光纖陀螺中的Shupe誤差及八極繞環(huán)技術(shù)研究.pdf

1、干涉式光纖陀螺是慣性元件家族中最具優(yōu)勢、最有發(fā)展前景的角速度傳感器之一。國外研制的光纖陀螺已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，但是國內(nèi)光纖陀螺的研制現(xiàn)狀還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界先進(jìn)水平。國內(nèi)光纖陀螺存在的主要問題是高精度光纖陀螺受溫度變化或溫度梯度影響，陀螺溫漂非常顯著，極大地限制了高精度光纖陀螺的工程應(yīng)用。
　　 本文首先對光纖環(huán)引入的各種非互易性誤差進(jìn)行機(jī)理研究，光纖環(huán)引入的非互易誤差包括：光學(xué)克爾效應(yīng)、瑞利背向散射、磁光法拉第效應(yīng)、偏振噪聲、

2、Shupe溫度效應(yīng)等，這些光學(xué)效應(yīng)引起的非互易性都將使光纖環(huán)傳輸?shù)墓庑畔l(fā)生變化，引起陀螺噪聲。在光纖環(huán)產(chǎn)生的所有非互易性誤差中，保偏光纖環(huán)的Shupe溫度效應(yīng)是產(chǎn)生光纖陀螺零偏隨溫度或溫度梯度變化的關(guān)鍵原因。在詳細(xì)研究由溫度變化引起的Shupe非互易性誤差機(jī)理的理論基礎(chǔ)上，指出使用特殊的環(huán)圈繞制方式可以抑制陀螺的溫漂問題。
　　 普通光纖環(huán)繞制方式包括柱形繞法、單極繞法、兩極繞法和四極繞法，通過理論推導(dǎo)，四極對稱繞法對抑制Sh

3、upe誤差最有效。但是由于繞制過程中存在一些非理想因素，并不能完全消除光纖環(huán)圈中溫度梯度的影響，而且隨著光纖長度的增加，這種的殘余效應(yīng)會越來越明顯，限制了光纖陀螺精度的進(jìn)一步提高。鑒于四極對稱方式繞制的環(huán)圈仍然存在殘余的溫度誤差，必須提出新的繞制方式進(jìn)一步降低Shupe誤差的影響。通過對幾種新繞制方法的對比，包括繞制難度和可操作性等，首次采取八極對稱方式繞制光纖環(huán)圈，在確定并解決繞制工藝難點(diǎn)的前提下，利用現(xiàn)有繞線機(jī)成功繞制一支八極繞法環(huán)