[發(fā)明專利]一種基于極化子Sagnac相位的角速率高精度檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611244307.1
• 申請(qǐng)日: 2016-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107045070B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任元;張建偉;謝璐;李俊超;林源;王盛軍;王衛(wèi)杰;劉通
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍裝備學(xué)院
• 主分類號(hào): G01P3/36
• 分類號(hào): G01P3/36
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

1.一種基于極化子Sagnac相位的角速率高精度檢測(cè)方法：受到疊加態(tài)渦旋光的激發(fā)影響，極化子輻射出的大量光子繼承了疊加態(tài)渦旋光的相位信息并在檢測(cè)裝置上形成干涉圖樣，將干涉圖樣進(jìn)行分區(qū)：奇數(shù)空間和偶數(shù)空間；利用疊加態(tài)渦旋光波函數(shù)可得出奇數(shù)空間和偶數(shù)空間總光強(qiáng)大小；利用奇數(shù)空間、偶數(shù)空間總光強(qiáng)相減建立相對(duì)光強(qiáng)差，推導(dǎo)相對(duì)光強(qiáng)差與極化子Sagnac相位的關(guān)系表達(dá)式，進(jìn)而得出相對(duì)光強(qiáng)差和系統(tǒng)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系表達(dá)式；考慮各種噪聲的影響，得出信噪比達(dá)到1所需的時(shí)間，當(dāng)信噪比大于1時(shí)，可以檢測(cè)出極化子的Sagnac相位，得出系統(tǒng)角速率信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于極化子Sagnac相位的角速率高精度檢測(cè)方法，其特征在于：極化子受疊加態(tài)渦旋光的激發(fā)，極化子會(huì)輻射出大量的光子并在檢測(cè)裝置上形成干涉圖樣，將干涉圖樣等份分成兩部分，分為奇數(shù)空間和偶數(shù)空間，根據(jù)疊加態(tài)渦旋光波函數(shù)，分別得出奇數(shù)空間和偶數(shù)空間的總光強(qiáng)與極化子Sagnac相位的關(guān)系式：

定義δ為通過(guò)空間相減得到的相對(duì)光強(qiáng)變化：

得出相對(duì)光強(qiáng)差與極化子Sagnac相位之間的關(guān)系式：

得出相對(duì)光強(qiáng)差與系統(tǒng)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系：

從而相對(duì)光強(qiáng)差可以作為陀螺信號(hào)敏感系統(tǒng)轉(zhuǎn)速，可由相對(duì)光強(qiáng)差求出系統(tǒng)轉(zhuǎn)速，I₀為總光強(qiáng)，I₁為奇數(shù)空間總光強(qiáng)，I₂為偶數(shù)空間總光強(qiáng)，Δφ為極化子的Sagnac相位差，Ω為系統(tǒng)轉(zhuǎn)速，l為渦旋光拓?fù)浜蓴?shù)，t為檢測(cè)時(shí)間；信噪比公式：

其中N(0)為空間時(shí)間無(wú)關(guān)噪聲，N(θ)為空間相關(guān)時(shí)間無(wú)關(guān)噪聲，N(q)為量子極限噪聲，空間累加可以減小N(q)，空間相減可以消除N(0)，N(θ)；在只考慮量子極限噪聲情況下，信噪比：

其中N_p為CCD檢測(cè)的總信號(hào)光子數(shù)，滿足

其中N_el為單個(gè)像素點(diǎn)的滿阱電子數(shù)，N_pi為總像素點(diǎn)數(shù)，N_fp為每秒采樣次數(shù)，t為檢測(cè)總時(shí)間，可得

SNR＝1所需的時(shí)間：