导　　师： 刘承香

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 深圳大学

摘　　要： 谐振式光纤陀螺（RFOG）是一种高精度的惯性角速度传感器,它是基于光学Sagnac效应来实现角速度测量的。由于Sagnac效应是一种非常微弱的效应,光路中的噪声以及光路的结构会对信号产生很大的影响,从而影响陀螺仪的检测精度。所以对光路中各个参数进行优化并且对相关光学噪声进行抑制是得到高精度R-FOG的关键步骤和基础。本文首先对光纤环形谐振腔的输出特性做了理论的分析,得到了输出光强和谐振频率差之间的关系模型。通过对模型进行仿真和分析,得到了谐振腔各个参数的变化对输出谐振曲线的影响,并且对陀螺的信号处理过程做了简要介绍。对RFOG的相关噪声进行了介绍,简要分析了陀螺中各个器件对系统带来的影响。对背向散射噪声进行了测试并得到了环形腔中布里渊散射阈值,对光信号加载双路不同频调制并且测试了相位调制器的半波电压,通过载波抑制的方法对背向散射噪声进行了抑制。对于偏振噪声的抑制,首先采用了谐振腔内双点偏振轴旋转90°熔接的方法,对谐振腔的偏振传输特性进行了理论分析,并且与0°熔接的谐振腔的偏振传输特性做了对比分析;通过实验测试了两种结构谐振腔的温度稳定性,发现双90°熔接的方案大幅提高了谐振腔的温度稳定性,有效抑制了偏振波动噪声。为了进一步抑制偏振噪声,实验测试了单偏振光纤混合谐振腔的温度特性,实验结果显示在20℃~60℃温度范围内始终只有一个偏振态出现,这表明这种结构的环形谐振腔温度稳定性很好并且偏振噪声得到了有效的抑制。为了便于信号的处理和分析,建立了基于Labview的陀螺性能的测试模块。测试分析了陀螺的输出性能。通过Allan方差的分析方法得到了陀螺输出的噪声情况。

关 键 词： 谐振式光纤陀螺 背向散射噪声 偏振波动噪声 零偏稳定性

领　　域： []