[實用新型]一種閉環(huán)控制的干涉型光纖加速度計

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220310618.4
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN202693613U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設計）人: 王冬云;王明超;舒曉武;劉承
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01P15/093
• 分類號: G01P15/093
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本實用新型涉及一種光纖加速度計，尤其是涉及一種閉環(huán)控制的干涉型光纖加速度計。

技術背景

光纖加速度計是一種光-機-電技術一體化的新型慣性系統(tǒng)，由于光纖加速度計具有抗電磁干擾，靈敏度高，能在惡劣環(huán)境(高溫，高壓力、高場強、易燃，易爆、強腐蝕等)下工作，體積小，重量輕，成本低等優(yōu)點，已成為近年研究的熱點。

隨著技術的發(fā)展，對加速度計的靈敏度、頻率響應要求也越來越高。但由于光的頻率一般為10¹⁴Hz，光檢測器不能跟蹤這樣高的頻率，所以相位調(diào)制信號不能直接被探測到。一般將相位調(diào)制轉(zhuǎn)換成強度調(diào)制，將相位檢測轉(zhuǎn)換成強度檢測。作為一種慣性系統(tǒng)，加速度計常與陀螺一同使用，現(xiàn)有的陀螺信號的調(diào)制與檢測技術較成熟，如能在加速度計的信號調(diào)制與檢測中應用將會帶來較大的優(yōu)勢，但現(xiàn)有的加速度計的結構還不能直接沿用陀螺信號的調(diào)制檢測系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決技術背景中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種閉環(huán)控制的干涉型光纖加速度計，使檢測靈敏度提高，也便于陀螺與加速度計共用一套調(diào)制系統(tǒng)。

本實用新型采用的技術方案是：

光從光源輸出，光源的輸出端與第一耦合器的第一輸入端連接，第一耦合器的輸入輸出端與波導耦合器部分的輸入輸出端連接，探測器與第一耦合器的第一輸出端連接；波導耦合器部分的第一輸出端、第二輸入端、第二輸出端和第一輸入端分別與第一隔離器輸入端、第二隔離器輸出端以及光纖柔性盤的第二輸入端、第一輸出端連接；光纖柔性盤的第一輸入端經(jīng)第一光纖環(huán)與第一隔離器的輸出端連接，光纖柔性盤的第二輸出端經(jīng)第二光纖環(huán)與第二隔離器的輸入端連接。

所述的波導耦合器部分包括Y波導、第二耦合器和第三耦合器；?Y波導的第一輸入輸出端與第二耦合器的第一輸入輸出端連接，Y波導的第二輸入輸出端與第三耦合器的第一輸入輸出端連接；

Y波導的輸入輸出端與所述第一耦合器的輸入輸出端連接，第二耦合器的第一輸出端與所述第一隔離器輸入端連接，第二耦合器的第二輸入端與所述第二隔離器輸出端連接，第三耦合器的第二輸出端、第一輸入端分別與所述光纖柔性盤的第二輸入端、第一輸出端連接。

所述的波導耦合器部分采用集成光學芯片；集成光學芯片結構如下：在鈮酸鋰基片上的Y形大分支的兩個分支端分別光刻有第一Y形小分支和第二Y形小分支，Y形大分支的兩個分支端分別作為第一Y形小分支和第二Y形小分支的合束端，?在Y形大分支的兩個分支端的兩側均鍍有電極；Y形大分支的合束端與所述第一耦合器的輸入輸出端連接，第一Y形小分支的兩個分支端分別與所述第一隔離器輸入端、第二隔離器輸出端連接，第二Y形小分支的兩個分支端分別與所述光纖柔性盤的第二輸入端、第一輸出端連接。

所述的Y波導輸入輸出端到第二隔離器輸出端的光程L1與Y波導輸入輸出端到光纖柔性盤第一輸出端的光程L2之間的光程差滿足|L1-L2|<20微米。

所述的Y波導輸入輸出端到第二耦合器第二輸入端的光程L3與Y波導輸入輸出端到第三耦合器第一輸入端的光程L4之間的光程差滿足|L3-L4|<20微米。

本實用新型具有的有益效果是：

本實用新型使光纖加速度計信號的調(diào)制檢測可以借用成熟的干涉式光纖陀螺的閉環(huán)調(diào)制檢測方式，也為陀螺與加速度計共用一套調(diào)制系統(tǒng)提供了可能。閉環(huán)調(diào)制檢測方式抗干擾能力強，穩(wěn)定性高，線性度好，精度與測量值無關，動態(tài)范圍大，這樣使該系統(tǒng)降低了噪聲與飄移，提高精度與穩(wěn)定性。

附圖說明：

圖1是本實用新型采用Y波導、第二耦合器和第三耦合器的結構示意圖。

圖2是集成光學芯片結構示意圖。

圖3是本實用新型采用集成光學芯片的結構示意圖。

圖4是光纖柔性盤表面示意圖。

圖5是本實用新型光程差匹配結構示意圖。

圖6是本實用新型及其調(diào)制系統(tǒng)的示意圖。

圖中：1.光源，2.探測器，3.第一耦合器，4.Y波導，5.第二耦合器，6.第三耦合器，7.第一隔離器，8.第二隔離器，9.第一光纖環(huán)，10.第二光纖環(huán)，11.光纖柔性盤，12.A/D轉(zhuǎn)換器，13.數(shù)字信號處理單元，14.D/A轉(zhuǎn)換器，15.集成光學芯片。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明。