[发明专利]一种抑制光纤环中间段背向散射噪声的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤陀螺技术领域，尤其涉及一种抑制光纤陀螺仪中的光纤环中间段背向散射噪声的方法。

 

背景技术

光纤陀螺仪由于其具有全固态、无运动部件、可靠性高、响应快、结构灵活、潜在精度高、测量范围宽、使用寿命长等优点，被广泛应用在各个技术领域。

在光纤陀螺中，光纤环由成百上千米的光纤绕制而成，由于光纤本身材料和制作过程的不完善，使得光波在光纤环中传输时存在背向散射，背向散射波之间或者背向散射波与信号主波之间有可能发生干涉，这些干涉光强会不可避免的叠加到萨格奈克光强（Sagnac），即信号光强之上，这给信号检测带来了非互易性误差，从而使得光纤陀螺仪的精度受到极大的影响。宽谱SLD光源的出现和采用大大降低了光纤环中背向散射噪声和其他光学噪声，然而这种方法对于光纤环中点相干长度(光纤环中间段)的背向散射引起的噪声是无法消除的。因此，消除或减小光纤环中间段背向散射噪声对于开发高精度水平的光纤陀螺仪具有重要的意义。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的就在于提供一种抑制光纤环中间段背向散射噪声的方法，能够有效地减小或消除光纤环中间段背向散射引起的非互易性误差（噪声），从而进一步提高光纤陀螺仪的精度。 

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种抑制光纤环中间段背向散射噪声的方法，其特征在于：利用Y波导将信号幅度值为                                               的输入光波均分为信号幅度值为和信号幅度值为的两束输出光波，Y波导的两条尾纤与光纤环的两端相连，从而使信号幅度值为和的输出光波分别沿顺时针和逆时针方向绕光纤环一周后回到Y波导；

在Y波导的一条尾纤与光纤环之间设有一信号相位调制器，从该尾纤输出的信号幅度值为的输出光波经信号相位调制器进行相位调制后进入光纤环，绕光纤环一周后回到Y波导，从另一尾纤输出的信号幅度值为的输出光波绕光纤环一周后进入信号相位调制器，经信号相位调制器进行相位调制后回到Y波导； 

调节信号相位调制器，使所述信号相位调制器所产生的方波调制信号满足条件：

；

并且：；

式中：为t时刻的调制信号的幅度值；为调制信号的半周期；为光纤环的渡越时间；为调制信号在前半周期的幅度值，为调制信号在后半周期的幅度值；和为自然数。

进一步地，为了使信号的灵敏度最大，所述信号相位调制器所产生的方波调制信号的幅度值满足条件：

。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过调节调制信号的幅度和频率，使得顺时针和逆时针的两束背向散射光波之间干涉相消，并且两束背向散射波与两束信号主波的干涉相消，从而能够有效地减小或消除光纤环中间段背向散射引起的非互易性误差（噪声），从而进一步提高光纤陀螺仪的精度。 

 

附图说明

图1为本发明所采用的方法的系统框图。

 

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例：参见图1，一种抑制光纤环中间段背向散射噪声的方法，利用Y波导将信号幅度值为的输入光波均分为信号幅度值为和信号幅度值为的两束输出光波，Y波导的两条尾纤与光纤环的两端相连，从而使信号幅度值为和的输出光波分别沿顺时针和逆时针方向绕光纤环一周后回到Y波导；

在Y波导的一条尾纤与光纤环之间设有一信号相位调制器，从该尾纤输出的信号幅度值为的输出光波经信号相位调制器进行相位调制后进入光纤环，绕光纤环一周后回到Y波导，从另一尾纤输出的信号幅度值为的输出光波绕光纤环一周后进入信号相位调制器，经信号相位调制器进行相位调制后回到Y波导； 

调节信号相位调制器，使所述信号相位调制器所产生的方波调制信号满足条件：

；

并且：；

式中：为t时刻的调制信号的幅度值；为调制信号的半周期；为光纤环的渡越时间；为调制信号在前半周期的幅度值，为调制信号在后半周期的幅度值。

本方法首先对信号调制下背向散射噪声进行分析：

在光纤陀螺中，Y波导的两根尾纤与光纤环熔接，光纤环中间段由于光纤本身材料或制造工艺等方面的原因，存在背向散射，如图1所示，此时在Y波导汇合的光波有4列，可表示成下列形式：

。……（1）