[发明专利]光功率反馈的单路闭环谐振式光学陀螺

说明书

技术领域

本发明涉及光学传感以及信号检测技术领域，尤其涉及一种光功率反馈的单路闭环谐振式光学陀螺。

背景技术

单路闭环谐振式光学陀螺（Resonator Optic Gyro，ROG）是利用光学Sagnac效应实现对转动检测的一种高精度的微型惯性传感器。无振动部件的单路闭环谐振式光学陀螺具有小型化，精度高，抗震动等优点。相比微机械陀螺（Micro Electro Mechanical Systems，MEMS）和光纤陀螺（Interferometric Fiber Optical Gyroscope，IFOG），ROG将具有更大的优势。

在谐振式集成光学陀螺中，激光功率的波动除了会影响陀螺输出标度因素稳定性外，还会引起光克尔效应等。此外，在构建对称互易结构的陀螺系统时候，对光功率的稳定性也提出了较高的要求，因此，需要开展环路光功率稳定技术研究。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种光功率反馈的单路闭环谐振式光学陀螺。

一种光功率反馈的单路闭环谐振式光学陀螺包括由可调谐激光器、光学分路器、第一光功率控制器件/移频器、第二光功率控制器件/移频器、第一调制器、第二调制器、光学谐振腔、光电转换模块构成的光学系统，和由一次频解调模块、二次频解调模块、第一锁定反馈模块、第二锁定反馈模块、第三锁定反馈模块、第一功率反馈模块、第二功率反馈模块构成的处理电路。可调谐激光器与光学分路器相连，光学分路器出口分别与第一光功率控制器件/移频器、第二光功率控制器件/移频器相连，第一光功率控制器件/移频器出口经第一调制器与光学谐振腔相连，第二光功率控制器件/移频器经第二调制器与光学谐振腔相连，光学谐振腔出口与光电转换模块相连。光电转换模块出口分别与一次频解调模块、二次频解调模块相连，一次频解调模块出口分成两路，一路经频率反馈模块与可调谐激光器调谐端相连，一路作为陀螺输出。二次频解调模块出口分成两路，一路经第一功率反馈模块与第一光功率控制器件/移频器相连，另一路经第二功率反馈模块与第二光功率控制器件/移频器相连。

所述的第一移频器和第二移频器为声光移频器或光学相位调制器。所述的光学谐振腔为光纤或者集成光学器件。所述的光学谐振腔的结构为透射式光学环形腔或反射式光学环形腔。

另一种光功率反馈的单路闭环谐振式光学陀螺包括频率可调激光器、隔离器、耦合器、第一声光移频器、第一相位调制器、第二声光移频器、第二相位调制器、第一压控振荡器、第二压控振荡器、第一信号源、第二信号源、第一锁相放大器、第二锁相放大器、第一光电探测器、第二光电探测器、第一环形器、第二环形器、光学环形谐振腔芯片、频率伺服回路、数据记录仪、第三锁相放大器、第四锁相放大器、第一功率伺服回路、第二功率伺服回路；频率可调激光器与隔离器、耦合器顺次相连，耦合器输出分两路，一路经第一声光移频器、第一相位调制器、第一环形器与光学环形谐振腔相连，另一路经第二声光移频器、第二相位调制器、第二环形器与光学环形谐振腔相连，光学环形谐振腔输出分两路，一路经第一环形器与第一光电探测器相连，另一路经第二环形器与第二光电探测器相连，第一光电探测器输出分成两路，一路经第一锁相放大器、频率伺服回路与与频率可调激光器相连，另一路经第三锁相放大器、第一功率伺服回路与第一声光移频器相连。第二光电探测器输出分成两路，一路经第二锁相放大器与数据记录仪相连，另一路经第四锁相放大器、第二功率伺服回路与第二声光移频器相连。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：

1）本发明提供的光功率反馈的单路闭环谐振式光学陀螺有利于提高单路闭环谐振式光学陀螺光功率的稳定性，提高陀螺输出稳定性；

2）本发明提供的光功率反馈的单路闭环谐振式光学陀螺有利于提高陀螺系统的线性度，减小光学克尔噪声；

3）本发明提供的光功率反馈的单路闭环谐振式光学陀螺，有利于提高陀螺系统的对称性，降低互易性噪声。

附图说明

图1是光功率反馈的单路闭环谐振式光学陀螺结构示意图；

图2是基于声光移频器光功率反馈的单路闭环谐振式光学陀螺结构示意图；