非線性光纖Sagnac干涉儀具有突破標(biāo)準(zhǔn)量子極限的優(yōu)點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)超高精度地球自轉(zhuǎn)角速度的測量。通過理論建模和數(shù)值仿真,闡明了非線性光纖Sagnac干涉儀的增益系數(shù)、光纖環(huán)長度、光纖環(huán)面積和激光波長等參量對干涉儀精度的影響。在測量地速的條件下,光纖環(huán)半徑取0.5m,光纖環(huán)長度為20km且非線性增益系數(shù)大于3.582時,干涉儀靈敏度能夠達(dá)到10^-6(°)/h(量級),為實(shí)現(xiàn)高靈敏度非線性光纖Sagnac干涉儀提供了支撐。

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【部分圖文】：

圖1非線性光纖Sagnac干涉儀結(jié)構(gòu)示意圖

1.1非線性光纖Sagnac干涉儀的工作原理非線性光纖Sagnac干涉儀的結(jié)構(gòu)配置如圖1所示,主要包括激光器、非線性分束器、環(huán)形器、相位調(diào)制器、光纖環(huán)、非線性合束器和探測器等。激光器發(fā)出的相干光a^in和真空態(tài)b^?in注入非線性分束器,之后兩束光進(jìn)入環(huán)形器和相位調(diào)....

圖2非線性干涉儀靈敏度與增益系數(shù)的關(guān)系曲線

地球自轉(zhuǎn)角速度取Ω=15(°)/h,激光波長取λ=1550nm,激光功率取1.5mW,干涉儀入射光子數(shù)取〈a^?ina^in〉=4.1466×1016,光纖環(huán)半徑取r=0.5m,光纖環(huán)長度分別取20km、30km和40km,利用式(9)數(shù)值仿真得到非線性光纖Sagna....

圖3非線性干涉儀靈敏度對增益系數(shù)變化量與

圖3進(jìn)一步給出了非線性光纖Sagnac干涉儀靈敏度隨非線性增益系數(shù)G的變化速率。G≤3時,靈敏度隨非線性增益系數(shù)G變化速率快;3≤G≤4時,靈敏度隨非線性增益系數(shù)G變化速率緩慢;當(dāng)G≥4時,變化速率趨于恒定。對光纖環(huán)長度l=20km的非線性干涉儀,當(dāng)G≥5時,靈敏度隨非線性增益系....

圖4非線性干涉儀靈敏度與光纖環(huán)長度的關(guān)系曲線

選取4組不同的光纖環(huán)半徑,分別為1m、3m、5m和10m,仿真得到非線性干涉儀靈敏度與光纖環(huán)長度l的關(guān)系,如圖4所示。相應(yīng)參數(shù)的取值分別為:地球自轉(zhuǎn)角速度Ω=15(°)/h,激光波長λ=1550nm,激光功率為1.5mW,干涉儀入射光子數(shù)〈a^?ina^in〉=4.1....

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