光學諧振腔具有品質(zhì)因數(shù)超高和模式體積極小的特點,因而在超高靈敏度的傳感應用等方面受到廣泛關(guān)注并展開相應地研究。作為諧振式光學陀螺的核心單元和高靈敏度傳感的良好載體,本論文對諧振式光學陀螺系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)指標優(yōu)化開展研究。基于Sagnac效應,本文分析了諧振腔傳輸原理、諧振式光學陀螺工作原理,指出提高陀螺系統(tǒng)信噪比是獲得高精度陀螺的關(guān)鍵。然而,由于陀螺系統(tǒng)敏感機理及檢測原理,將諧振式光學陀螺推廣應用還面臨多方面挑戰(zhàn),包括:兩路光信號間的頻率差十分微弱(通常在nV量級)、信號檢測強烈依賴于系統(tǒng)的互易性等。這些挑戰(zhàn)集中體現(xiàn)在如何提高陀螺系統(tǒng)中的有效信號(即獲得更大的標度因數(shù))和如何抑制影響陀螺輸出指標的主要噪聲,即強度噪聲、背向噪聲、偏振波動噪聲等。本文面向高Q值光學諧振腔陀螺系統(tǒng)應用,開展提升信噪比關(guān)鍵技術(shù)研究。相關(guān)研究內(nèi)容可歸納為以下幾個方面:1、分析并抑制了陀螺系統(tǒng)中光電器件引入的兩種強度噪聲。針對半導體激光器的伴隨強度調(diào)制引入系統(tǒng)的強度噪聲,提出二次諧波解決方案,測試得到該方案響應時間小于0.1ms,強度調(diào)制范圍可達6mW,滿足陀螺系統(tǒng)的實際應用。針對相位調(diào)制器的殘余強度調(diào)制,首次提出單相...

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1陀螺在軍事領(lǐng)域的應用

中北大學學位論文1.緒論不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量、可以使具有可全天候工作、工作時間長，數(shù)據(jù)更新率高、技中占有非常重要的地位[2]。陀螺作為測量載體相和導航中的核心部件，已經(jīng)被廣泛應用于航空航導航，機器人控制、石油鉆井姿態(tài)航向控制、穩(wěn)瞄

圖1.2激光陀螺和干涉式陀螺樣機

中北大學學位論文15-20]等領(lǐng)域中。特別是光纖傳感技術(shù)是一種新型的傳感技術(shù)，因為光纖作為光傳播的一種載體，且可以感知許多外界的物理參量，已經(jīng)給傳統(tǒng)工業(yè)及經(jīng)典技術(shù)帶來了強大的沖擊。同時，光纖媒質(zhì)因為具有質(zhì)量較輕、體積較小、電磁干擾較小、抗沖擊性能較好、感知物理量靈敏度較高等優(yōu)勢而....

圖1.15美國OEwave公司研制的小型化無源諧振式光學陀螺樣機

圖1.15美國OEwave公司研制的小型化無源諧振式光學陀螺樣機截止至目前，各大知名的慣導研究機構(gòu)如Honeywell，Northrop，Draper實驗室等超40余家都在研制諧振式光學陀螺。這些公司投入了大量的精力在如何提高陀螺系統(tǒng)信噪比上，雖然取得了一定的成效....

圖1.27中北大學加工研制的光學諧振腔在陀螺系統(tǒng)方面，利用儀器搭建了單路和雙路陀螺測試系統(tǒng)，實現(xiàn)了閉合回路諧振

圖1.26同相位三角波解調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2006年起，中北大學經(jīng)過多年的研究積累取得一定的成果。在光學諧振腔方面，嘗究了多種光學諧振腔，如圖1.27所示，包括二氧化硅光波導諧振腔，SOI基環(huán)形諧，二氧化硅球形諧振腔，硅基二氧化硅盤型諧振腔，CaF2盤型腔等。作為陀螺系統(tǒng)敏感....

本文編號：4030044