使用单偏振输出保偏环路器的光纤陀螺仪制造技术

本发明专利技术公开了一种使用单偏振输出保偏环路器的光纤陀螺仪。由宽谱光源发出的光进入光源保偏环路器的2-1端，从保偏环路器的2-2端输出一个偏振模再经传感环保偏分束器分成上、下二光束，上光束按顺时针方向经保偏光纤传感环、相位调制器，返回保偏分束器；下光束按反时针方向经相位调制器、保偏光纤传感环，返回保偏分束器；上、下二光束由保偏分束器合成形成干涉，干涉后的光束经保偏环路器的2-2端输入、并从保偏环路器的2-3端输出，由光电探测器将光信号变为电信号输入信号处理单元，信号处理单元产生加在相位调制器上的信号，并同时输出陀螺仪相对于惯性参考系的转动信号。本发明专利技术可以减少由光源保偏分束器引起的光能量损失，同时减少元件使用。

【技术实现步骤摘要】
使用单偏振输出保偏环路器的光纤陀螺仪
本专利技术涉及陀螺仪，尤其涉及一种使用单偏振输出保偏环路器的光纤陀螺仪。
技术介绍
传统的光纤陀螺如图1所示。由宽谱光源1发出的光经光源保偏分束器8一分为二，其中一束输入保偏起偏器9，再经过传感环保偏分束器3一分为二，上光束按顺时针方向经保偏光纤传感环4、相位调制器5，返回保偏分束器3；下光束按反时针方向经相位调制器5、保偏光纤传感环4后返回保偏分束器3；这二束顺时针光和反时针光由保偏分束器3合成形成干涉，经保偏起偏器9、光源保偏分束器8一分为二，其中一束由光电探测器6变为电信号，经过信号处理单元7，信号处理单元7产生加在相位调制器5上的信号，并同时输出陀螺仪相对于惯性参考系的转动信号。这种陀螺的缺点是光束往返光源保偏分束器8时，光能量损失6dB，即损失了3/4的光能量。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种使用单偏振输出保偏环路器的光纤陀螺仪，并用该保偏环路器代替光源保偏分束器和保偏起偏器的功能。一种使用单偏振输出保偏环路器的光纤陀螺仪包括宽谱光源、光源保偏环路器、传感环保偏分束器、保偏光纤传感环、相位调制器、光电探测器、信号处理单元；由宽谱光源发出的光进入光源保偏环路器的2-1端，从光源保偏环路器的2-2端输出一个单偏振模再经过传感环保偏分束器分成上、下二光束，上光束按顺时针方向经保偏光纤传感环、相位调制器，返回保偏分束器；下光束按反时针方向经相位调制器、保偏光纤传感环，返回保偏分束器；上、下二光束由保偏分束器合成形成干涉，干涉后的光束经保偏环路器的2-2端输入、并从保偏环路器的2-3端输出，由光电探测器将光信号变为电信号，经过信号处理单元，信号处理单元产生加在相位调制器上的信号，并同时输出陀螺仪相对于惯性参考系的转动信号。所述的光源保偏环路器采用单偏振输出保偏环路器。所述的宽谱光源采用高偏振度半导体超辐射二极管。本专利技术是在光纤陀螺仪中采用了单偏振输出保偏环路器，取代了传统陀螺的光源保偏分束器和保偏起偏器二个元件。使用环路器，可以减少由光源保偏分束器引起的6dB光能量损失，可提高陀螺的信噪比，或者保持原信噪比不变条件下减少光能量损耗；单偏振输出保偏环路器的特征是只能传送一个偏振模，阻止另一个偏振模，同时起到了保偏起偏器作用。本专利技术的目的是减少光能量损失、同时减少元件的光纤陀螺仪。附图说明图1是传统的光纤陀螺结构示意图；图2是使用单偏振输出保偏环路器的光纤陀螺仪结构示意图。具体实施方式如图2所示，一种使用单偏振输出保偏环路器的光纤陀螺仪包括宽谱光源1、光源保偏环路器2、传感环保偏分束器3、保偏光纤传感环4、相位调制器5、光电探测器6、信号处理单元7；由宽谱光源1发出的光进入光源保偏环路器2的2-1端，从光源保偏环路器2的2-2端输出。