[发明专利]灵敏度可调的谐振式光纤陀螺

说明书

一种灵敏度可调的谐振式光纤陀螺，包括两个激光器、偏振控制器、铌酸锂相位调制器、两个波分复用器、光纤耦合器、掺饵光纤环、探测器和信号处理及反馈系统；第一激光器与偏振控制器连接，偏振控制器与铌酸锂相位调制器连接，铌酸锂相位调制器与第一波分复用器连接，第一波分复用器与光纤耦合器连接，光纤耦合器与掺饵光纤环连接，光纤耦合器与第二波分复用器连接，第二波分复用器与第二激光器连接，第二波分复用器与探测器连接，探测器与信号处理及反馈系统连接，信号处理及反馈系统与铌酸锂相位调制器连接，信号处理及反馈系统与第二激光器连接，信号处理及反馈系统输出陀螺输出信号。本发明与传统的谐振式光纤陀螺相比，动态范围提高数十倍。

技术领域

本发明涉及光纤陀螺领域，具体涉及一种灵敏度可调的谐振式光纤陀螺。

背景技术

1976年，美国Utah大学的V.Vali和R.W.Shorthill成功研制了第一个光纤陀螺，光纤陀螺一问世就以其结构简单、体积小、寿命长、功耗低等优点，引起了许多国家大学和科研机构的关注，得到了迅速的发展。目前，传统的谐振式光纤陀螺采用的是一个单模光纤制作的光纤环形谐振腔，当陀螺旋转时，光纤环形谐振腔的谐振频率会随旋转角速度而变化，所以通过探测光纤环形谐振腔谐振频率的变化，可测量旋转角速度，但传统的谐振式光纤陀螺的灵敏度固定，当谐振式光纤陀螺灵敏度较高时，其动态范围相应下降，因此固定的灵敏度限制了谐振式光纤陀螺的动态范围，传统的谐振式光纤陀螺难以满足旋转速度变化范围大的场所的需求。

发明内容

基于以上不足之处，本发明提供一种灵敏度可调的谐振式光纤陀螺，解决了传统谐振式光纤陀螺灵敏度固定、动态范围相对较小，难以实现大范围测量旋转速度的问题。

本发明所采用的技术如下：

一种灵敏度可调的谐振式光纤陀螺，包括第一激光器、偏振控制器、铌酸锂相位调制器、第一波分复用器、光纤耦合器、掺饵光纤环、第二波分复用器、第二激光器、探测器和信号处理及反馈系统；第一激光器的光输出端与偏振控制器的光输入端连接，偏振控制器的光输出端与铌酸锂相位调制器的光输入端连接，铌酸锂相位调制器的光输出端与第一波分复用器的光输入端连接，第一波分复用器的光输入输出端与光纤耦合器的第一光输入输出端连接，光纤耦合器的第二光输入输出端和第三光输入输出端与掺饵光纤环连接，光纤耦合器的第四光输入输出端与第二波分复用器的光输入输出端连接，第二波分复用器的光输入端与第二激光器的光输出端连接，第二波分复用器的光输出端与探测器的光输入端连接，探测器的信号输出端与信号处理及反馈系统的信号输入端连接，信号处理及反馈系统的第一信号输出端与铌酸锂相位调制器的信号输入端连接，信号处理及反馈系统的第二信号输出端与第二激光器的信号输入端连接，信号处理及反馈系统的第三信号输出端输出陀螺输出信号。

本发明还具有如下技术特征：

1、所述的信号处理及反馈系统包括一级低通滤波电路、放大电路、二级低通滤波电路、差分电路、阶梯波发生电路和加法电路；探测器的信号输出端与一级低通滤波电路的信号输入端连接，一级低通滤波电路的信号输出端与放大电路的信号输入端连接，放大电路的信号输出端与二级低通滤波电路的信号输入端连接，二级低通滤波电路的信号输出端与差分电路的信号输入端连接，差分电路的第一信号输出端输出陀螺输出信号，差分电路的第二信号输出端与阶梯波发生电路的信号输入端连接，阶梯波发生电路的第一信号输出端与铌酸锂相位调制器的信号输入端连接，阶梯波发生电路的第二信号输出端与加法电路的信号输入端连接，加法电路的信号输出端与第二激光器的信号输入端连接。

2、所述的掺饵光纤环是掺饵光纤绕制的空心线圈。

3、所述的第一激光器输出功率为恒定的1550nm激光，第二激光器输出功率为可控的980nm激光。

3、通过控制第二激光器输出980nm激光的功率来实现本光纤陀螺灵敏度的调节。

本发明的特点和优点：