[发明专利]一种利用偏振分离消除热效应的光纤陀螺

权利要求书

1.一种利用偏振分离消除热效应的光纤陀螺，其特征在于，包含：

高偏光源(1)、45°连接点(2)、第一保偏偏振分束器(31)、第二保偏偏振分束器(32)、第一环行器(41)、第二环行器(42)、保偏光纤环(5)、相位调制器(6)、第一光电探测器(71)、第二光电探测器(72)、信号处理单元(8)；

所述高偏光源(1)含有宽谱光源(11)和偏振器(12)，沿快轴或慢轴输出偏振光；

所述45°连接点(2)连接偏振器(12)，还连接第一保偏偏振分束器(31)的任意一个合光端口(31a或31b)，偏振光被均分成相互垂直的两束后，快轴的光输入到第一保偏偏振分束器(31)的第一分光端口(31c)，慢轴的光输入到第一保偏偏振分束器(31)的第二分光端口(31d)；

所述第一保偏偏振分束器(31)的第一分光端口(31c)连接第一环行器(41)，允许快轴的光经过第一环行器(41)的第一端口(41a)从第一环行器(41)的第二端口(41b)输出；

所述第一保偏偏振分束器(31)的第二分光端口(31d)连接第二环行器(42)，允许慢轴的光经过第二环行器(42)的第一端口(42a)从第二环行器(42)的第二端口(42b)输出；

所述第一环行器(41)的第二端口(41b)连接第二保偏偏振分束器(32)的第一分光端口(32c)，允许快轴的光进入到第二保偏偏振分束器(32)的第一分光端口(32c)；

所述第二环行器(42)的第二端口(42b)连接第二保偏偏振分束器(32)的第二分光端口(32d)，允许慢轴的光进入到第二保偏偏振分束器(32)的第二分光端口(32d)；

所述第二保偏偏振分束器(32)的第一合光端口(32a)、第二合光端口(32b)分别连接保偏光纤环(5)的两端，使经由第二保偏偏振分束器(32)第一分光端口(32c)进入的快轴的光，通过第二保偏偏振分束器(32)的第一合光端口(32a)和第二合光端口(32b)，分别以顺时针和逆时针两个方向进入到保偏光纤环(5)，形成闭环的Sagnac效应；

或者，使经由第二保偏偏振分束器(32)第二分光端口(32d)进入的慢轴的光，通过第二保偏偏振分束器(32)的第一合光端口(32a)和第二合光端口(32b)，分别以顺时针和逆时针两个方向进入到保偏光纤环(5)，形成闭环的Sagnac效应；

其中，顺时针和逆时针两个方向的光通过保偏光纤环(5)后，在第二保偏偏振分束器(32)相遇发生干涉，快轴干涉光返回第二保偏偏振分束器(32)的第一分光端口(32c)，经第一环行器(41)的第二端口(41b)传输到第一环行器(41)的第三端口(41c)，通过与第一环行器(41)第三端口(41c)连接的第一光电探测器(71)检测并输出相应的第一干涉信号；

慢轴干涉光返回第二保偏偏振分束器(32)的第二分光端口(32d)，经第二环行器(42)的第二端口(42b)传输到第二环行器(42)的第三端口(42c)，通过与第二环行器(42)的第三端口(42c)连接的第二光电探测器(72)检测并输出相应的第二干涉信号；

第一光电探测器(71)和第二光电探测器(72)向与其分别连接的信号处理单元(8)分别提供第一干涉信号和第二干涉信号；所述信号处理单元(8)输出角速度信号，并对相位调制器(6)进行控制；

根据公式得到单纯由Sagnac效应产生的角速度：

其中，f(DL)是跟保偏光纤环形状相关的参量，和分别是第一干涉信号和第二干涉信号。

2.如权利要求1所述的光纤陀螺，其特征在于，

第一保偏偏振分束器(31)、第二保偏偏振分束器(32)之中的任意一个保偏偏振分束器是一种2×2的四端口光学器件，四个端口均为保偏光纤；

任意一个保偏偏振分束器之中，两个合光端口允许快轴的光和慢轴的光通过；第一分光端口只允许快轴的光通过，第二分光端口只允许慢轴的光通过；

当偏振光从任意一个合光端口输入时，快轴的光只能从第一分光端口输出，慢轴的光只能从第二分光端口输出；

当快轴的光从第一分光端口输入时，两个合光端口将光等分输出；当慢轴的光从第二分光端口输入时，两个合光端口将光等分输出。