[发明专利]基于法诺谐振效应的谐振式光学陀螺

权利要求书

1.一种基于法诺谐振效应的谐振式光学陀螺，包括：

激光器，用于提供激光光束，该激光光束为窄线宽光束；

耦合器C1，与所述激光器连接，用于将一激光光束平分为第一激光光束及第二激光光束；

第一部分反射单元，与所述耦合器C1连接，用于接收所述第一激光光束；

第二部分反射单元，与所述耦合器C1连接，用于接收所述第二激光光束；

耦合器C4，用于接收第一方向激光光束及第二方向激光光束；其中，所述第一方向激光光束为所述第一激光光束经第一部分反射单元透射的光束，所述第二方向激光光束为第二激光光束经第二部分反射单元透射的光束；

光学谐振腔，设置于所述第一部分反射单元与所述第二部分反射单元之间，用于接收经耦合器C4输出的激光光束，形成谐振效应；

其中，耦合器C4将所述第一方向激光光束及第二方向激光光束耦合进光学谐振腔，光束在光学谐振腔中会产生谐振效应；同时，所述第一部分反射单元及第二部分反射单元之间形成法布里波罗谐振腔，光学谐振腔经耦合器C4输出再经第一部分反射单元和第二部分反射单元反射的光束在法布里波罗谐振腔中也会产生谐振效应，两者迭加而形成法诺谐振效应；

耦合器C2，设置于所述第一部分反射单元与所述耦合器C4之间，用于接收从光学谐振腔传输至耦合器C4、经耦合器C4输出的所述第二方向激光光束；

耦合器C3，设置于所述第二部分反射单元与所述耦合器C4之间，用于接收从光学谐振腔传输至耦合器C4、经耦合器C4输出的所述第一方向激光光束；

第一光电探测器，与所述耦合器C2连接，用于接收所述耦合器C2输出的所述第二方向激光光束，并转换为第一电信号；

第二光电探测器，与所述耦合器C3连接，用于接收所述耦合器C3输出的所述第一方向激光光束，并转换为第二电信号；以及

信号处理电路，与所述第一光电探测器及第二光电探测器连接，用于接收所述第一电信号及第二电信号并进行求差运算处理，以确定光学陀螺的转动角速度；

所述的第一部分反射单元及第二部分反射单元包含光纤端面镀膜、波导横向偏移结构、布拉格光栅反射镜。

2.根据权利要求1所述的基于法诺谐振效应的谐振式光学陀螺，其中，所述第一方向为顺时针方向，所述第二方向为逆时针方向。

3.根据权利要求1所述的基于法诺谐振效应的谐振式光学陀螺，其中，所述的光学谐振腔为反射式光学谐振腔。

4.根据权利要求1所述的基于法诺谐振效应的谐振式光学陀螺，其中，所述的光学谐振腔为光纤或者集成光学器件。

5.根据权利要求1所述的基于法诺谐振效应的谐振式光学陀螺，其中，所述的第一部分反射单元及第二部分反射单元的反射率小于1。

6.根据权利要求1所述的基于法诺谐振效应的谐振式光学陀螺，其中，所述耦合器C1、耦合器C2、耦合器C3均为3dB耦合器。

7.根据权利要求1所述的基于法诺谐振效应的谐振式光学陀螺，其中，所述激光器、耦合器C1、耦合器C2、第一部分反射单元、光学谐振腔、耦合器C3，耦合器C4及第二部分反射单元之间通过光纤或者光波导连接。

8.根据权利要求1所述的基于法诺谐振效应的谐振式光学陀螺，其中，在光学陀螺转动时，Sagnac效应使法诺谐振曲线发生的顺、逆时针偏移量分别为：

其中，A为谐振环闭合面积，为转动角速度，L为谐振环长度，n为光路有效折射率，为真空中波长。

9.根据权利要求8所述的基于法诺谐振效应的谐振式光学陀螺，其中，所述法诺谐振曲线包括一线性响应区域，所述光学谐振腔设置于所述第一部分反射单元及第二部分反射单元之间，用于将激光器的初始频率调至该线性响应区域中心位置。