[发明专利]一种光纤陀螺光源相对强度噪声自适应抑制装置

说明书

本申请公开了一种光纤陀螺光源相对强度噪声自适应抑制装置，包括放大自发辐射光源(ASE光源)、Y波导、光纤环、第一探测器、第二探测器、50/50保偏耦合器，第一90/10保偏耦合器、第二90/10保偏耦合器、信号处理模块。通过本发明的技术方案，有效地抑制了RIN对高精度光纤陀螺检测精度的影响，结构简单，适合于工程应用；可实现信号光和参考光功率匹配度的实时检测与闭环控制，确保实际使用条件下，RIN抑制保持最优效果。

技术领域

本发明属于光纤陀螺技术领域，尤其涉及一种高精度光纤陀螺光源相对强度噪声自适应抑制装置。

背景技术

光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的光纤角速度传感器，具有全固态、成本低、可靠性高、启动速度快等优点，被广泛应用于飞机、潜艇、军舰、导弹、卫星等领域，近年来成为国内外惯性器件的一个研究热点。全数字闭环检测方案是现阶段光纤陀螺的主流方案，具有精度高、动态范围大和标度因数线性度优等特点。

在高精度光纤陀螺中，一般使用基于放大自发辐射(Amplified SpontaneousEmission，ASE)的掺铒光纤光源。ASE光源具有低时间相干性、大功率输出和高波长稳定性等特点，对提高光纤陀螺的零偏稳定性和标度因数精度至关重要。但是，ASE光源的光强输出会受到宽光谱中不同频率分量拍频引起的光强波动的影响。随着光功率的增大，光强度波动随之增大，一般将光强波动与平均光功率的比值定义为光源相对强度噪声(RelativeIntensity Noise，RIN)。由于RIN产生于ASE光源，与光电探测过程中产生的散粒噪声和热噪声不同，因此RIN也被称为额外噪声(Excess noise)。对于光纤陀螺的信号检测过程，通过增加探测光的功率，可有效抑制散粒噪声和热噪声的影响。然而，由于RIN与光功率无关，当到达光电探测器的光功率超过几微瓦时，RIN就成为了限制检测精度的主要噪声源。因此，必须采用专门的RIN抑制方法。

发明内容

本发明的目的是通过抑制高精度光纤陀螺的相对强度噪声，进而有效降低陀螺的随机游走，改善光纤陀螺的检测精度。为实现上述技术目的，本发明提供了一种光纤陀螺光源相对强度噪声的自适应抑制方案，在传统光纤陀螺的光路中加入两个光学元件(两个分光比为90/10的保偏耦合器)，利用信号光路和参考光路的光功率叠加，实现对本征频率及其奇倍频处RIN的抑制。在参考光路中，有一部分参考光连接到光探测器，可以用来监测光路中光功率的实时变化，当光路中信号光和参考光的输出光功率不匹配时，可以调整施加在Y波导的调制深度，改变信号光路的光强，实现光功率匹配。本发明的具体技术方案如下：一种光纤陀螺光源相对强度噪声自适应抑制装置，其特征在于，包括放大自发辐射光源(ASE光源)、Y波导、光纤环、第一探测器、第二探测器、50/50保偏耦合器，第一90/10保偏耦合器、第二90/10保偏耦合器、信号处理模块，其中，

所述ASE光源连接到所述50/50保偏耦合器的第一端口；

所述Y波导的两端与所述光纤环连接组成敏感环路，用于敏感转速信息；

所述Y波导的第三端与所述50/50保偏耦合器的第二端口连接；

所述第一90/10保偏耦合器的第三端口连接到所述第一探测器，所述第二90/10保偏耦合器的90％端口连接到所述第二探测器；

所述第一90/10保偏耦合器的90％端口连接到所述50/50保偏耦合器的第一端口，所述第一90/10保偏耦合器的10％端口通过90度熔接连接到所述第二90/10保偏耦合器的10％端口，所述第二90/10保偏耦合器的第三端口连接到所述50/50保偏耦合器第二端口；

通过光纤连接的所述ASE光源、所述50/50保偏耦合器、所述Y波导、所述光纤环、所述第一90/10保偏耦合器、所述第一探测器构成信号光路；

通过光纤连接的所述ASE光源、所述50/50保偏耦合器、所述第二90/10保偏耦合器、所述第一90/10保偏耦合器和所述第一探测器构成参考光路；