[发明专利]一种抑制光纤陀螺仪中Y波导前偏振噪声的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抑制光纤陀螺中Y波导前偏振噪声的方法。

 

背景技术

光纤陀螺仪是以光纤线圈为基础的敏感元件， 由激光二极管发射出的光波朝两个方向沿光纤传播。光传播路径的改变，决定了敏感元件的角位移。光纤陀螺仪与传统的机械陀螺仪相比，优点是全固态，没有旋转部件和摩擦部件，寿命长，动态范围大，瞬时启动，结构简单，尺寸小，重量轻。与激光陀螺仪相比，光纤陀螺仪没有闭锁问题，也不用在石英块精密加工出光路，成本低。

国外研究光纤陀螺仪时间较早，其研制生产水平也较高，早在上世纪末，以美国为首的西方发达国家就研制生产了精度达10^-4量级的高精度光纤陀螺仪。我国研制光纤陀螺仪比国外晚，其水平也与国外存在很大差距。随着近几年国家对光纤陀螺行业的高度重视，我国光纤陀螺行业有了很大的进步，而且已经能够研制生产中低精度水平光纤陀螺仪，并开始投入了军用和民用市场。

现有技术中，光纤陀螺仪中偏振噪声对光纤陀螺仪性能有很大影响，已经成为了光纤陀螺仪中最主要的一种光路噪声。偏振噪声按照产生类型可分为振幅型偏振噪声和强度型偏振噪声；按照产生位置可分为Y波导前偏振噪声和Y波导后偏振噪声(环路偏振噪声)。针对环路偏振噪声，已有大量文献资料等进行了研究，提出了保偏和消偏等解决方法。但是，针对Y波导前偏振噪声的产生原因及解决方法等，还没有见到相关报道。因此，研究和分析Y波导前偏振噪声的产生机理，并设法减小或消除此种偏振噪声，对于提高光纤陀螺仪的性能具有十分重要的意义。

 

发明内容

针对现有技术中， 解决Y波导前偏振噪声尚无有效方法的不足，本发明的目的在于提供一种有效抑制光纤陀螺仪中Y波导前偏振噪声的方法。

实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种抑制光纤陀螺仪中Y波导前偏振噪声的方法，包括如下步骤：Y波导采用快轴起偏模式，即在光源发出光波的两个偏振模式中，选取沿快轴传输的偏振模式作为探测信号，探测光纤环路的旋转信息；

Y波导前各光学器件尾纤（只含保偏尾纤）长度满足以下关系：

                                                

式中，i,j,k,l=1,2,3,4,且i≠j≠k≠l；L₁为光源尾纤，L₂为消偏光纤，L₃为Y波导输入尾纤， L₄为Y波导输入尾纤至起偏模块的距离；Δn₁为光源尾纤快慢轴折射率差，Δn₂为消偏光纤快慢轴折射率差，Δn₃为Y波导尾纤快慢轴折射率差，Δn₄为Y波导内部快慢轴折射率差，L_c为光源光波的相干长度。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

现有技术只是分析了环路偏振噪声，并通过采用保偏光纤线圈绕制光纤环路或增加消偏器等方法减小了环路中偏振噪声；而本发明是对另外一种新型的偏振噪声进行了分析，并提出了有效的抑制方法；在现有技术的基础上，本发明通过抑制光纤陀螺中偏振噪声的方法，有效提高光纤陀螺仪的性能。

采用本发明，能有效地抑制光纤陀螺仪的Y波导前偏振噪声，提高光纤陀螺仪的输出稳定性，提高光纤陀螺仪的成品率，和降低光纤陀螺仪的成本。

 

附图说明

图1是光纤陀螺仪Y波导前偏振噪声形成示意图。

图2是光纤陀螺仪在受Y波导前偏振噪声影响下的输出曲线。

图3是本发明采用Y波导快轴起偏方法的实验结果。

 

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

一种抑制光纤陀螺仪中Y波导前偏振噪声的方法，包括如下步骤：Y波导采用快轴起偏模式，即在光源发出光波的两个偏振模式中，选取沿快轴传输的偏振模式作为探测信号，探测光纤环路的旋转信息。

本发明的原理依据是：

1、Y波导前偏振噪声分析：