环形谐振腔及其谐振式光纤陀螺制造技术

本实用新型专利技术适用于光学传感及信号检测技术领域，提供了环形谐振腔及其谐振式光纤陀螺，该环形谐振腔，包括两束光纤、第一分光器件和第二分光器件，所述第一分光器件的两端分别通过所述两束光纤与所述第二分光器件的两端一一对应连接，围合成一个封闭回路。所述的环形谐振腔采用两个分光器件与光纤围合成的封闭回路，能使从环形谐振腔中输出的光信号经过光电探测器转化成电信号时，输出的谐振曲线为亮背景的暗峰，信噪比大，有利于提高陀螺的检测精度。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光学传感及信号检测
，尤其涉及环形谐振腔及其谐振式光纤陀螺。
技术介绍
谐振式光纤陀螺是一种基于光学萨格奈克效应产生的谐振频率差来检测物体转动角速度的新型惯性传感器，是惯性导航与姿态控制系统中最为关键的器件之一。谐振式光纤陀螺在无任何外部参考系的情况下，也能测量到物体相对于惯性空间转动的角速度，可广泛运用于航空航天、武器装备、民用工业等各个领域，在国家安全和国民经济建设中发挥着重要的作用。谐振式光纤陀螺中的环形谐振腔是整个系统中最为关键的角速度敏感器件，环形谐振腔通过检测腔内顺、逆时针两路光波之间的谐振频率差的大小来实现对物体的转动角速度测量。目前谐振式光纤陀螺所采用的环形谐振腔主要有两种类型:反射式环形谐振腔和透射式环形谐振腔。如图1所示为采用反射式环形谐振腔的谐振式光纤陀螺结构，其中包括:激光器L，耦合器Cl、C2、C3、C4，相位调制器PM1、PM2，光电探测器H)l、TO2，对于反射式环形谐振腔来说，由于大部分光波都是从腔内另外一侧输出，因此腔内顺逆时针的光波互相干扰比较大，而且整个谐振式光纤陀螺系统中至少需要4个耦合器，成本比较高。如图2 (a)所示为采用透射式环形谐振腔的谐振式光纤陀螺结构，其中包括:激光器L，耦合器Cl、C2、C3，相位调制器PM1、PM2，光电探测器H)1、PD2，对于透射式环形谐振腔来说，由于环形谐振腔中的光电探测器输出的谐振曲线是暗背景的亮峰，如图2(b)所示，信噪比小，不利于提尚陀螺的检测精度。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种环形谐振腔，旨在解决现有的环形谐振腔信噪比比较小或者需要的耦合器多、成本大的问题。本技术是这样实现的，一种环形谐振腔，包括两束光纤，该环形谐振腔还包括第一分光器件和第二分光器件，所述第一分光器件的两端分别通过所述两束光纤与所述第二分光器件的两端一一对应连接，围合成一个封闭回路。进一步地，所述第一、第二分光器件为耦合器、分束器或环形器。本技术还提供一种谐振式光纤陀螺，包括如上所述任一的环形谐振腔、激光器、第三分光器件、与所述第一分光器件连接的第一光电探测器和与所述第二分光器件连接的第二光电探测器；所述激光器用于产生光波；所述第三分光器件用于接收所述激光器产生的光波，并将光波分成两束光；所述第一、第二分光器件分别接收所述第三分光器件发出的两束光，并分别将各自接收到所述第三分光器件发出的光束以及每次接收到的在所述封闭回路中循环传输的光束再次分成两束光；对于所述第一分光器件再次分束得到的两束光，其中一束光经所述第一光电探测器转换成电信号后输出，另一束光在所述封闭回路中循环传输；对于所述第二分光器件再次分束得到的两束光，其中一束光经所述第二光电探测器转换成电信号后输出，另一束光在所述封闭回路中循环传输。进一步地，所述谐振式光纤陀螺还包括第一相位调制器和第二相位调制器；所述第一相位调制器置于所述第三分光器件与所述第一分光器件之间，用于将所述第三分光器件分出的其中一束光进行相位调制后输出给所述第一分光器件；所述第二相位调制器置于所述第三分光器件与所述第二分光器件之间，用于将所述第三分光器件分出的其中另一束光进行相位调制后输出给所述第二分光器件。进一步地，所述第三分光器件为耦合器、分束器或环形器。本技术与现有技术相比，有益效果在于:所述的环形谐振腔采用两个分光器件与光纤围合成封闭的回路，能使从环形谐振腔中输出的光信号经过光电探测器转化成电信号时，输出的谐振曲线为亮背景的暗峰，信噪比大，有利于提高陀螺的检测精度。【附图说明】图1是现有技术提供的采用反射式环形谐振腔的谐振式光纤陀螺的结构示意图；图2 (a)是现有技术提供的采用透射式环形谐振腔的谐振式光纤陀螺的结构示意图；图2(b)是图2(a)输出的电信号示意图；图3(a)是本技术谐振式光纤陀螺的结构示意图；图3(b)是图3(a)输出的电信号示意图。【具体实施方式】为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图3(a)所示，其中虚线框内所示为环形谐振腔的结构示意图。一种环形谐振腔，包括第一分光器件C1、第二分光器件C2和两束光纤0F，第一分光器件C1的两端分别通过两束光纤0F与第二分光器件C2的两端一一对应连接，围合成一个封闭的回路。具体地，第一、第二分光器件C1、C2可以为耦合器、分束器或环形器。当然，只要能够实现将光进行分束的器件均可。优选的，第一、第二分光器件C1、C2为两个相同親合系数的親合器。本技术提供的谐振式光纤陀螺包括上文所述的环形谐振腔、激光器L、第三分光器件C3、第一光电探测器PD1和第二光电探测器TO2。激光器L是谐振式光纤陀螺中的光源，为整个系统提供光波。第一光电探测器PD1与第一分光器件C1相连接，用于将从第一分光器件C1发出的光信号转换成电信号并进行输出。第二光电探测器PD2与第二分光器件C2相连接，用于将从第二分光器件C2发出的光信号转换成电信号并进行输出。第三分光器件C3用于接收激光器L发出的光波，并将光波分成两束光。第一、第二分光器件C1、C2分别接收第三分光器件C3发出的两束光，并分别将各自接收到第三分光器件C3发出的光束以及每次接收到的在封闭回路中循环传输的光束再次分成两束光。对于第一分光器件C1再次分束得到的两束光，其中一束光经第一光电探测器PD1转换成电信号后输出，另一束光在封闭回路中循环传输。对于第二分光器件C2再次分束得到的两束光，其中一束光经第当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环形谐振腔，包括两束光纤，其特征在于，该环形谐振腔还包括第一分光器件和第二分光器件，所述第一分光器件的两端分别通过所述两束光纤与所述第二分光器件的两端一一对应连接，围合成一个封闭回路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘承香，李景振，吴旭，李明，吴栋，阮双琛，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：广东;44