[发明专利]具有中心波长监控调节功能的光纤陀螺仪

说明书

技术领域

本发明涉及光学陀螺仪，具体是一种光纤陀螺仪，属于陀螺技术领域。

背景技术

光纤陀螺仪是一种结构简单、成本低廉、易于批量生产的陀螺仪。它的发展是以低损耗光纤和小型可靠的半导体光源为前提条件，利用光纤构成的一种干涉仪，属于光学、静止型陀螺仪，它从本质上摆脱了转子陀螺的范畴，而且由于光纤陀螺采用的是全固态设计，和其它陀螺相比，由于其明显的优点，将逐步取代传统机械式陀螺仪。

光纤陀螺性能的发展是随着光电技术的发展而发展的。目前，光纤陀螺的应用向两个方向发展：一是应用于惯性导航系统的高精度光纤陀螺仪，开发出具有低漂移、高稳定性、强抗干扰能力的光纤陀螺仪产品，并将其应用于工程实践中，具体目标为将漂移降到0.001～0.1°/h以下。光纤陀螺仪的另一个应用方向是研制漂移大干10°/h的低成本、军民两用光纤陀螺仪产品(一般指开环陀螺仪)。这一方向的侧重点是降低成本、增强其竟争力、扩大其应用范围。光纤陀螺仪作为测量角速度、角位移的器件，是惯导系统中不可缺少的关键部件，被广泛的应用于宇宙飞行器、飞机、导弹、舰船、装甲车、汽车导航系统中。

但目前光纤陀螺的标度因子存在一定的不稳定性，其中很大程度上来源于超辐射二极管SLD光源的波长漂移。闭环光纤陀螺的标度因数误差与平均波长的变化量成比例。所以如何解决SLD光源波长漂移就是摆在我们面前的一个重大技术难题。

发明内容

本发明旨在提供一种可以有效控制光源的波长稳定性，包括但是不限于中心波长和平均波长，明显提高光纤陀螺的标度因子的稳定性的光纤陀螺仪。

为实现上述目的，本发明的一种具有中心波长监控调节功能的光纤陀螺仪，包括光源、耦合器、MIOC集成光学多功能调制器，还包括用于检测和计算波长偏移的波长检测元件、波长反馈控制电路、光波调节部件，所述波长检测元件通过波长反馈控制电路将数据传送至光波调节部件，光波调节部件根据接收的数据调节宽带光源的平均波长。

所述波长检测元件接在耦合器的一输出端口，以检测SLD光源输出的部分光波长。

所述耦合器与MIOC集成光学多功能调制器之间插入有第二耦合器，第二耦合器分出一部分从MIOC集成光学多功能调制器返回后的光波长，波长检测元件接在第二耦合器的一端，以检测从MIOC集成光学多功能调制器返回后的光波长。

所述光波调节部件由电流驱动元件和温度控制元件组成。

所述波长检测元件可采用波长敏感的光电探测器、光纤光栅、光滤波器、波分复用器等多种对波长敏感的有源和无源器件。

本发明的技术方案克服了光源因为温度和时间缓变引起的波长漂移，耦合器的波长相关性随温度的漂移，MIOC集成光学多功能调制器的波长传输特性随温度的漂移，以及光纤环、探测器光电器件的综合波长相关特性，从而有效地解决了光源波长稳定性的问题，提高了光纤陀螺系统的标度因子稳定性。

附图说明

图1为本发明具体实施例一的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例一中的光纤陀螺仪，包括SLD在内的宽带光源、耦合器，在耦合器的一输出端口连接波长检测元件1，该波长检测元件1用于检测和计算波长偏移。波长检测元件1通过波长反馈控制电路2将数据传送至光波调节部件3，光波调节部件3连接到SLD光源，并根据接收的数据调节SLD光源。

本发明的实施例二，虽未有图纸标明，但其与实施例一大致相同，区别在于在耦合器与MIOC集成光学多功能调制器之间插入有第二耦合器，第二耦合器分出一部分从MIOC集成光学多功能调制器返回后的光波长，波长检测元件1接在第二耦合器的一端，以检测从MIOC集成光学多功能调制器返回后的光波长。

其中，波长检测元件1为对光波长敏感的光学元件，该元件包括，但是并不限于波长相关光电探测器、光纤光栅、包括波长相关的各种光学滤波器，波分复用器等多种对波长敏感的有源和无源器件。光波调节部件由电流驱动元件和温度控制元件组成。

当系统中心波长由于各个光学元器件的变化，该变化可能由于温度、震动、以及随时间的缓变等引起，包括但是不限于这些原因导致的变化，当该变化导致波长漂移时，波长相关的探测光纤元器件即会探测到波长的漂移。该波长包括中心波长、平均波长、或者其他能够描述系统波长的参数，系统将探测到的波长与之前记录的数值进行比较，如果有偏差，则实时进行修正，包括对陀螺输出数据的修正，并且对SLD光源进行调节，使之的波长变化，以补偿由于各种原因导致的中心波长变化。目的是使陀螺的输出保持恒定，大幅度减小由于各种外界、或者内部的不确定性、或者固有的因素而引起误差。