[發明專利]一種保偏全互易雙向光載微波諧振系統及其檢測角速度的方法

有效

• 申請號: 201811290655.1
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109323690B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 宋開臣;于晉龍;葉凌云;王菊
• 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: 劉靜;邱啟旺

1.一種保偏全互易雙向光載微波諧振系統，其特征在于，該系統包括雙向光放大器(1)、窄帶雙向光濾波器(2)、第一光電強度調制器(5)、光耦合器(6)、光纖敏感環工作結構(9)、第二光電強度調制器(11)、第一再生腔延時調節單元(12)、第一高速光電探測器(13)、第一微波濾波放大單元(14)、第一微波功分器(15)、第二再生腔延時調節單元(19)、第二高速光電探測器(20)、第二微波濾波放大單元(21)、第三微波功分器(22)和微波頻率差檢測單元(23)；

所述雙向光放大器(1)、窄帶雙向光濾波器(2)、第一光電強度調制器(5)、光耦合器(6)、光纖敏感環工作結構(9)、第二光電強度調制器(11)依次連接構成順時針方向環形諧振腔；順時針方向諧振光依次經過光耦合器(6)、第一再生腔延時調節單元(12)、第一高速光電探測器(13)、第一微波濾波放大單元(14)、第一微波功分器(15)，輸入到第一光電強度調制器(5)，構成順時針方向再生鎖模結構；順時針方向再生鎖模結構產生的電信號通過第一微波功分器(15)輸入微波頻率差檢測單元(23)；

所述雙向光放大器(1)、第二光電強度調制器(11)、光纖敏感環工作結構(9)、光耦合器(6)、第一光電強度調制器(5)、窄帶雙向光濾波器(2)依次連接構成逆時針方向環形諧振腔；逆時針方向諧振光依次經過光耦合器(6)、第二再生腔延時調節單元(19)、第二高速光電探測器(20)、第二微波濾波放大單元(21)、第三微波功分器(22)，輸入到第二光電強度調制器(11)，構成逆時針方向再生鎖模結構；逆時針方向再生鎖模結構產生的電信號通過第三微波功分器(22)輸入微波頻率差檢測單元(23)；

所述光纖敏感環工作結構(9)包括偏振分束器(24)、光纖敏感環(25)、第一正交偏振態調節單元(27)和第二正交偏振態調節單元(29)；

順時針方向諧振光經過第二正交偏振態調節單元(29)將窄帶雙向光濾波器(2)的雙峰值光譜信號調節為偏振態垂直的兩路信號，經過偏振分束器(24)進入光纖敏感環(25)，依次經過偏振分束器(24)、第一正交偏振態調節單元(27)將偏振態調回初始狀態；

逆時針方向諧振光依次經過第一正交偏振態調節單元(27)將窄帶雙向光濾波器(2)的雙峰值光譜信號調節為偏振態垂直的兩路信號，經過偏振分束器(24)進入光纖敏感環(25)，依次經過偏振分束器(24)、第二正交偏振態調節單元(29)將偏振態調回初始狀態。

2.根據權利要求1所述的一種保偏全互易雙向光載微波諧振系統，其特征在于，采用順時針方向再生鎖模結構和逆時針方向再生鎖模結構產生的微波信號輸入微波頻率差檢測單元(23)進行角速度檢測。

3.根據權利要求1所述的一種保偏全互易雙向光載微波諧振系統，其特征在于，所述窄帶雙向光濾波器(2)將系統工作時的諧振光載微波信號變為雙峰值光譜信號，譜峰對應波長分別為λ₁和λ₂，λ₁和λ₂的頻率差為調制信號f_m，實現雙向雙頻諧振。

4.根據權利要求1所述的一種保偏全互易雙向光載微波諧振系統，其特征在于，所述光纖敏感環工作結構(9)中，所述第一正交偏振態調節單元(27)和第二正交偏振態調節單元(29)均由若干偏振分束器和偏振態控制器實現。

5.根據權利要求1所述的一種保偏全互易雙向光載微波諧振系統，其特征在于，所述光纖敏感環工作結構(9)中，偏振態垂直的兩路信號在敏感環內相向傳輸時的光速不同，增加敏感環SAGNAC效應檢測增益。

6.根據權利要求1所述的一種保偏全互易雙向光載微波諧振系統，其特征在于，所述第一再生腔延時調節單元(12)和第二再生腔延時調節單元(19)作為光程調節單元，采用光纖拉伸器、可調光延時線或空間光位移臺。