此保偏环路器只能传送一个偏振模，阻止另一个偏振模。保偏环路器传送的一个偏振模再经过传感环保偏分束器3分成上、下二光束，上光束按顺时针方向经保偏光纤传感环4、相位调制器5，返回保偏分束器3；下光束按反时针方向经相位调制器5、保偏光纤传感环4，返回保偏分束器3；上、下二光束由保偏分束器3合成形成干涉，干涉后的光束经保偏环路器2的2-2端输入、并从保偏环路器2的2-3端输出，由光电探测器6将光信号变为电信号，经过信号处理单元7，信号处理单元7产生加在相位调制器5上的信号，并同时输出陀螺仪相对于惯性参考系的转动信号。所述的光源保偏环路器2采用单偏振输出保偏环路器。所述的宽谱光源1采用高偏振度半导体超辐射二极管。实施案例：宽谱光源1采用使用1310纳米高偏振度半导体超辐射二极管，单偏振输出保偏环路器的特征是只能传送一个偏振模，阻止另一个偏振模，消光比为30dB，传感环保偏分束器采用1:1分束比，保偏光纤传感环采用500米光纤，外径98毫米，相位调制器用数米光纤绕在本征频率为29.5kHz的压电陶瓷环上，光电探测器使用PIN-FET组件，信号处理单元使用锁相放大器。入射到光电探测器的光功率为10微瓦，实验陀螺的长期零漂为0.2°/小时。而作为比较，使用同一光源、同一光纤传感环、相位调制器、传感环保偏分束器、光电探测器，以及30dB消光比的保偏起偏器和光源保偏分束器的传统陀螺，光电探测器的接收光功率是4微瓦，传统陀螺的长期零漂为0.5°/小时。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用单偏振输出保偏环路器的光纤陀螺仪，其特征在于包括宽谱光源(1)、光源保偏环路器(2)、传感环保偏分束器(3)、保偏光纤传感环(4)、相位调制器(5)、光电探测器(6)、信号处理单元(7)；由宽谱光源(1)发出的光进入光源保偏环路器(2)的2‑1端，从光源保偏环路器(2)的2‑2端输出一个单偏振模再经过传感环保偏分束器(3)分成上、下二光束，上光束按顺时针方向经保偏光纤传感环(4)、相位调制器(5)，返回保偏分束器(3)；下光束按反时针方向经相位调制器(5)、保偏光纤传感环(4)，返回保偏分束器(3)；上、下二光束由保偏分束器(3)合成形成干涉，干涉后的光束经保偏环路器(2)的2‑2端输入、并从保偏环路器(2)的2‑3端输出，由光电探测器(6)将光信号变为电信号，经过信号处理单元(7)，信号处理单元(7)产生加在相位调制器(5)上的信号，并同时输出陀螺仪相对于惯性参考系的转动信号。

【技术特征摘要】
1.一种使用单偏振输出保偏环路器的光纤陀螺仪，其特征在于包括宽谱光源(1)、光源保偏环路器(2)、传感环保偏分束器(3)、保偏光纤传感环(4)、相位调制器(5)、光电探测器(6)、信号处理单元(7)；由宽谱光源(1)发出的光进入光源保偏环路器(2)的2-1端，从光源保偏环路器(2)的2-2端输出一个单偏振模再经过传感环保偏分束器(3)分成上、下二光束，上光束按顺时针方向经保偏光纤传感环(4)、相位调制器(5)，返回传感环保偏分束器(3)；下光束按反时针方向经相位调制器(5)、保偏光纤传感环(4)，返回传感环保偏分束器(3)；上、下二光...

【专利技术属性】
技术研发人员：周柯江，张敏杰，周芝福，李晓炜，胥晓春，张瑜，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33