應(yīng)用于高精度光纖陀螺的摻鉺光纖光源研究.pdf

1、光纖陀螺被認(rèn)為是光纖傳感器領(lǐng)域的巔峰之作，被國(guó)內(nèi)外很多研究機(jī)構(gòu)大力研究。光纖陀螺是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，測(cè)量角速度的方法則是測(cè)量加載了轉(zhuǎn)速信號(hào)的光強(qiáng)，所以說(shuō)光源質(zhì)量的好壞直接影響了光纖陀螺性能的高低。 本文首先從光纖陀螺的基本原理入手，分別從光源的光譜寬度、光功率和光譜形狀三方面分析了光源對(duì)光纖陀螺的影響，確定適用于高精度光纖陀螺的光源類(lèi)型是寬譜大功率高穩(wěn)定性光源。比較分析了幾種寬譜光源，確定超熒光光源是用于光纖陀螺的最佳光源。然后通

2、過(guò)分析超熒光光源的基本原理選擇了摻鉺光纖光源作為研究對(duì)象，隨后在鉺離子三能級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上介紹了摻鉺光纖光源的理論模型。 在摻鉺光纖光源的理論模型的基礎(chǔ)上，分別進(jìn)行了光源泵浦和光源結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在泵浦源電路的設(shè)計(jì)中，采用了數(shù)字控制的方法，分別設(shè)計(jì)了功率檢測(cè)、溫度檢測(cè)、恒流驅(qū)動(dòng)和熱電制冷器(TEC)驅(qū)動(dòng)電路，功率和溫度的控制算法用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)。在光源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，首先介紹了光源的五種基本結(jié)構(gòu)，并作了分析比較，選擇雙程后向結(jié)構(gòu)的光源作為

3、主要的研究對(duì)象；其次介紹了光隔離器的原理，通過(guò)在光源中加入光隔離器有效地消除光反饋對(duì)光源的影響；然后介紹了偏振態(tài)對(duì)摻鉺光纖光源的影響并提出了解決辦法；最后介紹用于摻鉺光纖光源的平坦濾波器，并實(shí)現(xiàn)了光源光譜的平坦化。 在文章的最后對(duì)整個(gè)光源系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，首先測(cè)試了泵浦源的性能，泵浦源的溫度的變化在0.1℃內(nèi)，功率穩(wěn)定性在優(yōu)于0.1％，控制精度優(yōu)于0.1％，達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)；然后測(cè)試了光源的平均波長(zhǎng)穩(wěn)定性，分析了泵浦功率，泵浦波長(zhǎng)以