[實(shí)用新型]環(huán)形諧振腔及其諧振式光纖陀螺

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520739486.0
• 申請(qǐng)日: 2015-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN205002778U
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉承香;李景振;吳旭;李明;吳棟;阮雙琛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C19/72
• 分類號(hào): G01C19/72
• 代理公司: 深圳市恒申知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44312
• 代理人: 王利彬

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光學(xué)傳感及信號(hào)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及環(huán)形諧振腔及其諧振式光纖陀螺。

背景技術(shù)

諧振式光纖陀螺是一種基于光學(xué)薩格奈克效應(yīng)產(chǎn)生的諧振頻率差來檢測(cè)物體轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的新型慣性傳感器，是慣性導(dǎo)航與姿態(tài)控制系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的器件之一。諧振式光纖陀螺在無任何外部參考系的情況下，也能測(cè)量到物體相對(duì)于慣性空間轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，可廣泛運(yùn)用于航空航天、武器裝備、民用工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，在國家安全和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用。諧振式光纖陀螺中的環(huán)形諧振腔是整個(gè)系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的角速度敏感器件，環(huán)形諧振腔通過檢測(cè)腔內(nèi)順、逆時(shí)針兩路光波之間的諧振頻率差的大小來實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度測(cè)量。

目前諧振式光纖陀螺所采用的環(huán)形諧振腔主要有兩種類型：反射式環(huán)形諧振腔和透射式環(huán)形諧振腔。如圖1所示為采用反射式環(huán)形諧振腔的諧振式光纖陀螺結(jié)構(gòu)，其中包括：激光器L，耦合器C1、C2、C3、C4，相位調(diào)制器PM1、PM2，光電探測(cè)器PD1、PD2，對(duì)于反射式環(huán)形諧振腔來說，由于大部分光波都是從腔內(nèi)另外一側(cè)輸出，因此腔內(nèi)順逆時(shí)針的光波互相干擾比較大，而且整個(gè)諧振式光纖陀螺系統(tǒng)中至少需要4個(gè)耦合器，成本比較高。如圖2(a)所示為采用透射式環(huán)形諧振腔的諧振式光纖陀螺結(jié)構(gòu)，其中包括：激光器L，耦合器C1、C2、C3，相位調(diào)制器PM1、PM2，光電探測(cè)器PD1、PD2，對(duì)于透射式環(huán)形諧振腔來說，由于環(huán)形諧振腔中的光電探測(cè)器輸出的諧振曲線是暗背景的亮峰，如圖2(b)所示，信噪比小，不利于提高陀螺的檢測(cè)精度。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種環(huán)形諧振腔，旨在解決現(xiàn)有的環(huán)形諧振腔信噪比比較小或者需要的耦合器多、成本大的問題。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種環(huán)形諧振腔，包括兩束光纖，該環(huán)形諧振腔還包括第一分光器件和第二分光器件，所述第一分光器件的兩端分別通過所述兩束光纖與所述第二分光器件的兩端一一對(duì)應(yīng)連接，圍合成一個(gè)封閉回路。

進(jìn)一步地，所述第一、第二分光器件為耦合器、分束器或環(huán)形器。

本實(shí)用新型還提供一種諧振式光纖陀螺，包括如上所述任一的環(huán)形諧振腔、激光器、第三分光器件、與所述第一分光器件連接的第一光電探測(cè)器和與所述第二分光器件連接的第二光電探測(cè)器；

所述激光器用于產(chǎn)生光波；

所述第三分光器件用于接收所述激光器產(chǎn)生的光波，并將光波分成兩束光；

所述第一、第二分光器件分別接收所述第三分光器件發(fā)出的兩束光，并分別將各自接收到所述第三分光器件發(fā)出的光束以及每次接收到的在所述封閉回路中循環(huán)傳輸?shù)墓馐俅畏殖蓛墒猓?/p>

對(duì)于所述第一分光器件再次分束得到的兩束光，其中一束光經(jīng)所述第一光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后輸出，另一束光在所述封閉回路中循環(huán)傳輸；

對(duì)于所述第二分光器件再次分束得到的兩束光，其中一束光經(jīng)所述第二光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后輸出，另一束光在所述封閉回路中循環(huán)傳輸。

進(jìn)一步地，所述諧振式光纖陀螺還包括第一相位調(diào)制器和第二相位調(diào)制器；所述第一相位調(diào)制器置于所述第三分光器件與所述第一分光器件之間，用于將所述第三分光器件分出的其中一束光進(jìn)行相位調(diào)制后輸出給所述第一分光器件；所述第二相位調(diào)制器置于所述第三分光器件與所述第二分光器件之間，用于將所述第三分光器件分出的其中另一束光進(jìn)行相位調(diào)制后輸出給所述第二分光器件。

進(jìn)一步地，所述第三分光器件為耦合器、分束器或環(huán)形器。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：所述的環(huán)形諧振腔采用兩個(gè)分光器件與光纖圍合成封閉的回路，能使從環(huán)形諧振腔中輸出的光信號(hào)經(jīng)過光電探測(cè)器轉(zhuǎn)化成電信號(hào)時(shí)，輸出的諧振曲線為亮背景的暗峰，信噪比大，有利于提高陀螺的檢測(cè)精度。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的采用反射式環(huán)形諧振腔的諧振式光纖陀螺的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2(a)是現(xiàn)有技術(shù)提供的采用透射式環(huán)形諧振腔的諧振式光纖陀螺的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2(b)是圖2(a)輸出的電信號(hào)示意圖；

圖3(a)是本實(shí)用新型諧振式光纖陀螺的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3(b)是圖3(a)輸出的電信號(hào)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。