[發明專利]一種干涉式光纖陀螺及其雙端口差分噪聲抑制方法有效
| 申請號： | 202110915815.2 | 申請日： | 2021-08-10 |
| 公開（公告）號： | CN113532414B | 公開（公告）日： | 2023-02-07 |
| 發明（設計）人： | 吳君竹 | 申請（專利權）人： | 杭州友孚科技有限公司 |
| 主分類號： | G01C19/72 | 分類號： | G01C19/72 |
| 代理公司： | 北京辰權知識產權代理有限公司 11619 | 代理人： | 谷波 |
| 地址： | 311225 浙江省杭州市蕭*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 干涉 光纖 陀螺 及其 端口 噪聲 抑制 方法 | ||
1.一種干涉式光纖陀螺，其特征在于，包括：光源、第一消偏器、光源端耦合器、環端耦合器、第一光電探測器、第二光電探測器、聯合信號解調模塊、相位調制單元和光纖環；
所述光源與所述第一消偏器的輸入端連接；
所述光源端耦合器的第一端口與所述第一消偏器的輸出端連接；所述光源端耦合器的互易端口與所述第一光電探測器的輸入端連接；所述光源端耦合器的第三端口與所述環端耦合器的第一端口連接；
所述環端耦合器的非互易端口與所述第二光電探測器的輸入端連接；所述環端耦合器的第三端口通過所述相位調制單元與所述光纖環的一端連接；所述環端耦合器的第四端口與所述光纖環的另一端連接；
所述第一光電探測器和第二光電探測器的輸出端均與所述聯合信號解調模塊的輸入端連接；
所述光源輸出任意偏振模式的偏振光至所述第一消偏器；所述第一消偏器對所述光源發出偏振光進行功率均衡和消相干，得到兩個偏振模式功率均衡且不相干的雙偏振光；所述光源端耦合器和所述環端耦合器使所述雙偏振光經過耦合器的累計相移相同，以保證耦合器互易性；所述環端耦合器將所述雙偏振光耦合到所述光纖環內發生干涉，并將所述光纖環內干涉光信號耦合輸出；所述第一光電探測器和所述第二光電探測器將所述干涉光信號轉換為電信號輸出至所述聯合信號解調模塊進行雙端口差分噪聲抑制處理；所述相位調制單元用于提供調制信號；
所述聯合信號解調模塊進行雙端口差分噪聲抑制處理，包括：
接收到所述第一光電探測器發送的互易端干涉信號，以及所述第二光電探測器發送的非互易端干涉信號；
對所述互易端干涉信號和所述非互易端干涉信號進行功率均衡；
對功率均衡后的互易端干涉信號和非互易端干涉信號進行同步差分運算，得到噪聲補償后的光纖陀螺輸出信號；
對經過噪聲補償后的所述輸出信號進行多諧波解調；
所述對功率均衡后的互易端干涉信號和非互易端干涉信號進行同步差分運算，包括：
采用第一公式對功率均衡后的互易端干涉信號和非互易端干涉信號進行同步差分運算，得到噪聲補償后的光纖陀螺輸出信號；
第一公式：Iout(t)＝Ir(t)-ηInr(t)；
其中，Iout(t)表示t時刻的同步差分運算后的輸出信號；Ir(t)表示t時刻互易端干涉信號；Inr(t)表示t時刻非互易端干涉信號；η為權重因子，以使兩路信號在數字域功率均衡。
2.根據權利要求1所述的干涉式光纖陀螺，其特征在于，所述第一消偏器采用Lyot消偏器。
3.根據權利要求1所述的干涉式光纖陀螺，其特征在于，所述光纖環為保偏光纖環。
4.根據權利要求1所述的干涉式光纖陀螺，其特征在于，所述光纖環為消偏結構的單模光纖環。
5.根據權利要求4所述的干涉式光纖陀螺，其特征在于，所述環端耦合器的第三端口依次經第二消偏器和所述相位調制單元與所述光纖環的一端連接；
所述環端耦合器的第四端口經第三消偏器與所述光纖環的另一端連接。
6.根據權利要求5所述的干涉式光纖陀螺，其特征在于，所述第二消偏器和第三消偏器均采用Lyot消偏器。
7.根據權利要求1所述的干涉式光纖陀螺，其特征在于，所述相位調制單元包括信號發生器和PZT相位調制器。
8.根據權利要求1所述的干涉式光纖陀螺，其特征在于，所述光源為激光光源或ASE光源。
9.一種權利要求1至8中任一項所述的干涉式光纖陀螺的雙端口差分噪聲抑制方法，其特征在于，包括：
接收到所述第一光電探測器發送的互易端干涉信號，以及所述第二光電探測器發送的非互易端干涉信號；
對所述互易端干涉信號和所述非互易端干涉信號進行功率均衡；
對功率均衡后的互易端干涉信號和非互易端干涉信號進行同步差分運算，得到噪聲補償后的光纖陀螺輸出信號；
對經過噪聲補償后的所述輸出信號進行多諧波解調；
所述對功率均衡后的互易端干涉信號和非互易端干涉信號進行同步差分運算，包括：
采用第一公式對功率均衡后的互易端干涉信號和非互易端干涉信號進行同步差分運算，得到噪聲補償后的光纖陀螺輸出信號；
第一公式：Iout(t)＝Ir(t)-ηInr(t)；
其中，iout(t)表示t時刻的同步差分運算后的輸出信號；Ir(t)表示t時刻互易端干涉信號；Inr(t)表示t時刻非互易端干涉信號；η為權重因子，以使兩路信號在數字域功率均衡。
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