谐振式光纤陀螺(RFOG)是一种基于光学Sagnac效应的高精度角速度传感器,与传统干涉式光纤陀螺相比,能够使用更短的敏感光纤实现相同的检测精度,在小型化方面具备独特优势。在RFOG中,常常采用多个相位调制器级联来完成信号调制、载波抑制及移频等功能,针对多个相位调制器级联带来的端面反射等问题,论文开展了单Y波导调制器技术研究;Sagnac效应是一种微弱的非互易性效应,高度互易的光路结构对有效检测Sagnac频差十分重要,结合单Y波导调制器技术,提出一种全对称结构的闭环信号检测方案,以FPGA为核心,设计并实现了三路闭环RFOG。具体来说,开展的主要工作如下:(1)优化设计了驱动信号施加方式,基于单Y波导调制器实现了信号调制、载波抑制及移频等的功能,能够避免多个相位调制器级联带来的端面反射等问题,且有利于RFOG的轻质小型化;利用自外差测试系统,对Y波导调制器的功能和性能进行实际测试,测试结果表明,在其调制臂的一对电极上,分别施加不同的驱动信号,能够实现两个独立相位调制器级联所实现的功能,获得的载波抑制比为58.9dB,锯齿波移频的边带抑制比也高达57.6dB。(2)提出了一种全对称结构的三路闭环信号检测方案,用于改善光路互易性;建立了三路闭环RFOG频域分析模型,完成了三路闭环系统包括激光器和两个相位调制器锁定回路的性能仿真及参数优化,在此基础上,分析了三路闭环系统对互易性噪声的抑制作用以及在标度因素线性度、动态范围、温度稳定性等方面的优势,特别是其互易性结构能够有效消除快速温变环境下在陀螺输出端产生的毛刺信号。(3)结合单Y波导调制器技术,以FPGA为核心,设计并实现了三路闭环RFOG,完成了谐振曲线、解调曲线、陀螺零偏稳定性及温变特性的测试。测试结果表明,在1800s的测试时间下,陀螺零偏稳定性为1.67deg/h,48小时测试时间零偏稳定性为6.76deg/h;快速温变环境下,对应光纤谐振腔温度从17.5℃增大到40.7℃,最大温度变化速率为1.5℃/min,1800s测试时间三路闭环RFOG零偏稳定性为2.27deg/h,相比双路闭环RFOG 29.8deg/h的零偏稳定性,提高了 13倍。