基于双输入/输出双环谐振慢光角速度传感器的研究

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光纤陀螺仪作为制导系统和导航方面的关键性部件,是一种极其重要的惯性传感器。慢光光纤陀螺是在传统光纤陀螺的基础上引入慢光,不仅大大减少了光纤所需的长度,而且提高了陀螺仪的灵敏度,并且使检测方法更简单准确,有利于实现陀螺仪的小型化和集成化。本文就是利用环形腔的结构色散来引入慢光的。之前我们已经研究过单输入单输出的双环谐振慢光角速度传感器。  本文提出了一种具有两个输入输出波导的双环慢光陀螺的新颖结构。我们采用了与干涉陀螺仪相同的检测方式,充分结合了干涉式光纤陀螺仪(I-FOG)和谐振式光学陀螺仪(ROG)的优势。推导出了此结构的输入输出响应并且仿真出了其透射谱。这里也提出了两个实验方案,应用其中一个对系统的工作原理进行了深入的分析。通过对集成相位调制器引入方波,我们可以使结构工作在最高的灵敏度。应用方波后,系统运行在线性区域,因此可以根据相位差和角速度之间的线性关系获得角速度。研究了在不同输出端口检测到的光信号最大相位差时的最优匹配参数。并且通过改变传输损耗系数的值对陀螺仪的灵敏度做了一些比较。结果表明了参数匹配设计是获得高灵敏度的关键,所以有必要在实验之前进行仿真分析。并且证实了耦合环形谐振器系统可以实现慢光效应,使得最终得到的相位差更大,陀螺仪的灵敏度更高。
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