[發明專利]一種可靈活擴展角速度測量范圍的光纖陀螺

無效

• 申請號: 201010206578.4
• 申請日: 2010-06-22
• 公開（公告）號: CN101871781A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 陳杏藩;王磊;劉承;舒曉武
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01C19/64
• 分類號: G01C19/64;G01P9/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

1.一種可靈活擴展角速度測量范圍的光纖陀螺，該光纖陀螺包括光源(1)、光電探測器(2)、光纖耦合器(3)、相位調制器(4)以及信號處理模塊(5)；光源(1)的尾纖和光電探測器(2)分別接光纖耦合器(3)同一側的光纖，光纖耦合器(3)另一側一根尾纖接相位調制器的入纖，光纖耦合器另一側的另一根處于自由狀態，光電探測器(2)將光信號轉換為電信號后送給信號處理模塊(5)，信號處理模塊(5)對其進行采樣，同時信號處理模塊(5)為相位調制器提供調制信號；其特征在于：該光纖陀螺還包括第一光纖環(6)和第二光纖環(7)，光纖陀螺的干涉回路的光纖長度為第一光纖環(6)和第二光纖環(7)的光纖長度和，而面積矢量為兩個光纖環的面積矢量之和；通過控制第一光纖環(6)和第二光纖環(7)的面積矢量參數實現對于角速度測試范圍的靈活配置。

2.根據權利要求1所述的一種可靈活擴展角速度測量范圍的光纖陀螺，其特征在于所述第一光纖環(6)和第二光纖環(7)具有以下特征：

A、第一光纖環(6)和第二光纖環(7)之間為串聯關系，第一光纖環(6)的一個光纖端口和第二光纖環(7)的一個光纖端口相互連接，而第一光纖環(6)和第二光纖環(7)的另外一個光纖端口分別和相位調制器(4)的兩個尾纖相互連接；第一光纖環(6)和第二光纖環(7)串聯起來作為光纖陀螺的干涉環路，干涉環路的長度為第一光纖環(6)和第二光纖環(7)的長度之和，渡越時間為光在第一光纖環(6)和第二光纖環(7)中傳播的時間之和，渡越時間是光纖陀螺調制解調周期的基本單位，如果渡越時間不變，則調制解調的周期和頻率保持固定不變；

B、光纖陀螺中的第一光纖環(6)和第二光纖環(7)的面積矢量方向相反，具體是使得兩個光纖環的敏感軸相互平行，并且方向相反，對應于兩個光纖環的繞線平面在同一個平面內，但繞線方向相反；

C、第一光纖環(6)和第二光纖環(7)的直徑相等，通過控制光纖環光纖繞制長度實現面積矢量參數的靈活配置；

D、通過控制面積矢量的參數實現系統角速度測量范圍的靈活配置。

3.根據權利要求1所述的一種可靈活擴展角速度測量范圍的光纖陀螺，其特征在于：所述角速度測量范圍的配置方法如下：記所述第一光纖環(6)和第二光纖環(7)的直徑為D，長度分別為L_P、L_N，記L＝L_P+L_N，dL＝L_P-L_N，那么其可測量的最大角速度Ω_π為：

Ω_π＝λc/(2D×dL)

式中λ、c分別為光源波長和真空中的光速，配置過程保持L不變，改變dL的參數大小，從而改變Ω_π的大小；由于L不變，所以渡越時間不變，從而信息處理模塊不需改變調制解調周期和頻率即可滿足不同角速度測量范圍的信息處理要求，這實現了光纖陀螺的標準化和模塊化。