谐振式光纤陀螺(Resonator Fiber Optic Gyro,RFOG)是一种惯性传感器,这种传感器基于Sagnac光学效应而实现,可用于对物体旋转角速度的测量。理论研究表明,相比于干涉式光纤陀螺(Interferometric Fiber Optic Gyro,IFOG),RFOG达到较高的理论精度只需要采用相对较短的光纤,这有利于陀螺系统的小型化集成。虽然RFOG的精度在当前已经有了一定程度的提高,但离实际应用仍有差距,这种光学陀螺目前仍处于实验室研究阶段,各种系统噪声制约着陀螺精度的进一步提高。双路闭环RFOG相比于单路闭环RFOG在系统动态范围等性能方面具有一定的优势。本论文对双路闭环RFOG中的部分关键器件进行了小型化优化,针对系统中采用的半导体激光器的强度调制引起的Kerr效应误差进行了研究,通过实验分析了这种误差的特性,并设计了一种不需要额外增加系统器件的误差抑制算法;同时,本论文针对双路闭环系统中采用的正弦-锯齿波相位调制技术,研究了调制频谱的重叠性,并对锯齿波相位调制非理想复位引起的噪声特性进行了讨论。本文主要开展了如下研究工作:(1)基于部分小型化关键元器件建立了双路闭环RFOG系统。本论文对双路闭环RFOG系统中的部分关键元器件的尺寸及体积进行了优化。系统中采用直径8.0cm、高2.2cm的圆柱型半导体激光器模块,尺寸为2.0cm×0.7cm×0.4cm的短波导铌酸锂相位调制器,直径为8.4 cm的圆形数字信号处理硬件电路。从而,为进一步实现双路闭环RFOG系统的整体小型化提供了参考依据。(2)实验验证了半导体激光器强度调制引起的Kerr效应误差。双路闭环RFOG系统中,采用半导体激光器作为光源,在系统锁定过程中,半导体激光器存在一定程度的光强度调制,强度调制对双路闭环RFOG系统会引入Kerr效应误差。本论文通过实验对该误差进行测试,得到陀螺输出与二次谐波差的关系,验证了强度调制引起的Kerr效应误差的特性。研究结果为双路闭环RFOG系统中Kerr效应误差特性的进一步研究提供了参考。(3)提出了 一种基于二次谐波的Kerr效应误差抑制算法。针对Kerr效应引起的误差,通过理论推导,得到了利用二次谐波信号之差与强度调制引起的Kerr效应误差的线性关系来补偿陀螺输出信号的数学表达式。通过数字信号处理算法的设计,在没有附加额外装置的情况下,实现了对陀螺输出信号误差的实时补偿功能,提高了系统的稳定性。通过对比不同光强差下加入抑制算法前后的陀螺输出,验证了该抑制技术的有效性,且噪声抑制率优于7.95%。该研究成果为双路闭环RFOG系统中Kerr效应误差抑制方法的进一步研究提供了参考。(4)研究了正弦-锯齿波相位调制频谱重叠特性及锯齿波复位特性。本论文通过分析正弦-锯齿波相位调制下两光路频谱的重叠性,对两光路的调制频率差进行优化以降低频谱重叠带来的背向散射噪声。对比频谱优化前后的实验结果,验证了频谱优化设计对提高系统精度的有效性。论文针对系统中由信号放大电路带宽限制引起的μs量级锯齿波复位延时,研究了该延时引起的脉冲噪声特性,并初步探究了复位脉冲噪声对该双路闭环RFOG系统解调曲线零点的影响。该研究结果为双路闭环系统调制频谱及锯齿波复位特性的进一步研究提供了参考。以上研究成果为小型化双路闭环RFOG系统的进一步研究提供了参考依据。