光纤陀螺正交磁漂移研究

提出了与陀螺敏感环平面垂直的正交磁场作用下保偏光纤(PMF)陀螺产生非互易相位差(NPD)的理论,建立了相应的数学模型,并对该模型进行仿真分析和实验验证。正交磁致非互易相位差源于光纤的弯曲,与光纤环的直径、光纤直径、光纤长度及正交磁场大小等参数密切相关。理论、仿真和实验结果表明,光纤环尾纤与集成光学元件(IOC)尾纤0°熔接的保偏光纤陀螺的正交磁漂移在一定范围内随机分布,而45°熔接的保偏光纤陀螺的正交磁漂移比较稳定,其正交磁漂移与正交磁场大小呈线性关系。     

新型惯导系统光纤陀螺

陀螺作为一种重要的传感器在飞机，舰船，卫星定位，汽车定位导航等军用和民用方面有 应用。基于萨格克效应的新一代光学陀螺在国外已进入实用阶段。这里我们介绍光纤陀螺的国内外最新发展动态。     

谐振光学陀螺小型化半导体光源温控模块设计

半导体激光器以其窄线宽、驱动电路简单以及易于集成化等优势被广泛应用于谐振式光学陀螺 系统中。针对谐振光学陀螺小型化需求,设计了半导体激光器热电制冷器（TEC）温控模块。首先在 分析激光器管芯 TEC 模块传递函数特性的基础上,引入 PID 反馈模块,设计并确定合适的反馈参数。 结果表明补偿后闭环系统相位裕量为 76 °,增益裕量为 44.8 dB,具有较好的直流响应和动态性能,并 测得稳定工作时温度波动量小于 0.01℃。最后对激光器输出光学性能进行测试,中心频率漂移在 10 MHz 量级,激光器线宽为 3.1 kHz,结合谐振式光学陀螺的典型参数计算得到谐振腔精细度为 33, 极限灵敏度为 0.14 °/h。满足高性能谐振式光学陀螺中小型化光源的使用需求。     

保偏光纤精确定位方法的研究

本文简要回顾了现有的保偏光纤方位角定位方法,在实用性较强的POL法基础上,提出了POLM方法.用熊猫光纤实测表明它可提高定位精度到1°以内,并显著增强测量稳定性与调整容差,从而显示出极强的实用性.     

三种保偏光纤几何参数测量算法

介绍了利用光纤端面图像采集和图像处理技术进行熊猫型保偏光纤几何参数测量的方法,重点介绍了三种图像处理算法——基于灰度分割和直方图分布的算法、基于Canny边缘检测和改进Hough变换的算法、基于Canny边缘检测和圆边界点选取的算法及其实现。利用三种方法对不同的光纤端面图像进行了处理,并对处理结果进行了对比分析。结果显示:三种算法均可用于熊猫型保偏光纤几何参数测量,针对不同的光纤端面图像选择合适的处理算法,可以实现快速、准确的测量。通过提高端面图像的分辨率,可以提高保偏光纤几何参数测量精度,基于该方法开发的自动化测量系统已成功应用于保偏光纤的质量与一致性实验。     

基于卡尔曼滤波的真空光阱悬浮微球位移探测

在光阱实际测量中,过程噪声以及光电测量噪声严重影响微球位移实时探测的灵敏度,针对这一问题,提出基于卡尔曼滤波的方法对微球位移进行探测.将光阱中微球运动的谐振子模型改写成卡尔曼滤波的状态转移矩阵形式,获得具有高灵敏度和高信噪比的微球位移信号.仿真结果表明:1 MHz的采样频率下,101kPa气压下滤波后的真空光阱微球位移的探测均方根误差从1nm降到0.27nm.实验结果表明,在293K、101kPa气压下对实测的微球位移信号进行滤波,探测均方根误差从2.8nm降到1.1nm;其他参数不变,在1Pa气压下均方根误差从5.2nm降到2.1nm.该方法可应用于高真空下光阱微球质心运动的激光冷却反馈方案.     

光纤陀螺高速高精度无线测试系统研究

介绍了高速高精度无线数据传输系统,解决了在光纤陀螺性能测试中有线数据传输的电磁干扰问题.以系统级射频芯片为核心,构成双向的无线通讯模块,实现了在电磁干扰环境下光纤陀螺数据高速、准确无误地传输.通过光纤陀螺标度因数测试表明,本系统具有抗电磁干扰强、高速、误码率低等特点.     

μ检验法测量陀螺阈值

为了能高效、准确地测量陀螺的阈值,介绍了一种“正交多点”的对准方案和基于数理统计原理测量陀螺阈值的方法,并且分析了该方法的测量不确定度。     

去偏光纤陀螺轴向磁场问题的理论研究

运用琼斯矩阵，对去偏光纤陀螺轴向磁场灵敏度进行研究.基于单色光分析了轴向磁场产生的法拉第非互易相位差的机理，理论推导了实际的非互易相位差，给出仿真结果、分析结果和实验结果，并提出减小轴向磁场作用下的Faraday非互易相位差的主要方法是使得两个消偏器的45°误差之和(θ3+θ4)→0.     

高性能Lyot光纤消偏器设计的理论研究

从理论上严格地分析了当部分偏振光入射到Lyot型光纤消偏器时，出射光的偏振度。在此基础上得到了消偏器长度与两段保偏光纤主轴之间的转角需要满足的要求，为实际制作Lyot型光纤消偏器提供了理论指导。