[发明专利]基于新型调制的集成光学陀螺闭环反馈系数实时跟踪方法

权利要求书

1.基于新型调制的集成光学陀螺闭环反馈系数实时跟踪方法，其特征在于，具体步骤如下：

首先，搭建包括激光器，集成光学相位调制器，环形波导谐振腔，顺、逆时针探测器，前向放大器，模数转换器，集成光学相位调制系数跟踪控制器，激光锁频环路控制器和角速度跟踪环路控制器的集成光学陀螺闭环检测装置；

激光器发出的光经施加了多态波调制信号的集成光学相位调制器50：50的Y分支，调制成顺时针和逆时针两束光，同时进入环形波导谐振腔发生多光束干涉，分别被对应的探测器接收并转化为电信号输出，依次经过前向放大器和模数转换器进行放大与转换后，进行同步解调，得到解调结果G_g是关于角速度跟踪环路控制器反馈增益系数k_{fb_AVTL}的函数，G_Ω为角速度跟踪环路控制器输出Δf的函数；

所述的多态波调制信号由基本三角波和为实现调制器系数解调的三角波，两种波形叠加而成，且解调调制器系数三角波的周期是基本三角波的整数倍，因此多态波产生四个状态的频移：在解调调制器系数三角波的上升状态中，基本三角波调制信号上升的时间段为第一状态；下降的时间段为第二状态；在解调调制器系数三角波的下降状态中，基本三角波调制信号上升的时间段为第三状态；下降的时间段为第四状态；

角速度跟踪环路控制器跟踪解调结果中的误差Δf，并通过集成光学相位调制器，补偿萨格纳克效应产生的谐振频差f_Ω，使得进入谐振腔顺时针路径的光的频率满足谐振腔顺时针路径的谐振频率；同时，解调出的逆时针光路中的信号输入激光锁频环路控制器，反馈给激光器，将激光器发出的激光频率锁定在谐振腔逆时针路径的谐振频率上。

2.如权利要求1所述的基于新型调制的集成光学陀螺闭环反馈系数实时跟踪方法，其特征在于，所述的集成光学陀螺闭环检测装置中，激光器与Y波导连接，Y波导两侧加有集成光学相位调制器，调制后的光信号经过环形波导谐振腔，在谐振腔内分别沿着顺时针与逆时针进行传输，经两个输出端口后依次经过连接的光电探测器，前向放大器和模数转换器，进入数字信号处理过程：顺时针光路经过解调部分分成两路，其中一路光后续连接集成光学相位调制系数跟踪控制器，另一路光后续连接角速度跟踪环路控制器，这两部分共同反馈给集成光学相位调制器；逆时针光路连接激光锁频环路控制器，反馈到激光器。

3.如权利要求1所述的基于新型调制的集成光学陀螺闭环反馈系数实时跟踪方法，其特征在于，所述的环形波导谐振腔输出光强为：

其中，η为光路的总损耗，I₀为激光器输出的光功率，q为环形波导谐振腔的清晰度参数，τ为光在环形波导谐振腔中传输一圈的渡越时间，f为环形波导谐振腔输出的光频率，满足：f＝f₀+Δf+f_T；f₀为谐振腔处于静态时，激光器输出的谐振腔的静态谐振光频；f_T为多态波调制波引起的频移；Δf为角速度跟踪环路控制器输出的误差，表示为Δf＝f_Ω-f_c，即环形波导谐振腔转动得到顺时针逆时针光路产生的谐振频差f_Ω，与角速度跟踪环路控制器产生的角速度跟踪锯齿波的频率f_c形成的频差之差；

其中D是环形波导谐振腔的直径，n是环形波导的折射率，λ是入射光波中心波长，Ω是角速度跟踪环路控制器产生的角速度；

f_c＝k_{fb_AVTL}D_out，其中D_out在角速度闭环跟踪环路中生成的角速度反馈信号；k_{fb_AVTL}为角速度跟踪环路控制器反馈增益的系数；k_{fb_AVTL}＝k_sawk_dak_DC/V_2π；V_2π为集成光学相位调制器2π相位对应的电压；k_saw为产生数字反馈锯齿波的数字增益，k_da为模数转换器的数模转换增益，其中k_DC为驱动放大电路的增益。