[发明专利]基于四分频四态调制的光纤陀螺光路功率检测方法及装置

权利要求书

1.一种基于四分频四态调制的光纤陀螺光路功率检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

使用四分频四态调制信号对光纤环内的顺时针光波和逆时针光波调制；

根据调制后干涉信号的强度获得光路功率；

还包括以下步骤：根据调制后干涉信号的强度获得光纤陀螺转速误差；

使用四分频四态调制信号对光纤环内的顺时针光波和逆时针光波调制包括：使用四分频四态调制信号对光纤环内的每个周期内的顺时针光波和逆时针光波调制；

使用四分频四态调制信号对光纤环内的每个周期内的顺时针光波和逆时针光波调制包括以下步骤：

步骤1：对光纤环内的顺时针光波进行π/4相位调制，同时对光纤环内的逆时针光波进行π/4调制，持续时间为一个光纤环渡越时间，提取顺时针光波和逆时针光波干涉后输出信号强度，记为P_A；

步骤2：对光纤环内的顺时针光波进行3π/4相位调制，同时对光纤环内的逆时针光波进行π/4调制，持续时间为一个光纤环渡越时间，提取顺时针光波和逆时针光波干涉后输出信号强度，记为P_B；

步骤3：对光纤环内的顺时针光波进行3π/4相位调制，同时对光纤环内的逆时针光波进行3π/4调制，持续时间为一个光纤环渡越时间，提取顺时针光波和逆时针光波干涉后输出信号强度，记为P_C；

步骤4：对光纤环内的顺时针光波进行-π/4相位调制，同时对光纤环内的逆时针光波进行3π/4调制，持续时间为一个光纤环渡越时间，提取顺时针光波和逆时针光波干涉后输出信号强度，记为P_D；

步骤5：对光纤环内的顺时针光波进行-π/4相位调制，同时对光纤环内的逆时针光波进行-π/4调制，持续时间为一个光纤环渡越时间，提取顺时针光波和逆时针光波干涉后输出信号强度，记为P_E；

步骤6：对光纤环内的顺时针光波进行-3π/4相位调制，同时对光纤环内的逆时针光波进行-π/4调制，持续时间为一个光纤环渡越时间，提取顺时针光波和逆时针光波干涉后输出信号强度，记为P_F；

步骤7：对光纤环内的顺时针光波进行-3π/4相位调制，同时对光纤环内的逆时针光波进行-3π/4调制，持续时间为一个光纤环渡越时间，提取顺时针光波和逆时针光波干涉后输出信号强度，记为P_G；

步骤8：对光纤环内的顺时针光波进行π/4相位调制，同时对光纤环内的逆时针光波进行-3π/4调制，持续时间为一个光纤环渡越时间，提取顺时针光波和逆时针光波干涉后输出信号强度，记为P_H；

根据调制后干涉信号的强度获得光路功率包括：根据信号强度P_A、信号强度P_E、信号强度P_D和信号强度P_H得到光路功率；

光路功率的计算公式为：

|ΔP₂|＝|P_A+P_E–P_D–P_H|＝|4P₀cosΔφ_s|，其中，P₀为光路功率。

2.根据权利要求1所述的基于四分频四态调制的光纤陀螺光路功率检测方法，其特征在于：根据调制后干涉信号的强度获得光纤陀螺转速误差包括：根据信号强度P_B、信号强度P_F和光路功率得到光纤陀螺转速误差。

3.根据权利要求1所述的基于四分频四态调制的光纤陀螺光路功率检测方法，其特征在于：光纤陀螺转速误差的计算公式为：

|ΔP₁|＝|P_B-P_F|＝|2P₀sinΔφ_s|，其中，ΔP₁为信号功率P_B与信号功率P_F的差值，P₀为光路功率，Δφ_s为Sagnac效应产生的转速相关相位。

4.一种基于四分频四态调制的光纤陀螺光路功率检测装置，其特征在于包括：

光波调制模块，用于使用四分频四态调制信号对光纤环内的顺时针光波和逆时针光波调制；

光路功率计算模块，用于根据调制后干涉信号的强度获得光路功率；

还包括：光纤陀螺转速误差计算模块，用于根据调制后干涉信号的强度获得光纤陀螺转速误差；

使用四分频四态调制信号对光纤环内的顺时针光波和逆时针光波调制包括：使用四分频四态调制信号对光纤环内的每个周期内的顺时针光波和逆时针光波调制；

使用四分频四态调制信号对光纤环内的每个周期内的顺时针光波和逆时针光波调制包括以下步骤：

步骤1：对光纤环内的顺时针光波进行π/4相位调制，同时对光纤环内的逆时针光波进行π/4调制，持续时间为一个光纤环渡越时间，提取顺时针光波和逆时针光波干涉后输出信号强度，记为P_A；

步骤2：对光纤环内的顺时针光波进行3π/4相位调制，同时对光纤环内的逆时针光波进行π/4调制，持续时间为一个光纤环渡越时间，提取顺时针光波和逆时针光波干涉后输出信号强度，记为P_B；

步骤3：对光纤环内的顺时针光波进行3π/4相位调制，同时对光纤环内的逆时针光波进行3π/4调制，持续时间为一个光纤环渡越时间，提取顺时针光波和逆时针光波干涉后输出信号强度，记为P_C；

步骤4：对光纤环内的顺时针光波进行-π/4相位调制，同时对光纤环内的逆时针光波进行3π/4调制，持续时间为一个光纤环渡越时间，提取顺时针光波和逆时针光波干涉后输出信号强度，记为P_D；

步骤5：对光纤环内的顺时针光波进行-π/4相位调制，同时对光纤环内的逆时针光波进行-π/4调制，持续时间为一个光纤环渡越时间，提取顺时针光波和逆时针光波干涉后输出信号强度，记为P_E；

步骤6：对光纤环内的顺时针光波进行-3π/4相位调制，同时对光纤环内的逆时针光波进行-π/4调制，持续时间为一个光纤环渡越时间，提取顺时针光波和逆时针光波干涉后输出信号强度，记为P_F；

步骤7：对光纤环内的顺时针光波进行-3π/4相位调制，同时对光纤环内的逆时针光波进行-3π/4调制，持续时间为一个光纤环渡越时间，提取顺时针光波和逆时针光波干涉后输出信号强度，记为P_G；

步骤8：对光纤环内的顺时针光波进行π/4相位调制，同时对光纤环内的逆时针光波进行-3π/4调制，持续时间为一个光纤环渡越时间，提取顺时针光波和逆时针光波干涉后输出信号强度，记为P_H；

根据调制后干涉信号的强度获得光路功率包括：根据信号强度P_A、信号强度P_E、信号强度P_D和信号强度P_H得到光路功率；

光路功率的计算公式为：

|ΔP₂|＝|P_A+P_E–P_D–P_H|＝|4P₀cosΔφ_s|，其中，P₀为光路功率。