,实验测试结果与理论分析吻合较好。此外,采用优化的调制参数,陀螺的偏置稳定性由0.39 ()/s提高到0.18 ()/s(10 s积分时间)。研究结果表明:选择优化的调制三角波参数可以将陀螺偏置稳定性提高一倍,对于其他调制方案,如正弦波相位调制方案,同样可以通过分析载波抑制和信噪比优化调制参数,改善陀螺偏置稳定性。     

一种硅基SiO_2波导耦合器的设计与分析

波导耦合器是组成光纤传感系统和光纤通信系统光收发组件及模块的重要元器件,是实现光收发模块一体化光电集成的基础。给出了一种用光纤陀螺系统的X型四端口波导耦合器的工作原理,采用有效折射率法和BPM(Beam propagation method)法建立了耦合器的数学模型,计算并分析了耦合器尺寸在尽可能小的情况下和在满足单模传输的条件下耦合器的耦合系数、有效耦合长度、分光比以及回波损耗等参数之间的关系,并对其关键技术进行了系统的研究。仿真结果表明,所设计的波导耦合器在低损耗情况下分光比可达到50%∶50%,耦合器全长为33.5mm,输入输出波导间距为410μm,芯层截面积为6μm×6μm。     

Studies on 2,4-DNT Mixtures Using Reflection Terahertz Time Domain Spectroscopy for Explosives Detection

Absorption spectra （0.2-1.8 THz） of the mixtures of explosive 2,4-DNT and polyethylene（PE） at different ratios are obtained using reflection terahertz time domain spectroscopy （THz-TDS）. The pronounced absorption peak of 2,4-DNT at 1.08 THz is always observed for the mixtures with 2,4-DNT ratios above 20%. Experimental results demonstrate that more applicable and realistic THz-TDS in reflection geometry can be used to distinguish explosive mixed with other material having no THz fingerprints, and has a high potential in the detection of explosives.     

星载激光测高仪接收放大器参数的优化设计

为使星载激光测高仪满足测量精度的需求,分析了接收放大器部分的设计原则与要求,对带宽、信噪比、探测灵敏度和放大倍数等主要性能参数进行了理论分析与研究,得到了性能参数的关系和优化的参量。理论结果表明,在激光测高仪测量范围为450 km~650 km,激光脉冲宽度为8 ns~12 ns,工作波长为532 nm与1 064 nm的情况下,对放大器性能参数进行分析计算,可以满足虚警率为1%的星载激光测高仪的设计需求。     

MOEMS陀螺的空间谐振腔微镜调节新方法

空间谐振腔是空间谐振式MOEMS陀螺的核心敏感器件,构成谐振腔的微镜的调节是实现谐振腔的关键。提出了一种基于耦合原理调节空间谐振腔竖直微镜的方法。针对使用微加工工艺制作的竖直微镜,运用耦合原理将以往避免的调节耦合量作为有益量完成对微镜的空间调节。通过相应的调节基本结构及调节方法,对由相应的结构构成的微谐振腔分别进行了MATLAB及ANSYS仿真和分析。结果证实了此调节方法的可行性,基于该调节方法和调节结构完全能够实现微镜的高精度空间调节,对MOEMS陀螺的空间谐振腔的调整具有可靠的调节稳定性及更高的集成度,为空间谐振式MOEMS陀螺的实现提供一条新的路线。     

谐振式微光学陀螺偏置频率调制技术研究

谐振式微光学陀螺(RMOG)是一种基于光学Sagnac效应的新型角速度传感器.提出了基于模拟波形连续线性相位调制技术的偏置频率调制.与传统的双频率锯齿波调制以及数字调制方法相比,偏置频率调制消除了由于锯齿波回扫或数字波形中的台阶效应引入的脉冲噪声.从理论上推导了连续线性相位调制波形参数与陀螺的动态范围和灵敏度的关系,得...     

用于集成光学陀螺的波导谐振腔设计

给出了一种集成光学陀螺谐振腔的优化设计方案,在保证集成光学陀螺精度的同时更利于微型化。选用传输损耗为0.01dB/cm的硅基二氧化硅材料作基底,谐振腔内损耗仅为0.5dB,保证了谐振腔的高清晰度;采用准单模矩形波导结构,利用弯曲波导对一阶模的有效限制实现了光的基模传输,利于谐振腔的小型化;分析了波导的传输损耗、波导耦合器分光比对谐振腔性能及陀螺极限灵敏度的影响,得出波导耦合器分光比的优化参数,并仿真得到谐振腔的谐振清晰度达到70以上。在激光器线宽为30kHz,探测器响应度0.95A/W,积分时间为10s的条件下,系统的极限灵敏度为1.6°/h。     

法拉第磁光效应与电致旋光效应互补特性实验

利用单块钼酸铅(PbMo_O4,PMO)晶体,实验验证了法拉第磁光效应与电致旋光效应的互补特性.该实验的教学意义在于使学生通过实验理解这两个光学效应的共同本质属性,即它们均属于外场致偏振旋光调制.实验装置主要包括两个偏振器、钼酸铅晶体及其调制电压源和电流源;当将相位相反的交流调制电流和电压同时施加于钼酸铅晶体时,实验观测到磁光调制和电致旋光调制具有相互补偿的特性,其补偿电压约为0.541 kV/A.     

硅基孔状光子晶体高选择性滤波器设计

通过平面波展开法研究了三角孔状光子晶体晶格的能带结构,并考虑了该过程的辐射损耗.用时域有限差分的方法模拟计算了对应六边形环行腔结构的光谱透射特性,得出优化的晶格周期和占空比.在C波段上,优化的结构达到了98.8%的光学选择比和32.9 nm的半高全宽.用光刻和反应离子刻蚀的方法对样片的加工过程进行了尝试并给出加工参量.搭建相应的系统测试了样片的光谱性能,结果表明:实际样片孔状的样片较之柱状样片更为稳定,而基于环行谐振腔的结构在未来有应用于滤波器、波分复用系统、微陀螺等领域.     

空间干涉式MOEMS陀螺的实验研究

提出一种基于微镜构成的空间螺旋光路的干涉式MOEMS陀螺,并对其进行了原理验证实验研究。此种光路结构中光束在自由空间传播,可减少损耗;无耦合问题,无背向散射;无运动部件,并且可利用微光机电工艺进行加工。在理论分析的基础上,通过实验设计,利用锁相放大器等对处于一定转速转台上陀螺的输出信号进行检测,得到的转台转速与实际转速比较结果非常接近,实现了陀螺的Sagnac效应原理验证,零漂8.16(°)/h。