[发明专利]一种谐振式光学陀螺标度因数测试装置及方法

摘要

本发明公开了一种谐振式光学陀螺标度因数测试装置及方法，装置包括组合信号源模块、光电混合模块和数字信号处理模块，本发明不需要转台即可实现对谐振式光学陀螺标度因数的测试，摆脱了谐振式光学陀螺标度因数测试时对转台的依赖，避免了转台振动对陀螺标度因数的影响，提高了谐振式光学陀螺标度因数的测试精度，与传统标度因数测试方法相比简单易行、操作方便，能够提高谐振式光学陀螺标度因数的测试效率。

主权项

一种谐振式光学陀螺标度因数测试装置，包括组合信号源模块、光电混合模块和数字信号处理模块；所述组合信号源模块包括信号源A和信号源B；信号源A产生锯齿波信号，通过设定锯齿波参数，模拟陀螺旋转角速度，信号源B产生调制信号，信号源A和信号源B的负电极相连，信号源A的正电极连接光电混合模块内第一调制臂的下电极和第二调制臂的上电极，信号源B的正电极连接光电混合模块内第一调制臂的上电极和第二调制臂的下电极；所述光电混合模块包括光源、光隔、起偏器、集成光学相位调制器、耦合器A、耦合器B、耦合器C、光学谐振腔、光电探测器A和光电探测器B；光源顺次通过光隔、起偏器与集成光学相位调制器连接，集成光学相位调制器为Y分支结构，集成光学相位调制器包括第一调制臂和第二调制臂，每个调制臂均具有上下两个电极，用于连接调制信号，其中第一调制臂的下电极和第二调制臂的上电极相连，第一调制臂的上电极和第二调制臂的下电极相连；光学谐振腔上集成了耦合器A、耦合器B和耦合器C，其中集成光学相位调制器的第一调制臂与光学谐振腔上的耦合器A相连，集成光学相位调制器的第二调制臂与光学谐振腔上的耦合器B相连，耦合器A和耦合器B又分别和耦合器C相连；光源发出的光，顺次经过光隔、起偏器后，进入集成光学相位调制器，光经过第一调制臂后为CW光，CW表示顺时针，CW光依次通过耦合器A、耦合器C进入保偏光学谐振腔，在光学谐振腔内传输不同圈数的CW光相干出射，依次通过耦合器C、耦合器B到达光电探测器B；光经过第二调制臂后为CCW光，CCW表示逆时针，CCW光依次通过耦合器B、耦合器C进入保偏光学谐振腔，在光学谐振腔内传输不同圈数的CCW光相干出射，依次通过耦合器C、耦合器A到达光电探测器A；光电探测器A一端与耦合器A相连接，另一端通过数字信号处理模块A与光源相连接，光电探测器B一端与耦合器B相连接，另一端通过数字信号处理电路B与计算机相连接；光电探测器A探测从光学谐振腔出射的CCW光强信号，光电探测器B探测从光学谐振腔出射的CW光强信号；所述数字信号处理模块包括数字信号处理模块A、数字信号处理模块B和计算机；数字信号处理模块A由光电探测器A得到的CCW光强信号解调出光源中心频率和CCW光谐振频率之差，并将其反馈于光源，实现光源频率对CCW光谐振频率的跟踪锁定，数字信 号处理模块B由光电探测器B得到的CW光强信号解调出光源中心频率与CW光谐振频率之差，并将该差值转换为陀螺角速度信息，上传至计算机；计算机根据模拟陀螺旋转角速度数值与测量得到的陀螺角速度信息进行线性拟合，得到陀螺标度因数。