慢光諧振式微光學陀螺的研究.pdf

1、光學陀螺是一種基于Sagnac效應(yīng)的角速度傳感器，克服了傳統(tǒng)機械陀螺的工藝復雜、成本高等一系列缺點，成為現(xiàn)今的主流陀螺儀，實現(xiàn)光學陀螺的高精度和微型化是未來陀螺儀的發(fā)展趨勢；同時，慢光技術(shù)自20世紀以來得到飛速發(fā)展，人們將光速在色散介質(zhì)中的傳播速度降低的越來越慢，而光速的控制對旋轉(zhuǎn)傳感、光纖通信、光學延時線、光緩存等領(lǐng)域的應(yīng)用有著重要的意義。如何將慢光技術(shù)應(yīng)用于光學陀螺的研究當中是本文的主要研究內(nèi)容。
　　 在本文中首先介紹了諧

2、振式微光學陀螺基于的基本原理——Sagnac效應(yīng)，并對其核心器件諧振腔的傳輸特性進行了理論分析，通過數(shù)值計算分析了各個參數(shù)對諧振腔性能的影響及最優(yōu)傳輸條件；考慮了介質(zhì)色散對光傳輸群速度的影響因素，在Sagnac效應(yīng)中考慮大色散介質(zhì)所帶來折射率的變化因素，推導出慢光傳輸系統(tǒng)中的Sagnac效應(yīng)改進公式，得到降低系統(tǒng)群速度可以獲得更大的Sagnac效應(yīng)所帶來的相位差和頻率差，從而利用慢光傳輸有利于提高微光學陀螺靈敏度的結(jié)論；并從材料色散和結(jié)

3、構(gòu)色散兩方面實現(xiàn)對系統(tǒng)群速度的控制入手，首先構(gòu)思了一種基于左手介質(zhì)色散特性實現(xiàn)群速度控制的新型諧振式微光學陀螺結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在和傳統(tǒng)光學陀螺獲得相同靈敏度的時候可以顯著降低諧振腔的尺寸；接著通過公式推導及數(shù)值計算分析微環(huán)諧振器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)色散，著重分析了并聯(lián)雙環(huán)結(jié)構(gòu)微環(huán)諧振器的傳輸特性，并對產(chǎn)生的耦合諧振誘導透明現(xiàn)象進入深入探討，理論推導了并聯(lián)微環(huán)諧振系統(tǒng)慢光傳輸條件，討論了各種參數(shù)對諧振系統(tǒng)的群折射率的影響，并設(shè)計了一種低插入損耗高群折