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干涉型光纤陀螺的消光比和光源稳定性实验研究

作　者: 胡志雄
导　师: 武星
学　校: 天津大学
专　业: 光电子技术
关键词: 干涉型光纤陀螺偏振消光比保偏光纤 SLD光源光源稳定性
分类号: V241.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 249次
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内容摘要

干涉型光纤陀螺是发展最早、应用最广泛的光纤陀螺,目前其惯性级产品的研制与开发也正日趋成熟。但是,由于一些随机性、非互易性因素的影响,大大限制了其性能的提高。如何有效抑制干涉型光纤陀螺的各种噪声,从而提高测量精度,已经成为一个主要研究热点。偏振态变化和光源稳定性是影响干涉型光纤陀螺测量精度的重要因素。为了改善光纤陀螺的性能,本文围绕这两个方面开展了一系列的研究工作。首先我们建立光纤陀螺的光学模型,分析了偏振态变化对光纤陀螺的输出造成的影响。然后开发研制出消光比测试平台,并对单模保偏光纤的消光比进行了测试。我们测试了两只光纤陀螺用的光纤环在不同温度下的消光比性能,并对测试结果进行了分析。从消光比的测试我们又引申出保偏光纤的定轴问题,在了解了保偏光纤定轴的一般方法后,我们利用光的衍射基础理论对垂直照射保偏光纤的衍射进行了理论分析,并通过试验对保偏光纤的定轴提出一些比较可行的设想。光源的性能直接决定了一个光纤陀螺的好坏。我们分析了光源稳定性对光纤陀螺的影响,然后设计了SLD光源的驱动电路。在设计光源的驱动电路时,我们将APC和ATC控制相结合,采用了PID电路,除此之外还引入了一个系统温度补偿电路,得到了很好的效果。通过在不同温度下的稳定性试验,我们对光纤陀螺用的光源进行了评价与测试。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-16
  1.1 问题提出的背景  7
  1.2 光纤陀螺的研究发展及其应用  7-14
    1.2.1 光纤陀螺的发展历程  7-9
    1.2.2 光纤陀螺的几种常用方案  9-10
    1.2.3 光纤陀螺应用的光电技术  10-12
    1.2.4 光纤陀螺的应用及未来发展趋势  12-14
  1.3 本课题的研究意义  14
  1.4 本文的主要工作和内容  14-16
第二章干涉型光纤陀螺（I-FOG）的工作原理  16-24
  2.1 萨格奈克效应  16-18
  2.2 I-FOG 的理论灵敏度和噪声  18-21
  2.3 I-FOG 的性能指标  21-23
  2.4 本章小结  23-24
第三章光纤陀螺中偏振态的测试与分析  24-40
  3.1 偏振态变化对光纤陀螺的影响  24-28
    3.1.1 建立光纤陀螺的光路模型  24-26
    3.1.2 偏振模式耦合非互易相位误差的推导  26-28
  3.2 消光比测试平台的研制  28-34
    3.2.1 测试原理及系统构成  28-30
    3.2.2 测试装置及相关参数  30-31
    3.2.3 实验数据及系统精度分析  31-34
  3.3 光纤环的消光比测试  34-39
  3.4 本章小结  39-40
第四章保偏光纤的定轴方法研究  40-52
  4.1 保偏光纤的定轴方法简介  40-41
  4.2 光的衍射基础理论  41-46
  4.3 垂直照射保偏光纤的衍射分析  46-49
  4.4 实验研究  49-51
  4.5 本章小结  51-52
第五章光纤陀螺光源的稳定性评价与测试  52-67
  5.1 光纤陀螺SLD 光源对FOG 性能的影响  52-55
    5.1.1 SLD 光源的输出功率对FOG 性能的影响  52-54
    5.1.2 SLD 光源的中心波长与谱宽对FOG 性能的影响  54-55
  5.2 SLD 光源驱动电路的设计与分析  55-59
  5.3 SLD 光源系统温度补偿电路  59-61
  5.4 SLD 光源温度特性的测试与分析  61-66
  5.5 本章小结  66-67
第六章总结与展望  67-68
参考文献  68-72
发表论文和参加科研情况说明  72-73
致谢  73

干涉型光纤陀螺的消光比和光源稳定性实验研究

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