[发明专利]一种角速度测量装置、方法及其载具

权利要求书

1.一种角速度测量装置，其特征在于，包括：

信号光频梳发射器，用于发射测量光梳信号；

本振光频梳发射器，用于发射本振光梳信号，所述本振光梳信号与测量光梳信号之间具有重复频率差和重叠的光谱范围；

第一分光器，接收来自信号光频梳发射器的测量光梳信号，并将所述的测量光梳信号分成第一光梳信号和第二光梳信号；

测量臂光路，包括互通的两个端口，所述的两个端口分别接收来自第一分光器的第一光梳信号和第二光梳信号，所述第一光梳信号和第二光梳信号在测量臂光路内的传输方向相反，所述测量臂光路与第一分光器之间构成测量回路，第一光梳信号和第二光梳信号通过测量臂光路后合光于第一分光器上并输出合光光梳信号；

第二分光器，接收来自本振光频梳发射器的本振光梳信号和来自第一分光器的合光光梳信号，所述的本振光梳信号和合光光梳信号在第二分光器上发生多外差干涉并输出干涉信号；

测量装置，用于接收所述的干涉信号，并根据所述干涉信号计算出绝对角速度。

2.根据权利要求1所述的一种角速度测量装置，其特征在于，所述测量装置包括探测器、高速数据采集器、干涉信号截取模块、快速傅立叶变换运算模块、公式计算模块，所述探测器、高速数据采集器、干涉信号截取模块、快速傅立叶变换运算模块和公式计算模块依次连接。

3.根据权利要求1所述的一种角速度测量装置，其特征在于，包括多个反射镜，所述的多个反射镜之间组成所述的测量臂光路。

4.根据权利要求1或3所述的一种角速度测量装置，其特征在于，所述的第一分光器和/或第二分光器为分光棱镜。

5.根据权利要求1所述的一种角速度测量装置，其特征在于，所述第一分光器与第二分光器之间设置有用于将合光光梳信号处理为偏振光状态的第一偏振模块，本振光频梳发射器与第二分光器之间设置有用于将发射本振光梳信号处理为偏振光状态的第二偏振模块。

6.一种角速度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

发射测量光梳信号和本振光梳信号；

测量光梳信号通过第一分光器分成第一光梳信号和第二光梳信号；

第一光梳信号和第二光梳信号在测量回路相向传输，并合光于第一分光器上并形成合光光梳信号；

第二分光器接收自本振光频梳发射器的本振光梳信号和来自第一分光器的合光光梳信号，本振光梳信号和合光光梳信号在第二分光器上发生多外差干涉并输出干涉信号；

获取所述的干涉信号并计算出绝对角速度。

7.根据权利要求6所述的一种角速度测量方法，其特征在于，所述绝对角速度的计算方法包括：

截取一个干涉周期中的先后两段干涉信号，计算两次干涉信号中心对应的精确时间差Δτ，

通过以下公式求出单个干涉周期信号计算的绝对角速度Ω，

其中，c为光速，A为测量回路围成的面积，Δf_r为测量光梳信号与本振光梳信号之间的重复频率差，f_s为测量光梳信号的重复频率，Δτ为利用傅里叶变换和最小二乘法拟合求出的两次干涉信号中心对应的精确时间差。

8.根据权利要求7所述的一种角速度测量方法，其特征在于，所述精确时间差Δτ通过以下步骤计算得到：

获取所截取的一个干涉周期内的两个干涉信号两段时间区间对应的时间差t₀；

对截取出的两段干涉信号进行快速傅里叶变换，分别求出相频谱之后进行相减，然后利用最小二乘法拟合出斜率k；

两次干涉信号中心对应的精确时间差Δτ＝k+t₀。

9.一种载具，其特征在于，应用权利要求1-5任一所述的角速度测量装置。