[發明專利]光功率反饋的單路閉環諧振式光學陀螺

有效

• 申請號: 201310604323.7
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103712615A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 李學輝;金仲和;張顧洪;馬慧蓮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及光學傳感以及信號檢測技術領域，尤其涉及一種光功率反饋的單路閉環諧振式光學陀螺。

背景技術

單路閉環諧振式光學陀螺（Resonator?Optic?Gyro，ROG）是利用光學Sagnac效應實現對轉動檢測的一種高精度的微型慣性傳感器。無振動部件的單路閉環諧振式光學陀螺具有小型化，精度高，抗震動等優點。相比微機械陀螺（Micro?Electro?Mechanical?Systems，MEMS）和光纖陀螺（Interferometric?Fiber?Optical?Gyroscope，IFOG），ROG將具有更大的優勢。

在諧振式集成光學陀螺中，激光功率的波動除了會影響陀螺輸出標度因素穩定性外，還會引起光克爾效應等。此外，在構建對稱互易結構的陀螺系統時候，對光功率的穩定性也提出了較高的要求，因此，需要開展環路光功率穩定技術研究。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種光功率反饋的單路閉環諧振式光學陀螺。

一種光功率反饋的單路閉環諧振式光學陀螺包括由可調諧激光器、光學分路器、第一光功率控制器件/移頻器、第二光功率控制器件/移頻器、第一調制器、第二調制器、光學諧振腔、光電轉換模塊構成的光學系統，和由一次頻解調模塊、二次頻解調模塊、第一鎖定反饋模塊、第二鎖定反饋模塊、第三鎖定反饋模塊、第一功率反饋模塊、第二功率反饋模塊構成的處理電路。可調諧激光器與光學分路器相連，光學分路器出口分別與第一光功率控制器件/移頻器、第二光功率控制器件/移頻器相連，第一光功率控制器件/移頻器出口經第一調制器與光學諧振腔相連，第二光功率控制器件/移頻器經第二調制器與光學諧振腔相連，光學諧振腔出口與光電轉換模塊相連。光電轉換模塊出口分別與一次頻解調模塊、二次頻解調模塊相連，一次頻解調模塊出口分成兩路，一路經頻率反饋模塊與可調諧激光器調諧端相連，一路作為陀螺輸出。二次頻解調模塊出口分成兩路，一路經第一功率反饋模塊與第一光功率控制器件/移頻器相連，另一路經第二功率反饋模塊與第二光功率控制器件/移頻器相連。

所述的第一移頻器和第二移頻器為聲光移頻器或光學相位調制器。所述的光學諧振腔為光纖或者集成光學器件。所述的光學諧振腔的結構為透射式光學環形腔或反射式光學環形腔。

另一種光功率反饋的單路閉環諧振式光學陀螺包括頻率可調激光器、隔離器、耦合器、第一聲光移頻器、第一相位調制器、第二聲光移頻器、第二相位調制器、第一壓控振蕩器、第二壓控振蕩器、第一信號源、第二信號源、第一鎖相放大器、第二鎖相放大器、第一光電探測器、第二光電探測器、第一環形器、第二環形器、光學環形諧振腔芯片、頻率伺服回路、數據記錄儀、第三鎖相放大器、第四鎖相放大器、第一功率伺服回路、第二功率伺服回路；頻率可調激光器與隔離器、耦合器順次相連，耦合器輸出分兩路，一路經第一聲光移頻器、第一相位調制器、第一環形器與光學環形諧振腔相連，另一路經第二聲光移頻器、第二相位調制器、第二環形器與光學環形諧振腔相連，光學環形諧振腔輸出分兩路，一路經第一環形器與第一光電探測器相連，另一路經第二環形器與第二光電探測器相連，第一光電探測器輸出分成兩路，一路經第一鎖相放大器、頻率伺服回路與與頻率可調激光器相連，另一路經第三鎖相放大器、第一功率伺服回路與第一聲光移頻器相連。第二光電探測器輸出分成兩路，一路經第二鎖相放大器與數據記錄儀相連，另一路經第四鎖相放大器、第二功率伺服回路與第二聲光移頻器相連。

本發明與現有技術相比具有的有益效果：

1）本發明提供的光功率反饋的單路閉環諧振式光學陀螺有利于提高單路閉環諧振式光學陀螺光功率的穩定性，提高陀螺輸出穩定性；

2）本發明提供的光功率反饋的單路閉環諧振式光學陀螺有利于提高陀螺系統的線性度，減小光學克爾噪聲；

3）本發明提供的光功率反饋的單路閉環諧振式光學陀螺，有利于提高陀螺系統的對稱性，降低互易性噪聲。

附圖說明

圖1是光功率反饋的單路閉環諧振式光學陀螺結構示意圖；

圖2是基于聲光移頻器光功率反饋的單路閉環諧振式光學陀螺結構示意圖；