[發明專利]一種基于環形器結構的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: 201811290663.6
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109357672B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 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: G01C19/66
• 分類號: G01C19/66
• 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

1.一種基于環形器結構的雙向光載微波諧振系統，其特征在于，該系統包括寬譜光源(1)、50:50耦合器(2)、第一波分復用器(3)、第二波分復用器(4)、低速光電轉換器(5)、干涉儀控制器(6)、腔長補償調節器(7)、第一光放大器(9)、第一光電強度調制器(10)、第一光環形器(11)、第一光耦合器(12)、窄帶雙向光濾波器(13)、第二光耦合器(16)、第二光放大器(17)、第二光電強度調制器(18)、第二光環形器(19)、第一再生腔腔長調節器(20)、第一高速光電探測器(21)、第一微波濾波放大單元(22)、第一微波功分器(24)、第二再生腔腔長調節器(25)、第二高速光電探測器(26)、第二微波濾波放大單元(27)、敏感環干涉儀結構(29)、第二微波功分器(46)、第三微波功分器(47)和差頻檢測單元(48)；

所述第一光放大器(9)、第一光電強度調制器(10)、腔長補償調節器(7)、第一光環形器(11)、第二波分復用器(4)、第一光耦合器(12)、窄帶雙向光濾波器(13)、敏感環干涉儀結構(29)、第二光耦合器(16)、第一波分復用器(3)和第二光環形器(19)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第一光耦合器(12)、第二再生腔腔長調節器(25)、第二高速光電探測器(26)、第二微波濾波放大單元(27)和第三微波功分器(47)反饋調制第一光電強度調制器(10)，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三微波功分器(47)輸入差頻檢測單元(48)；

所述第二光放大器(17)、第二光電強度調制器(18)、第二光環形器(19)、第一波分復用器(3)、第二光耦合器(16)、敏感環干涉儀結構(29)、窄帶雙向光濾波器(13)、第一光耦合器(12)第二波分復用器(4)和第一光環形器(11)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第二光耦合器(16)、第一再生腔腔長調節器(20)、第一高速光電探測器(21)、第一微波濾波放大單元(22)、第一微波功分器(24)和第二微波功分器(46)反饋調制第二光電強度調制器(18)，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二微波功分器(46)輸入差頻檢測單元(48)；

所述寬譜光源(1)、50:50耦合器(2)、第一波分復用器(3)、第二波分復用器(4)、低速光電轉換器(5)、干涉儀控制器(6)和腔長補償調節器(7)組成順逆時針雙環路的互易性誤差補償寬譜光干涉儀；所述寬譜光源(1)發出的光經50:50耦合器(2)分為兩臂，第一臂依次通過第二波分復用器(4)、第一光環形器(11)、第二光放大器(17)、第二光電強度調制器(18)、第二光環形器(19)、第一波分復用器(3)、50:50耦合器(2)進入低速光電轉換器(5)；第二臂依次通過第一波分復用器(3)、第二光環形器(19)、第一光放大器(9)、第一光電強度調制器(10)、腔長補償調節器(7)、第一光環形器(11)、第二波分復用器(4)、50:50耦合器(2)進入低速光電轉換器(5)；所述低速光電轉換器(5)的檢測信號經過干涉儀控制器(6)，輸出控制腔長補償調節器(7)，實現寬譜光干涉儀的兩臂光程相同，消除兩臂上非雙向器件引起的非互易誤差；所述寬譜光源(1)發出的光與順時針諧振光和逆時針諧振光均不干涉；

所述敏感環干涉儀結構(29)包括第一正交偏振態調節單元(37)、偏振分束器(38)、光纖敏感環(39)和第二正交偏振態調節單元(40)；

順時針方向諧振光經過第一正交偏振態調節單元(37)將窄帶雙向光濾波器(13)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(38)進入光纖敏感環(39)，依次經過偏振分束器(38)、第二正交偏振態調節單元(40)將偏振態調回初始狀態；

逆時針方向諧振光經過第二正交偏振態調節單元(40)將窄帶雙向光濾波器(13)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(38)進入光纖敏感環(39)，依次經過偏振分束器(38)、第一正交偏振態調節單元(37)將偏振態調回初始狀態。

2.根據權利要求1所述的一種基于環形器結構的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差頻檢測單元(48)進行角速度檢測。