[发明专利]一种角速度测量方法、测量系统及载体

权利要求书

1.一种角速度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

发射第一光频梳信号和第二光频梳信号，所述第一光频梳信号与第二光频梳信号具有重复频率差及重叠的光谱范围；

将所述第一光频梳信号分为传输方向相反的第一测量光梳信号和第二测量光梳信号；

将所述第一测量光梳信号与第二测量光梳信号分别经过光程不同的分离光路以实现所述第一测量光梳信号与第二测量光梳信号的脉冲分离；

所述第一测量光梳信号与所述第二测量光梳信号相向传输并进行合光，形成合光光梳信号；

所述合光光梳信号与所述第二光频梳信号进行多外差干涉并输出干涉信号；

获取所述干涉信号并计算得出角速度值。

2.根据权利要求1所述的角速度测量方法，其特征在于，所述角速度值的计算方法包括：

截取一个干涉周期内的两个干涉信号，得出两个次干涉信号中心对应的时间差Δτ；

计算一个干涉周期内的角速度值Ω，所述角速度Ω通过以下公式得出：

上式中，n为光纤缠绕圈数，c为光速，A为测量光路围成的面积，Δf_r为第一光频梳信号与第二光频梳信号之间的重复频率差，f_s为第一光频梳信号的重复频率，Δτ为利用傅里叶变换和最小二乘法拟合求出的一个干涉周期内两个干涉信号中心对应的差。

3.根据权利要求2所述的角速度测量方法，其特征在于，所述时间差Δτ的计算方法包括：

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内所对应的时间差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，并利用最小二乘法拟合出斜率k；

两次干涉信号中心对应的所述时间差Δτ＝K+t₀。

4.一种角速度测量系统，其特征在于，包括：

第一光频梳发射器，所述第一光频梳发射器能够发出第一光频梳信号；

第二光频梳发射器，所述第二光频梳发射器能够发出第二光频梳信号，所述第一光频梳信号与第二光频梳信号具有重复频率差及重叠的光谱范围；

测量光路，包括第一分光器，所述第一分光器用于接收所述第一光频梳信号，基于所述第一分光器延伸出一环形光路，所述环形光路内设有第二分光器及第三分光器，所述第二分光器及第三分光器之间连接有第一分离光路，所述环形光路位于所述第二分光器与第三分光器之间的一段形成第二分离光路，所述第一分离光路与第二分离光路的光程不同；

第四分光器，所述第四分光器能够接收所述第二光频梳信号并输出干涉信号。

5.根据权利要求4所述的角速度测量系统，其特征在于，所述第一分光器将所述第一光频梳信号分为第一测量光梳信号及第二测量光梳信号，所述第一测量光梳信号与所述第二测量光梳信号在所述环形光路内的传输方向相反，所述第一测量光梳信号经过所述第一分离光路返回至所述第一分光器，所述第二测量光梳信号经过所述第二分离光路并返回至所述第一分光器与所述第一测量光梳信号合光，形成合光光梳信号，所述第二光频梳信号与所述合光光梳信号于所述第四分光器处进行多外差干涉并输出所述干涉信号。

6.根据权利要求4所述的角速度测量系统，其特征在于，所述第一分离光路上设有第一光隔离器，所述第二分离光路上设有第二光隔离器，所述第一光隔离器与第二光隔离器的光传输方向相反，所述第一分离光路的第一端与所述第二分离光路的第一端于所述第二分光器处连通，所述第一分离光路的第二端与所述第二分离光路的第二端于所述第三分离光路处连通。

7.根据权利要求4至6任一项所述的角速度测量系统，其特征在于，还包括合光光路、输出光路及检测光路，所述合光光路的输入口与所述第一分光器连通，所述合光光路的输出口与所述第四分光器连通，所述合光光路上设有第三光隔离器，所述输出光路的输入端与所述第一光频梳发射器连通，所述输出光路的输出管与所述第一分光器连通，所述输出光路上设有第四光隔离器，所述检测光路的输入端与所述第二光频梳发射器连通，所述检测光路和合光光路均与所述第四分光器连通。