基于正弦波调制及二次谐波检测的光纤环本征频率测量装置及方法制造方法及图纸

技术编号:9717500 阅读:150 留言:0更新日期:2014-02-27 04:02
本发明专利技术公开了一种基于正弦波调制及二次谐波检测的光纤环本征频率测量装置及方法,该装置及方法采用正弦波施加调制,通过检测光纤环干涉输出信号中的二次谐波幅度来测得本征频率,其技术效果在于使用正弦波而不是方波施加调制,克服了方波调制带来的多种缺陷,并且检测的是输出信号二次谐波的幅度,可采用相关检测技术获得高的信噪比。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光纤环本征频率的測量装置及方法,特别涉及一种基于正弦波调制及二次谐波检测的光纤环本征频率測量装置及方法。
技术介绍
光纤环是光纤陀螺中敏感角速度的关键器件,进入光纤环相反方向传播的两光波沿光纤环传播一周后干涉产生Sagnac效应,通过Sagnac效应实现对角速度的测量。光波在光纤环中传播时间T的倒数的二分之ー为光纤环的本征频率/.=7)。本征频率是光纤环的重要參数之一,特别是对于闭环光纤陀螺,其工作时调制频率就应等于光纤环的本征频率,当调制频率偏离本征频率时,会产生调制误差,并影响光纤陀螺零偏。因此精确測量光纤环的本征频率对提高光纤陀螺的性能意义重大。測量光纤环本征频率多采用的是基于方波调制的方法。由于实际应用中的调制方波都有一定的上升沿与下降沿,这将使输出信号必然存在无效调制区,即调制频率即使等于本征频率,输出信号依然存在一定尖峰脉冲,从而影响本征频率的測量精度。也有人对基于方波调制的光纤环本征频率測量方法进行了改进,诸如采用1/2本征频率的方波、不对称方波等。这些方法在一定程度上能够提高本征频率的精度,但由于需要测量输出方波的占空比或脉冲宽度,对采集设备的要求较高,致使测量成本较高。
技术实现思路
为了解决目前光纤环本征频率測量精度不足及測量成本高的问题,本专利技术提出一种能以较低成本及较高精度测得光纤环本征频率的基于正弦波调制及二次谐波检测的光纤环本征频率測量装置及方法。为了实现上述技术目的,本专利技术的技术方案是,一种基于正弦波调制及二次谐波检测的光纤环本征频率測量装置,包括光源、耦合器、调制器、光纤环、D/A及滤波放大电路、波形调制输出及二次谐波检测电路、放大采样电路和探測器,所述的光源连接耦合器,所述的耦合器分别连接至探測器和调制器,光纤环连接调制器,探測器串联放大采样电路后连接至波形调制输出及二次谐波检测电路,波形调制输出及二次谐波检测电路串联D/A及滤波放大电路后连接至调制器,所述的波形调制输出及二次谐波检测电路为正弦波调制输出及二次谐波检测电路。所述的装置,所述的调制器为Y波导,D/A及滤波放大电路输出的正弦信号直接施加于Y波导上。所述的装置,所述的调制器包括压电换能器相位调制器、调制耦合器和偏振器,所述的压电换能器相位调制器设置于光纤环的ー个输出端上,所述的调制耦合器分别连接偏振器、压电换能器相位调制器和光纤环的另ー个输出端,D/A及滤波放大电路输出的正弦信号施加于压电换能器相位调制器上,所述的偏振器设置于耦合器与调制耦合器之间。一种基于正弦波调制及二次谐波检测的光纤环本征频率测量方法,采用所述的装置,步骤包括:第一步:使光纤环处于静止状态,由光纤环的长度Ltl计算出光在光纤环中传播时间的估计值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于正弦波调制及二次谐波检测的光纤环本征频率测量装置,包括光源、耦合器、调制器、光纤环、D/A及滤波放大电路、波形调制输出及二次谐波检测电路、放大采样电路和探测器,所述的光源连接耦合器,所述的耦合器分别连接至探测器和调制器,光纤环连接调制器,探测器串联放大采样电路后连接至波形调制输出及二次谐波检测电路,波形调制输出及二次谐波检测电路串联D/A及滤波放大电路后连接至调制器,其特征在于,所述的波形调制输出及二次谐波检测电路为正弦波调制输出及二次谐波检测电路。

【技术特征摘要】
1.一种基于正弦波调制及二次谐波检测的光纤环本征频率测量装置,包括光源、耦合器、调制器、光纤环、D/A及滤波放大电路、波形调制输出及二次谐波检测电路、放大采样电路和探测器,所述的光源连接耦合器,所述的耦合器分别连接至探测器和调制器,光纤环连接调制器,探测器串联放大采样电路后连接至波形调制输出及二次谐波检测电路,波形调制输出及二次谐波检测电路串联D/A及滤波放大电路后连接至调制器,其特征在于,所述的波形调制输出及二次谐波检测电路为正弦波调制输出及二次谐波检测电路。2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述的调制器为Y波导,D/A及滤波放大电路输出的正弦信号直接施加于Y波导上。3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述的调制器包括压电换能器相位调制器、调制耦合器和偏振器,所述的压电换能器相位调制器设置于光纤环的一个输出端上,所述的调制耦合器分别连接偏振器、压电换能器相位调制器和光纤环的另一个输出端,D/A及滤波放大电路输出的正弦信号施加于压电换能器相位调制器上,所述的偏振器设置于耦合器与调制耦合器之间。4.一种基于正弦波调制及二次谐波检测的光纤环本征频率测量方法,采用基于权利要求I所述的装置,步骤包括: 第一步:使光纤环...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈宇中宋章启张学亮阳明晔胡永明孟洲熊水东
申请(专利权)人:中国人民解放军国防科学技术大学
类型:发明
国别省市:

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