[发明专利]一种实现光路差分的双干涉式光纤陀螺仪调制解调方法

权利要求书

1.一种实现光路差分的双干涉式光纤陀螺仪调制解调方法，其特征在于：由第一探测器和第二探测器接收偏振分束器输出端的光信号，将保偏光纤快、慢轴中的光信号分别转换成电信号，分别经放大滤波处理后输入到两个A/D转换器中，分别经过两个A/D转换器转换为数字信号，输入FPGA；FPGA实现数字信号的解调和调制器控制信号的生成，生成的调制器控制信号通过D/A转换器转化为模拟信号，再经过调制器驱动进行信号调整后驱动双折射式相位调制器，利用双折射式相位调制器对不同偏振态光波的不同调制，实现第一路陀螺的闭环检测，同时将第一路陀螺的检测结果利用双折射调制器反馈回第二路陀螺，将其从第二路陀螺的输出信号中减去，此时第二路陀螺的解算结果即为完成了光路差分后的最终输出；所述第一路陀螺的闭环检测工作点在±π/2处，第二路陀螺工作点在－2Φ_s±π/2，通过对其解调即解算出2Φ_s，从而在光纤环面积和光纤长度不变的条件下实现了SAGNAC效应倍增。

2.根据权利要求1所述的一种实现光路差分的双干涉式光纤陀螺仪调制解调方法，其特征在于：所述的双折射相位调制器同时允许X、Y两个轴的光波通过，调制系数分别设为k_X和k_Y，此处双折射相位调制器对光波存在两种不同的调制，第一种调制采用频率等于陀螺本征频率的方波，此时顺时针方向的X轴和Y轴的光波相对于逆时针方向的X轴和Y轴的光波总是延迟一个光纤环本征周期，对X方向陀螺和Y方向陀螺的调制相位Φ_X和Φ_Y表示为：

Φ_X＝（k_X+k_Y）V₀               Φ_Y＝（k_X+k_Y）V₀

其中V₀表示方波幅值；即方波调制对两轴陀螺的调制相位是相同的；

另一种调制采用恒定的直流电压，此时对X方向陀螺和Y方向陀螺的调制相位Φ′_X和Φ′_Y表示为：

Φ′_X＝（k_X-k_Y）V₁             Φ′_Y＝-（k_X-k_Y）V₁

其中V₁表示直流电压幅值；即直流调制对两轴陀螺的调制相位的符号相反；通过这两种调制作用完成光路差分。

3.根据权利要求1所述的一种实现光路差分的双干涉式光纤陀螺仪调制解调方法，其特征在于：所述第一探测器和第二探测器对光纤陀螺的两路输出进行探测，其输出的干涉光强I₁、I₂分别如下式所示：

I₁＝I₀cos(Φ₀+Φ_m1+Φ_m2+Φ_s)              I₂＝I₀cos(Φ₀+Φ′_m1+Φ′_m2-Φ_s)

其中I₀为到达第一探测器和第二探测器的直流光强，Φ₀为固有相位差，Φ_m1和Φ′_m1为方波调制引入的调制相位，Φ_m2和Φ′_m2为直流调制引入的调制相位。