[發明專利]具有中心波長監控調節功能的光纖陀螺儀

無效

• 申請號: 200810218291.6
• 申請日: 2008-12-09
• 公開（公告）號: CN101750058A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 姜恩穎
• 申請（專利權）人: 姜恩穎
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光學陀螺儀，具體是一種光纖陀螺儀，屬于陀螺技術領域。

背景技術

光纖陀螺儀是一種結構簡單、成本低廉、易于批量生產的陀螺儀。它的發展是以低損耗光纖和小型可靠的半導體光源為前提條件，利用光纖構成的一種干涉儀，屬于光學、靜止型陀螺儀，它從本質上擺脫了轉子陀螺的范疇，而且由于光纖陀螺采用的是全固態設計，和其它陀螺相比，由于其明顯的優點，將逐步取代傳統機械式陀螺儀。

光纖陀螺性能的發展是隨著光電技術的發展而發展的。目前，光纖陀螺的應用向兩個方向發展：一是應用于慣性導航系統的高精度光纖陀螺儀，開發出具有低漂移、高穩定性、強抗干擾能力的光纖陀螺儀產品，并將其應用于工程實踐中，具體目標為將漂移降到0.001～0.1°/h以下。光纖陀螺儀的另一個應用方向是研制漂移大干10°/h的低成本、軍民兩用光纖陀螺儀產品(一般指開環陀螺儀)。這一方向的側重點是降低成本、增強其竟爭力、擴大其應用范圍。光纖陀螺儀作為測量角速度、角位移的器件，是慣導系統中不可缺少的關鍵部件，被廣泛的應用于宇宙飛行器、飛機、導彈、艦船、裝甲車、汽車導航系統中。

但目前光纖陀螺的標度因子存在一定的不穩定性，其中很大程度上來源于超輻射二極管SLD光源的波長漂移。閉環光纖陀螺的標度因數誤差與平均波長的變化量成比例。所以如何解決SLD光源波長漂移就是擺在我們面前的一個重大技術難題。

發明內容

本發明旨在提供一種可以有效控制光源的波長穩定性，包括但是不限于中心波長和平均波長，明顯提高光纖陀螺的標度因子的穩定性的光纖陀螺儀。

為實現上述目的，本發明的一種具有中心波長監控調節功能的光纖陀螺儀，包括光源、耦合器、MIOC集成光學多功能調制器，還包括用于檢測和計算波長偏移的波長檢測元件、波長反饋控制電路、光波調節部件，所述波長檢測元件通過波長反饋控制電路將數據傳送至光波調節部件，光波調節部件根據接收的數據調節寬帶光源的平均波長。

所述波長檢測元件接在耦合器的一輸出端口，以檢測SLD光源輸出的部分光波長。

所述耦合器與MIOC集成光學多功能調制器之間插入有第二耦合器，第二耦合器分出一部分從MIOC集成光學多功能調制器返回后的光波長，波長檢測元件接在第二耦合器的一端，以檢測從MIOC集成光學多功能調制器返回后的光波長。

所述光波調節部件由電流驅動元件和溫度控制元件組成。

所述波長檢測元件可采用波長敏感的光電探測器、光纖光柵、光濾波器、波分復用器等多種對波長敏感的有源和無源器件。

本發明的技術方案克服了光源因為溫度和時間緩變引起的波長漂移，耦合器的波長相關性隨溫度的漂移，MIOC集成光學多功能調制器的波長傳輸特性隨溫度的漂移，以及光纖環、探測器光電器件的綜合波長相關特性，從而有效地解決了光源波長穩定性的問題，提高了光纖陀螺系統的標度因子穩定性。

附圖說明

圖1為本發明具體實施例一的結構框圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實施例一中的光纖陀螺儀，包括SLD在內的寬帶光源、耦合器，在耦合器的一輸出端口連接波長檢測元件1，該波長檢測元件1用于檢測和計算波長偏移。波長檢測元件1通過波長反饋控制電路2將數據傳送至光波調節部件3，光波調節部件3連接到SLD光源，并根據接收的數據調節SLD光源。

本發明的實施例二，雖未有圖紙標明，但其與實施例一大致相同，區別在于在耦合器與MIOC集成光學多功能調制器之間插入有第二耦合器，第二耦合器分出一部分從MIOC集成光學多功能調制器返回后的光波長，波長檢測元件1接在第二耦合器的一端，以檢測從MIOC集成光學多功能調制器返回后的光波長。

其中，波長檢測元件1為對光波長敏感的光學元件，該元件包括，但是并不限于波長相關光電探測器、光纖光柵、包括波長相關的各種光學濾波器，波分復用器等多種對波長敏感的有源和無源器件。光波調節部件由電流驅動元件和溫度控制元件組成。

當系統中心波長由于各個光學元器件的變化，該變化可能由于溫度、震動、以及隨時間的緩變等引起，包括但是不限于這些原因導致的變化，當該變化導致波長漂移時，波長相關的探測光纖元器件即會探測到波長的漂移。該波長包括中心波長、平均波長、或者其他能夠描述系統波長的參數，系統將探測到的波長與之前記錄的數值進行比較，如果有偏差，則實時進行修正，包括對陀螺輸出數據的修正，并且對SLD光源進行調節，使之的波長變化，以補償由于各種原因導致的中心波長變化。目的是使陀螺的輸出保持恒定，大幅度減小由于各種外界、或者內部的不確定性、或者固有的因素而引起誤差。