[发明专利]双路谐振式光学陀螺

说明书

技术领域

本发明涉及高精度的谐振式光学陀螺，具体为双路谐振式光学陀螺。

背景技术

谐振式光学陀螺是继微机电陀螺、激光陀螺、干涉式光纤陀螺之后发展起来的一种小体积、低功耗、高精度和高可靠性的新型角速度传感器。在国家深空探测、武器精确制导、北斗导航等重大计划和工程的带动下，高灵敏度、微小型化、高稳定性、抗高过载等特性成为谐振式光学陀螺的发展趋势，而信号的准确检测是实现这些指标的重中之重。

谐振式光学陀螺是应用Sagnac效应原理来测量被测载体的旋转角速度，具体为将光学陀螺内部可调谐窄线宽光源（发出光束频率小于1KHz）发出的光束频率通过反馈支路上的反馈控制电路锁定在光纤环形谐振腔的本征透射峰的中心频率上，通过光学陀螺捷联载体转动引起的光电探测幅值变化、并根据此幅值变化进行换算得到光纤环形谐振腔内顺逆两路光束之间的频差，由得到的频差进行转换，从而测得被测运动载体的转动角速度。由于传统的谐振式光学陀螺是通过旋转产生的频差来检测角速度，频差需要由光电探测幅值变化换算得到，而光电探测幅值要通过对光束进行调制和解调得到，因此传统的谐振式光学陀螺内部需要调制器、解调器和一些辅助光电器件，这些器件自身在转动过程中受到振动、白噪声的影响，导致陀螺的检测精度较低，同时这些器件的存在导致陀螺检测存在闭锁阈值区，即陀螺对极慢的或高速的转动信号检测不到，其检测范围受到很大限制。

发明内容

本发明为了解决现有的谐振式光学陀螺的检测精度低和检测范围受限的问题，提供了双路谐振式光学陀螺。

本发明是采用如下的技术方案实现的：双路谐振式光学陀螺，包括隔离准直芯片可调谐光源FL，隔离准直芯片可调谐光源FL的输出端通过光纤和光学隔离器ISO的输入端连接，光学隔离器ISO的输出端通过光纤和第一耦合器C1的输入端连接，第一耦合器C1的第一输出端通过光纤和相位调制器PM的输入端连接，相位调制器PM的输出端通过光纤和第一环形器CIR1的第一端口连接，第一环形器CIR1的第二端口通过光纤和第四耦合器C4的第一端口连接；

第一耦合器C1的第二输出端通过光纤和第二环形器CIR2的第一端口连接，第二环形器CIR2的第二端口通过光纤和第四耦合器C4的第二端口连接，第四耦合器C4的第三端口和第四端口都通过光纤和光纤环形谐振腔FRR的输入端口连接；

第二环形器CIR2的第三端口通过光纤和第二耦合器C2的输入端连接，第二耦合器C2的第一输出端通过光纤和第一光电探测器PD1的输入端连接，第一光电探测器PD1的输出端通过光纤和锁相放大器LIA的输入端连接，锁相放大器LIA的输出端通过信号线和反馈控制电路FBC的输入端连接，反馈控制电路FBC的输出端和隔离准直芯片可调谐光源FL的反馈端连接；

还包括数据采集处理模块、第三耦合器C3和第二光电探测器PD2，第一环形器CIR1的第三端口通过光纤和第三耦合器C3的第一输入端连接，第二耦合器C2的第二输出端和第三耦合器C3的第二输入端连接，第三耦合器C3的输出端和第二光电探测器PD2的输入端连接，第二光电探测器的输出端和数据采集处理模块的采集端口连接。