[发明专利]基于慢光群速度的高灵敏度的谐振式光纤陀螺

说明书

技术领域

本发明涉及的是光纤陀螺的技术领域。

背景技术

1976年，美国Utah大学的Vali和R.W.Shorthill成功地研制了第一个光纤陀螺，光纤陀螺一问世就以其明显的优点，灵活的结构以及诱人的前景，引起了世界上许多国家大学和科研机构的普遍重视，几十年来获得了很大的进展。目前的谐振式光纤陀螺中的光纤环形谐振腔都是由低损耗的普通光纤材料(高纯度二氧化硅)制成的，光纤环形腔的光纤匝数为12匝左右，半径为10-20cm，通过探测输出端频率差的大小确定旋转速度，陀螺的灵敏度受到限制，目前试验室灵敏度为0.1度/小时，很难通过提高器件性能大幅提高灵敏度。而不能满足近程/中程导弹和商用飞机的姿态对准，特别是在空间定位和潜艇导航等方面对精度要求很高的场合。

发明内容

本发明是为了克服现有谐振式光纤陀螺存在灵敏度低(0.1度/小时)，而不能满足近程/中程导弹和商用飞机的姿态对准，特别是不能满足在空间定位和潜艇导航等方面对灵敏度要求很高场所的问题，进而提出了一种基于慢光群速度的高灵敏度的谐振式光纤陀螺。

本发明由变频激光器1、群速度控制系统2、光纤分束器3、第一铌酸锂相位调制器4、第二铌酸锂相位调制器5、第一光纤耦合器6、第二光纤耦合器7、第一探测器8、第二探测器9、第三光纤耦合器10、色散光纤环形谐振腔11、第一信号处理及反馈系统12、第二信号处理及反馈系统13、调制信号发生电路14组成；

色散光纤环形谐振腔11为色散光纤绕制的空心线圈；变频激光器1的激光输出端通过光纤连接群速度控制系统2的光输入端，群速度控制系统2的光输出端通过光纤连接光纤分束器3的输入端，光纤分束器3的一个光输出端通过光纤连接第一铌酸锂相位调制器4的第一光输入输出端，第一铌酸锂相位调制器4的第二光输入输出端通过光纤连接第一光纤耦合器6的第一光输入输出端，第一光纤耦合器6的第二光输入输出端通过光纤连接第三光纤耦合器10的第一光输入输出端，第三光纤耦合器10的第二光输入输出端通过光纤连接第二光纤耦合器7的第一光输入输出端，第二光纤耦合器7的第二光输入输出端通过光纤连接第二铌酸锂相位调制器5的第一光输入输出端，第二铌酸锂相位调制器5的第二光输入输出端通过光纤连接光纤分束器3的另一个光输出端，第二铌酸锂相位调制器5的调制信号输入端连接调制信号发生电路14的信号输出端，第一探测器8的光输入端通过光纤连接第一光纤耦合器6的第三光输入输出端，第一探测器8的信号输出端连接第一信号处理及反馈系统12的信号输入端，第一信号处理及反馈系统12的调制信号输出端连接变频激光器1的调制信号输入端，第二探测器9的光输入端通过光纤连接第二光纤耦合器7的第三光输入输出端，第二探测器9的信号输出端连接第二信号处理及反馈系统13的信号输入端，第二信号处理及反馈系统13的调制信号输出端连接第一铌酸锂相位调制器4的调制信号输入端，色散光纤环形谐振腔11首尾端分别连接第三光纤耦合器10的第三光输入输出端、第四光输入输出端；

本发明具有很高的灵敏度，其灵敏度达n_g倍，n_g为群速折射率，并具有造价成本低廉、结构简单、体积小的优点。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，图2是图1中群速度控制系统2的电路结构示意图，图3是图1中第一信号处理及反馈系统12的电路结构示意图，图4是图1中第二信号处理及反馈系统13的电路结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4说明本实施方式，本实施方式由变频激光器1、群速度控制系统2、光纤分束器3、第一铌酸锂相位调制器4、第二铌酸锂相位调制器5、第一光纤耦合器6、第二光纤耦合器7、第一探测器8、第二探测器9、第三光纤耦合器10、色散光纤环形谐振腔11、第一信号处理及反馈系统12、第二信号处理及反馈系统13、调制信号发生电路14组成；