[發明專利]消偏型光纖陀螺光纖敏感環路中光纖消偏器參數測量方法及系統

有效

• 申請號: 202210001199.4
• 申請日: 2022-01-04
• 公開（公告）號: CN114295114B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 楊遠洪;李帥;李良禎;王瑞琴
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 北京市恒有知識產權代理事務所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

1.一種消偏型光纖陀螺光纖敏感環路中光纖消偏器參數測量方法，應用于消偏型光纖陀螺光路，該光路包括寬譜光源、耦合器、光纖敏感環路、光纖光譜儀；所述光纖光譜儀與計算機連接；所述光纖敏感環路由Y波導調制器芯片、第一光纖消偏器、第二光纖消偏器、單模光纖環組成；光纖消偏器由Y波導保偏尾纖和保偏光纖組成；其特征在于，該參數測量方法包括：

步驟S100，通過所述光纖光譜儀測量消偏型光纖陀螺光纖敏感環路的輸出光譜，作為實測調制光譜；

步驟S200，對所述實測調制光譜進行歸一化自相關計算，得到歸一化自相關曲線，并從該歸一化自相關曲線提取特征峰信息；所述特征峰信息包括特征峰的峰值點位置和強度；

步驟S300，結合特征峰信息，構建光纖消偏器參數測量方程組；

步驟S400，求解光纖消偏器參數測量方程組，得到兩個光纖消偏器中保偏光纖的長度、Y波導保偏尾纖和保偏光纖熔接點處偏振主軸夾角。

2.根據權利要求1所述的消偏型光纖陀螺光纖敏感環路中光纖消偏器參數測量方法，其特征在于，消偏型光纖陀螺光纖敏感環路的輸出光譜的模型，其表達式為：

其中，I_out(ν)表示輸出光譜，ν表示光頻率，I_in(ν)表示寬譜光源的光譜，為Sagnac相移，F(ν)為光譜傳遞函數。

3.根據權利要求2所述的消偏型光纖陀螺光纖敏感環路中光纖消偏器參數測量方法，其特征在于，所述光譜傳遞函數為：

F(ν)＝F₀+F₁(ν)+F₂(ν)+F₃(ν)

F₀＝1/2+1/2cos2θ₁₂cos2θ₃₄cos2θ_2scos2θ_4s

F₁(ν)＝-1/2sin2θ₁₂cos2θ₃₄sin2θ_2scos2θ_4scos(2πντ₂)-1/2cos2θ₁₂sin2θ₃₄cos2θ_2ssin2θ_4scos(2πντ₄)-1/2cos2θ₁₂cos2θ₃₄sin2θ_2ssin2θ_4scos(2πντ_s)

F₂(ν)＝-1/2sin2θ₁₂cos2θ₃₄cos²θ_2ssin2θ_4scos(2πν(τ₂+τ_s))+1/2sin2θ₁₂cos2θ₃₄sin²θ_2ssin2θ_4scos(2πν(τ₂-τ_s))-1/2cos2θ₁₂sin2θ₃₄sin2θ_2scos²θ_4scos(2πν(τ₄+τ_s))+1/2cos2θ₁₂sin2θ₃₄sin2θ_2ssin²θ_4scos(2πν(τ₄-τ_s))+1/4sin2θ₁₂sin2θ₃₄sin2θ_2ssin2θ_4scos(2πν(τ₂+τ₄))+1/4sin2θ₁₂sin2θ₃₄sin2θ_2ssin2θ_4scos(2πν(τ₂-τ₄))

F₃(ν)＝-1/2sin2θ₁₂sin2θ₃₄cos²θ_2scos²θ_4scos(2πν(τ₂+τ₄+τ_s))-1/2sin2θ₁₂sin2θ₃₄sin²θ_2ssin²θ_4scos(2πν(τ₂+τ₄-τ_s))+1/2sin2θ₁₂sin2θ₃₄cos²θ_2ssin²θ_4scos(2πν(τ₂-τ₄+τ_s))+1/2sin2θ₁₂sin2θ₃₄sin²θ_2scos²θ_4scos(2πν(τ₂-τ₄-τ_s))

其中，所述第一光纖消偏器由Y波導第一保偏尾纖和第二保偏光纖組成，所述第二光纖消偏器由Y波導第三保偏尾纖和第四保偏光纖組成，θ₁₂、θ₃₄分別為第一光纖消偏器中Y波導第一保偏尾纖和第二保偏光纖熔接點處偏振主軸的夾角、第二光纖消偏器中Y波導第三保偏尾纖和第四保偏光纖熔接點處偏振主軸的夾角，θ_2s為第二保偏光纖與單模光纖環熔接點處的偏振主軸夾角，θ_4s為第四保偏光纖與單模光纖環熔接點處的偏振主軸夾角，τ₂＝ΔnL₂/c，τ₄＝ΔnL₄/c，τ_s＝Δn_sL_s/c，Δn為保偏光纖雙折射，Δn_s為單模光纖環平均雙折射，L_s為單模光纖環長度，L₂、L₄分別為第二保偏光纖的長度、第四保偏光纖的長度，c為真空中光速。