基于双铒源冗余设计的高精度、小型化三轴一体光纤陀螺制造技术

本发明专利技术提供一种基于双铒源冗余设计的高精度、小型化三轴一体光纤陀螺，包含独立模块化形态的主光源模块，冗余光源模块，中央光电信号处理模块和光纤敏感环组件，提升了系统的可靠性；通过使铒源(即光源模块)中半导体光放大器工作在深度饱和状态，并调整光源模块的参数，使铒源相对强度噪声降低8dB，在相同直径和长度光纤环下陀螺检测精度提升30％，得到具有精度高、体积小、重量轻的光纤陀螺，对战略级惯性导航系统的应用具有重要意义。性导航系统的应用具有重要意义。性导航系统的应用具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
基于双铒源冗余设计的高精度、小型化三轴一体光纤陀螺


[0001]本专利技术涉及一种光纤陀螺，更特别的是一种基于双铒源冗余设计的高精度、小型化三轴一体光纤陀螺。

技术介绍

[0002]随着高精度惯性导航系统对光纤陀螺的要求越来越高，研制战略级高精度光纤陀螺具有重要的理论意义和军事意义。为提高陀螺检测精度，一般采用增大光纤敏感线圈直径和长度的方法。然而，这种方法势必带来陀螺体积和重量的增加，不利于惯性导航系统在空间领域的应用。
[0003]掺铒光纤光源是高精度光纤陀螺的首选光源，随着国内外对光纤陀螺研究的不断深入，掺铒光纤光源的相对强度噪声成为限制陀螺测量精度进一步提升的主要原因。为了提高陀螺精度，降低铒源相对强度噪声是一种重要方法，该方法可以在相同直径和长度光纤敏感线圈下获得更高的陀螺检测精度。研究表明，利用半导体光放大器(SOA)的非线性使其工作在“深度饱和状态”，可以降低光源的相对强度噪声。然而，SOA在C波段表现出很大的增益不均，实际应用过程中必须优化掺铒光纤光源的光学参数与SOA增益特性相匹配，以获得最大的降噪效果。目前基于SOA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双铒源冗余设计的高精度、小型化三轴一体光纤陀螺，其特征在于，包括光源模块，中央光电信号处理模块和光纤敏感环组件；所述光源模块为掺铒光纤光源模块，数量为2，分别为主光源模块和冗余光源模块，每个光源模块包括激光器，波分复用器，掺铒光纤，法拉第旋转镜，光纤隔离器，半导体光放大器和模拟电路；所述模拟电路向激光器注入电流，使激光器发出泵浦光，泵浦光经波分复用器后耦合进掺铒光纤，经掺铒光纤转换为前向超荧光和后向超荧光，前向超荧光经法拉第旋转镜返回掺铒光纤经再次光放大，与后向超荧光一起经波分复用器和光纤隔离器到达半导体光放大器，模拟电路向半导体光放大器注入电流，使半导体光放大器实现对超荧光的放大功能；所述模拟电路向激光器注入的电流和向半导体光放大器注入的电流相互配合，使半导体光放大器处于深度饱和状态；中央光电信号处理模块将光源模块发出的超荧光处理后分为两部分，第一部分传输至光纤敏感环组件，获取由光纤敏感环组件返回的三轴干涉光信号，并转换为电信号进行解调，得到陀螺仪的角速度信息，第二部分用于监测各光源模块的工作状态，并根据工作状态进行主光源模块和冗余光源模块的切换。2.根据权利要求1所述的一种基于双铒源冗余设计的高精度、小型化三轴一体光纤陀螺，其特征在于，所述中央光电信号处理模块包括光纤耦合器组，Y波导，信号采集探测器，数字信号处理电路和光源功率监测探测器；所述数字信号处理电路产生调制信号并输出至Y波导，光源模块发出的超荧光经光纤耦合器组分为两部分，第一部分超荧光经Y波导，在所述调制信号的作用下进行调制，后耦合进光纤敏感环组件，经光纤敏感环组件形成三轴干涉光信号并返回至光纤耦合器组，三轴干涉光信号由光纤耦合器组传输至信号采集探测器后转换为电信号并传输至数字信号处理电路进行信号解调；第二部分超荧光传输至光源功率监测探测器，经光源功率监测探测器转化为电压值，通过电压值监测光源模块的工作状态。3.根据权利要求2所述的一种基于双铒源冗余设计的高精度、小型化三轴一体光纤陀螺，其特征在于，所述光纤耦合器组包括第一光纤耦合器C1、第二光纤耦合器C2，第三光纤耦合器C3，第四光纤耦合器C4、第五光纤耦合器C5和第六光纤耦合器C6；所述光源模块发出的超荧光经第一光纤耦合器C1分别传输至第二光纤耦合器C2和第三光纤耦合器C3，经第二光纤耦合器C2后分为第一路超荧光和第二路超荧光，经第三光纤耦合器C3后分为第三路超荧光和第四路超荧光；第一、二、三路超荧光分别经第四光纤耦合器C4、第五光纤耦合器C5...

【专利技术属性】
技术研发人员：索鑫鑫，向政，于海成，汤梦希，谢培，葛宏升，郑晓娟，王利超，吴旭东，刘加林，陈义杰，王腾，赵海明，魏松梅，
申请(专利权)人：北京航天时代光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：