[發明專利]一種基于光纖Sagnac干涉儀的角加速度測量裝置

在審

• 申請號: 202210805237.1
• 申請日: 2022-07-08
• 公開（公告）號: CN115308436A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 馬向東;陳彥鈞;王文伯;操玉文;朱蘭鑫;黃慧敏;李正斌
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01P15/03
• 分類號: G01P15/03
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 司立彬

1.一種基于光纖Sagnac干涉儀的角加速度測量裝置，其特征在于，包括基于雙偏振光纖Sagnac干涉光路和數字信號采集處理單元；所述雙偏振光纖Sagnac干涉光路包括光源模塊、二個環形器、二個光學調制器和傳感模塊；其中，

所述傳感模塊包括四個輸入輸出端口，用于根據輸入信號產生干涉信號后輸出；

所述光源模塊包括四個輸出端口，其中，四個輸出端口所輸出的激光為頻率相同的線偏振光；第一、四輸出端口輸出的激光分別經第一、三光電探測器采集后輸入所述數字信號采集處理單元；

第二輸出端口輸出的激光依次經第一環形器進入第一光學調制器分成兩路并分別進入到傳感模塊的兩輸入輸出端口，記為第五端口、第七端口；第三輸出端口輸出的激光依次經第二環形器進入第二光學調制器分成兩路并分別進入到傳感模塊的兩輸入輸出端口，記為第六端口、第八端口；

第五端口、第七端口返回的干涉信號光經第一光學調制器耦合后經第一環形器入射至第二光電探測器，第二光電探測器將采集信號輸入所述數字信號采集處理單元；第六端口、第八端口返回的干涉信號光經第二光學調制器耦合后經第二環形器入射至第四光電探測器，第四光電探測器將采集信號輸入所述數字信號采集處理單元；

所述數字信號采集處理單元根據收到的信號計算角加速度信號。

2.根據權利要求1所述的角加速度測量裝置，其特征在于，所述數字信號采集處理單元包括四個數字信號處理器和三個ARM；其中，第一數字信號處理器(3)用于對第一光電探測器(2)輸入的信號進行處理后輸入第一ARM處理器(37)，第二數字信號處理器(4)用于對第二光電探測器(5)輸入的信號進行處理后輸入第一ARM處理器(37)；第三數字信號處理器(3)用于對第三光電探測器(8)輸入的信號進行處理后輸入第二ARM處理器(38)，第四數字信號處理器(10)用于對第四光電探測器(11)輸入的信號進行處理后輸入第二ARM處理器(38)；第三ARM處理器39根據第一ARM處理器(37)、第二ARM處理器(38)所得結果計算得到所述角加速度信號。

3.根據權利要求1所述的角加速度測量裝置，其特征在于，所述光源模塊包括第一光源(14)、第一起偏器(15)、第一光纖耦合器(16)、光纖延遲環(17)、第二光纖耦合器(18)、第三光纖耦合器(19)；其中，第一光源(14)發出的激光經第一起偏器(15)起偏變成線偏振光后進入第一光纖耦合器(16)分成兩路，第一支路的光束依次經光纖延遲環(17)、第二光纖耦合器(18)后分為兩束分別輸出至所述第一輸出端口、第二輸出端口；第二支路的光束經第三光纖耦合器(19)后分為兩束分別輸出至所述第三輸出端口、第四輸出端口。

4.根據權利要求1所述的角加速度測量裝置，其特征在于，所述光源模塊包括第二光源(20)、第二起偏器(21)、第四光纖耦合器(22)、第三光源(23)、第三起偏器(24)和第五光纖耦合器(25)；其中，第二光源(20)發出的激光經第二起偏器(21)起偏變成線偏振光后進入第四光纖耦合器(22)分成兩束分別輸出至所述第一輸出端口、第二輸出端口；第三光源(23)發出的激光經第三起偏器(24)起偏變成線偏振光后進入第五光纖耦合器(25)分為兩束分別輸出至所述第三輸出端口、第四輸出端口。

5.根據權利要求1所述的角加速度測量裝置，其特征在于，所述傳感模塊包括第一光纖分束合束器(26)、第一保偏光纖環(27)和第二光纖分束合束器(28)；其中，第一光纖分束合束器(26)的兩分束端口分別與所述第五端口、第六端口連接，合束端口與第一保偏光纖環(27)的一端連接；第二光纖分束合束器(28)的兩分束端口分別與所述第七端口、第八端口連接，合束端口與第一保偏光纖環(27)的另一端連接。