高精度光纖陀螺光源強度噪聲抑制技術的研究.pdf

1、超熒光摻鉺光纖光源具有波長穩(wěn)定性好、光譜寬度寬和輸出功率高等優(yōu)點,成為高精度光纖陀螺的首選光源。高的輸出功率可以提高陀螺信號的信噪比,降低陀螺角隨機游走系數(shù)。但光強增加到一定程度,陀螺信噪比將由摻鉺光纖光源的強度噪聲決定,不會再隨光功率的提高而提高。為了進一步提高光纖陀螺的精度,必須抑制光源強度噪聲。本課題首先從理論上分析了摻鉺光纖光源強度噪聲的產(chǎn)生機理,然后分別采用光強外調制法和數(shù)字電路相減法抑制光源強度噪聲,以求達到提高光纖陀螺精度

2、的目的。本課題所做的工作主要有以下幾個方面:
　　 首先,從光的發(fā)光機理出發(fā),分析了原子的自發(fā)輻射、受激輻射和受激吸收,建立了原子躍遷的三能級系統(tǒng)和四能級系統(tǒng)模型。接著對摻鉺光纖的三能級系統(tǒng)和摻鉺光纖光源的基本構成進行了詳細分析,在此基礎上分析了影響光源強度噪聲的各種因素。
　　 然后,詳細分析了集成光學強度調制器的光強調制原理以及性能參數(shù)指標,設計了光強外調制系統(tǒng)的反饋控制電路,并對結構參數(shù)的確定方法進行了細致研究。最

3、后,建立了反饋控制電路的模型,采用仿真驗證的方法得出,光強外調制法能夠較好的抑制陀螺本征頻率及以上幾次諧波處的光源強度噪聲。
　　 接著,從理論上分析了數(shù)字電路相減法噪聲抑制技術的可行性,并采用實驗手段驗證了陀螺信號光與光源強度噪聲參考光的相關性,得出Y波導起偏器破壞了兩路光信號的相關性,進而提出在光源尾纖處加起偏器的方法解決兩路信號光偏振態(tài)一致性的問題。最后,提出數(shù)字電路相減法的具體實現(xiàn)方法,并給出了延遲時間和增益系數(shù)兩個關鍵