[发明专利]一种基于磁光开关的实现多圈绕行的光纤陀螺仪及其方法

权利要求书

1.一种基于光纤陀螺仪实现光束在光纤环内多圈绕行的方法，所述的光纤陀螺仪包括宽谱光源（1）、耦合器（2）、Y波导（3）、第一偏振分束器（4）、法拉第旋转器（5）、第二偏振分束器（6）、光纤传感环（7）和光电探测器（8）；

所述宽谱光源的输出端和光电探测器的接收端分别与耦合器同一侧的两个端口光纤连接，耦合器另一侧的一个端口与Y波导输入端口光纤连接；Y波导第一输出端口（3-1）和Y波导第二输出端口（3-2）分别与第一偏振分束器第四端口（4-4）和第二偏振分束器第四端口（6-4）光纤连接；第一偏振分束器和第二偏振分束器中间设置法拉第旋转器，法拉第旋转器的电流线圈与直流电源（9）连接，第一偏振分束器第二端口（4-2）和第二偏振分束器第二端口（6-2）分别与法拉第旋转器两侧的端口连接；第一偏振分束器第一端口（4-1）和第二偏振分束器第一端口（6-1）分别与光纤传感环连接；

光电探测器将得到的光信号转换为电信号，通过信号处理模块产生加在Y波导上的反馈信号，实现闭环控制；

其特征在于，

所述的光束在光纤环内多圈绕行的方法包括：

从Y波导第一输出端口（3-1）和Y波导第二输出端口（3-2）输出的两束同偏振态的s偏振光分别进入第一偏振分束器第四端口（4-4）和第二偏振分束器第四端口（6-4），依据双折射效应，两束s偏振光被分别耦合到第一偏振分束器第二端口（4-2）和第二偏振分束器第二端口（6-2）；法拉第旋转器的电流线圈与直流电源连接，通过电流线圈产生的磁场控制法拉第旋转器，使得两束s偏振光的偏振方向旋转90°，将两束s偏振光变为两束p偏振光，这两束p偏振光再分别通过第一偏振分束器第二端口（4-2）和第二偏振分束器第二端口（6-2），然后直接通过第一偏振分束器第一端口（4-1）和第二偏振分束器第一端口（6-1）进入光纤传感环中；

控制磁场的电流维持光绕光纤环一圈的时间，之后将电流关闭，使得顺逆两束p偏振光不改变偏振态在光纤环内绕行多圈，再将电流打开，使得在光纤传感环内旋转的p偏振光经法拉第旋转器后变成s偏振光，两束s偏振光分别经过第一偏振分束器第二端口（4-2）和第二偏振分束器第二端口（6-2），依据双折射效应，两束s偏振光被分别耦合到第一偏振分束器第四端口（4-4）和第二偏振分束器第四端口（6-4），返回到Y波导。

2.如权利要求1所述的基于光纤陀螺仪实现光束在光纤环内多圈绕行的方法，其特征在于，所述的宽谱光源采用平均波长为1300nm，谱宽为35nm具有高偏振度的SLD光源。

3.如权利要求1所述的基于光纤陀螺仪实现光束在光纤环内多圈绕行的方法，其特征在于，所述的耦合器采用保偏耦合器。

4.如权利要求1所述的基于光纤陀螺仪实现光束在光纤环内多圈绕行的方法，其特征在于，所述的光纤传感环采用500m的保偏光纤，光纤环平均直径为90mm。

5.如权利要求1所述的基于光纤陀螺仪实现光束在光纤环内多圈绕行的方法，其特征在于，第一偏振分束器和第二偏振分束器采用偏硼酸钡制成。