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MZ干涉式光纤陀螺研究

曾雪飞  
【摘要】: 本文提出一种基于MZ干涉原理的干涉式光纤陀螺,该种光纤陀螺的光信号采用正向传输,避免了后向传输光对光源的影响,也避免后向散射、反射光带来的相干噪声以及光学Kerr效应噪声,光功率利用率高,输出光信号大。本文分析了其工作的基本原理,推导了输出光功率表达式,指出可以采用平衡输出或单端输出两种信号输出方法,可以采用类似于Sagnac干涉式光纤陀螺的信号检测方式。分析结果证明了采用MZ干涉式光纤陀螺实现对旋转角速率的探测的可行性。 结合MZ干涉式光纤陀螺的存在较大非互易相移的特点,着重从其温度稳定性、偏振噪声以及光源波动引起的误差三个方面分析了抑制噪声、提高检测精度的方法,提出了:采用“准白光”干涉测量法结合光纤研磨技术精确控制光纤长度差的办法;采用非偏振光源抑制偏振噪声的方法;采用温度控制、功率控制以及消偏器实现稳定化陀螺光源的方法。提出了中低精度单模光纤MZ干涉式光纤陀螺的技术方案,该种光纤陀螺采用非偏光源抑制偏振串扰,是一种高性价比的光纤陀螺。 本文还讨论了“准白光”干涉测量光纤长度差的方法,分析了其基本原理,并采用MATLAB进行了系统仿真和参数优化,为克服测量的盲区问题还提出了“扫描下降法”。分析表明该测量方法可以实现微米精度的光纤长度差测量。


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