本文關(guān)鍵詞：諧振式集成光學(xué)陀螺的解調(diào)特性及噪聲對其影響

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【摘要】：陀螺儀一種是用來測量物體旋轉(zhuǎn)角速度的慣性傳感器,并且廣泛應(yīng)用于航天和導(dǎo)航等領(lǐng)域。隨著集成光學(xué)技術(shù)的發(fā)展,基于Sagnac效應(yīng)的諧振式集成光學(xué)陀螺(Resonator Integrated Optic Gyroscope,R-IOG)展現(xiàn)出了良好的發(fā)展前景。目前,基于硅基光波導(dǎo)的諧振式集成光學(xué)陀螺的調(diào)制方案較多,多數(shù)采用的是LiNbO3相位調(diào)制技術(shù),由于調(diào)相檢測方式引入了不同于硅基光波導(dǎo)材料的LiNbO3相位調(diào)制器,不利于陀螺的集成化,因此激光器頻率的調(diào)頻檢測方式是比較理想的一種檢測技術(shù)。本文采用的是基于硅基光波導(dǎo)的激光頻率調(diào)制檢測技術(shù)。主要研究內(nèi)容包括:(1)根據(jù)環(huán)形諧振腔的諧振特性推導(dǎo)了環(huán)形諧振腔頻域內(nèi)的傳遞函數(shù),為在激光頻率下解調(diào)特性的建模與仿真奠定了基礎(chǔ)。(2)利用貝塞爾函數(shù)展開和光波場疊加的方法,分析了諧振式集成光學(xué)陀螺在激光頻率調(diào)制光譜技術(shù)下,調(diào)頻檢測系統(tǒng)解調(diào)輸出信號與諧振頻率偏差之間的關(guān)系。根據(jù)解調(diào)輸出信號的解析表達(dá)式,通過數(shù)值計(jì)算,分析了解調(diào)曲線的變化規(guī)律,結(jié)論是:調(diào)制系數(shù)M=10000時,解調(diào)特性最理想。(3)分析R-IOG中的主要噪聲對陀螺儀的影響及其抑制方法。主要分析陀螺內(nèi)的背向散射噪聲、偏振波動噪聲和光學(xué)克爾效應(yīng)對陀螺儀的影響。(4)采用激光器光譜頻率調(diào)制技術(shù),搭建了波導(dǎo)環(huán)形諧振腔的解調(diào)曲線檢測系統(tǒng),抑制偏振波動噪聲后波導(dǎo)環(huán)形諧振器的諧振深度從0.7831增加到0.9537,精細(xì)度F從30.15增加到36.72。檢測諧振腔的解調(diào)曲線并數(shù)值計(jì)算出并計(jì)算出動態(tài)范圍是±2.04×103 rad/s。
【關(guān)鍵詞】：諧振式集成光學(xué)陀螺 激光頻率調(diào)制技術(shù) 解調(diào)特性
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP212;TH824.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-6
• 第一章 緒論6-13
• 1.1 引言6-7
• 1.2 集成光學(xué)陀螺的分類與發(fā)展現(xiàn)狀7-11
• 1.3 諧振式集成光學(xué)陀螺的信號檢測技術(shù)11-12
• 1.4 本論文的主要研究內(nèi)容12-13
• 第二章 諧振式集成光學(xué)陀螺的基本原理及諧振特性研究13-24
• 2.1 R-IOG的原理簡述13-14
• 2.2 理想環(huán)形諧振腔的諧振特性分析14-18
• 2.3 環(huán)形諧振腔的精細(xì)度18-19
• 2.4 諧振腔的傳遞函數(shù)19-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第三章 諧振式集成光學(xué)陀螺的解調(diào)特性分析24-29
• 3.1 光器件的傳輸特性24-27
• 3.2 解調(diào)曲線的優(yōu)化27-28
• 3.3 本章小結(jié)28-29
• 第四章 諧振式集成光學(xué)陀螺中的主要噪聲及其影響29-40
• 4.1 背向散射噪聲29-34
• 4.2 偏振波動噪聲34-38
• 4.3 光學(xué)克爾效應(yīng)38-39
• 4.4 本章小結(jié)39-40
• 第五章 解調(diào)曲線的測試40-49
• 5.1 陀螺的檢測技術(shù)40-44
• 5.2 陀螺的實(shí)驗(yàn)測試44-48
• 5.3 本章小結(jié)48-49
• 總結(jié)與展望49-50
• 致謝50-51
• 參考文獻(xiàn)51-54
• 附錄54

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 米劍;張春熹;李錚;鄔占軍;;偏光干涉對光纖陀螺性能的影響[J];光學(xué)學(xué)報;2006年08期

2 ;Optimization of the resonant frequency servo loop technique in the resonator micro optic gyro[J];Journal of Zhejiang University-Science C(Computers & Electronics);2011年11期

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本文編號：1007828