[發(fā)明專利]基于寬帶可調(diào)諧光電振蕩器的角速度測(cè)量裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810539959.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108614126B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王目光;張靜;唐宇;丁琪;牟宏謙;武蓓蕾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01P3/36
• 分類號(hào): G01P3/36
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 麻吉鳳

1.一種基于寬帶可調(diào)諧光電振蕩器的角速度測(cè)量裝置，其特征在于，該裝置包括：光源、第一光耦合器、可調(diào)節(jié)光延遲線、第一光環(huán)形器、第二光環(huán)形器、Sagnac環(huán)、第二光耦合器、光調(diào)制器、色散元件、光電探測(cè)器、微波放大器和功分器；其中

所述光源采用寬譜光源，其輸出端連接所述第一光耦合器；

所述第一光耦合器和所述第二光耦合器之間形成MZI，所述第一光耦合器用于將所述光源產(chǎn)生的光信號(hào)均勻分成兩路，使其沿所述MZI的兩個(gè)臂傳輸，所述第二光耦合器用于將沿所述MZI的兩個(gè)臂傳輸?shù)膬陕饭庑盘?hào)合成一路光信號(hào)，使其發(fā)生干涉；

所述可調(diào)節(jié)光延遲線的輸入端連接所述第一光耦合器，輸出端連接所述第一光環(huán)形器的a端口，用于使所述MZI的兩個(gè)臂上的光信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)初始相位差Δφ₀；

所述第二光環(huán)形器的a端口連接所述第一光耦合器的另一個(gè)輸出端；

所述Sagnac環(huán)連接所述第一光環(huán)形器和所述第二光環(huán)形器的b端口；

所述第一光環(huán)形器和所述第二光環(huán)形器的c端口連接所述第二光耦合器的輸入端；

所述光調(diào)制器的輸入端連接所述第二光耦合器的輸出端，用于將光電振蕩器所產(chǎn)生的微波信號(hào)調(diào)制到所述MZI輸出的光信號(hào)上，產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)；

所述色散元件的輸入端連接所述光調(diào)制器，輸出端連接所述光電探測(cè)器；

由所述色散元件輸出的光信號(hào)經(jīng)過(guò)所述光電探測(cè)器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，所述電信號(hào)經(jīng)過(guò)所述微波放大器放大后，由所述功分器分成兩部分，其中一部分加載到所述光調(diào)制器的射頻端，形成光電振蕩器的環(huán)路，另一部分作為微波信號(hào)的輸出，測(cè)量所述Sagnac環(huán)旋轉(zhuǎn)的角速度；

所述光源、MZI、光調(diào)制器、色散元件、光電探測(cè)器構(gòu)成一個(gè)微波光子濾波器；

所述Sagnac環(huán)置于所述MZI兩臂之間，用于使Sagnac效應(yīng)引起的相位變化轉(zhuǎn)化為MZI輸出干涉信號(hào)的FSR變化；

當(dāng)所述色散元件的群速度色散固定時(shí)，將角速度映射到所述微波光子濾波器的中心頻率上，進(jìn)而映射到所述光電振蕩器所產(chǎn)生微波信號(hào)的頻率變化上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于寬帶可調(diào)諧光電振蕩器的角速度測(cè)量裝置，其特征在于，所述第一光耦合器、可調(diào)節(jié)光延遲線、第一光環(huán)形器、第二光環(huán)形器、Sagnac環(huán)和第二光耦合器形成MZI；其中

進(jìn)入所述第一光環(huán)形器a端口的光信號(hào)，依次通過(guò)所述Sagnac環(huán)、所述第二光環(huán)行器b端口后，從所述第二光環(huán)行器c端口匯入所述第二光耦合器的輸入端；

進(jìn)入所述第二光環(huán)形器a端口的光信號(hào)，依次通過(guò)所述Sagnac環(huán)、所述第一光環(huán)行器b端口后，從所述第一光環(huán)行器c端口匯入所述第二光耦合器的輸入端。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于寬帶可調(diào)諧光電振蕩器的角速度測(cè)量裝置，其特征在于，所述Sagnac環(huán)作為角速度測(cè)量單元，以角速度Ω進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；

所述Sagnac環(huán)采用光纖構(gòu)成，所述光纖包括：?jiǎn)文９饫w、保偏光纖。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于寬帶可調(diào)諧光電振蕩器的角速度測(cè)量裝置，其特征在于，所述色散元件，用于引入一個(gè)與頻率相關(guān)的延遲；

所述色散元件包括：?jiǎn)文９饫w、線性啁啾光纖光柵和光環(huán)形器的組合或色散補(bǔ)償光纖。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于寬帶可調(diào)諧光電振蕩器的角速度測(cè)量裝置，其特征在于，所述光調(diào)制器包括：鈮酸鋰調(diào)制器、電吸收調(diào)制器。