单光源双波长Sagnac光纤干涉仪及其数字信号处理研究

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Sagnac干涉仪是一种基于Sagnac效应,用于检测运动载体相对于惯性空间的旋转角速度,也被称干涉式光纤陀螺仪(Interferometric Fiber Optic Gyro, IFOG)。目前干涉式光纤陀螺精度进一步提高所面临的最大问题是,如何在外界温度场变化的情况下,保证光纤陀螺的刻度因子的稳定性。本文首先主要介绍目前光纤陀螺的各种解调方案,包括基于FPGA的开环光纤陀螺检测和基于FPGA的闭环检测方案。接下来提出一种单光源双波长新型光源的设计方案。利用一个980nm pump光源激发掺铒光纤,获得1539.81nm和1558.09n n两束宽谱波。然后利用新型光源代替传统SLD光源,建立起了一种单光源双波长光纤陀螺结构。提出两种补偿光纤陀螺标度因数的方案。本文最重要的部分就是对双波长光纤陀螺的信号进行解调。针对不同的标度因数补偿方案,提出了不同的解调方法。设计了基于FPGA的双光路调制电路和信号处理方案,搭建出完整的单光源双波长的干涉式光纤陀螺系统。最后我们成功的利用τ/2解调方案,在一个τ内,同时解调出两束光干涉信号,并进行反馈控制。1539.81nm和1558.09nm两束波的零偏分别为-6.959°/h和-6.890°/h,零漂分别为0.385°/h和0.378°/h。
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