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[發(fā)明專利]一種基于極化子Sagnac相位的角速率高精度檢測(cè)方法有效

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201611244307.1 申請(qǐng)日: 2016-12-29
公開(kāi)(公告)號(hào): CN107045070B 公開(kāi)(公告)日: 2019-04-12
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 任元;張建偉;謝璐;李俊超;林源;王盛軍;王衛(wèi)杰;劉通 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 中國(guó)人民解放軍裝備學(xué)院
主分類號(hào): G01P3/36 分類號(hào): G01P3/36
代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11489 代理人: 陳超
地址: 101416 北京市懷柔*** 國(guó)省代碼: 北京;11
權(quán)利要求書(shū): 查看更多 說(shuō)明書(shū): 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 一種 基于 極化 sagnac 相位 速率 高精度 檢測(cè) 方法
【權(quán)利要求書(shū)】:

1.一種基于極化子Sagnac相位的角速率高精度檢測(cè)方法:受到疊加態(tài)渦旋光的激發(fā)影響,極化子輻射出的大量光子繼承了疊加態(tài)渦旋光的相位信息并在檢測(cè)裝置上形成干涉圖樣,將干涉圖樣進(jìn)行分區(qū):奇數(shù)空間和偶數(shù)空間;利用疊加態(tài)渦旋光波函數(shù)可得出奇數(shù)空間和偶數(shù)空間總光強(qiáng)大小;利用奇數(shù)空間、偶數(shù)空間總光強(qiáng)相減建立相對(duì)光強(qiáng)差,推導(dǎo)相對(duì)光強(qiáng)差與極化子Sagnac相位的關(guān)系表達(dá)式,進(jìn)而得出相對(duì)光強(qiáng)差和系統(tǒng)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系表達(dá)式;考慮各種噪聲的影響,得出信噪比達(dá)到1所需的時(shí)間,當(dāng)信噪比大于1時(shí),可以檢測(cè)出極化子的Sagnac相位,得出系統(tǒng)角速率信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于極化子Sagnac相位的角速率高精度檢測(cè)方法,其特征在于:極化子受疊加態(tài)渦旋光的激發(fā),極化子會(huì)輻射出大量的光子并在檢測(cè)裝置上形成干涉圖樣,將干涉圖樣等份分成兩部分,分為奇數(shù)空間和偶數(shù)空間,根據(jù)疊加態(tài)渦旋光波函數(shù),分別得出奇數(shù)空間和偶數(shù)空間的總光強(qiáng)與極化子Sagnac相位的關(guān)系式:

定義δ為通過(guò)空間相減得到的相對(duì)光強(qiáng)變化:

得出相對(duì)光強(qiáng)差與極化子Sagnac相位之間的關(guān)系式:

得出相對(duì)光強(qiáng)差與系統(tǒng)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系:

從而相對(duì)光強(qiáng)差可以作為陀螺信號(hào)敏感系統(tǒng)轉(zhuǎn)速,可由相對(duì)光強(qiáng)差求出系統(tǒng)轉(zhuǎn)速,I0為總光強(qiáng),I1為奇數(shù)空間總光強(qiáng),I2為偶數(shù)空間總光強(qiáng),Δφ為極化子的Sagnac相位差,Ω為系統(tǒng)轉(zhuǎn)速,l為渦旋光拓?fù)浜蓴?shù),t為檢測(cè)時(shí)間;信噪比公式:

其中N(0)為空間時(shí)間無(wú)關(guān)噪聲,N(θ)為空間相關(guān)時(shí)間無(wú)關(guān)噪聲,N(q)為量子極限噪聲,空間累加可以減小N(q),空間相減可以消除N(0),N(θ);在只考慮量子極限噪聲情況下,信噪比:

其中Np為CCD檢測(cè)的總信號(hào)光子數(shù),滿足

其中Nel為單個(gè)像素點(diǎn)的滿阱電子數(shù),Npi為總像素點(diǎn)數(shù),Nfp為每秒采樣次數(shù),t為檢測(cè)總時(shí)間,可得

SNR=1所需的時(shí)間:

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