高精度光纖陀螺光源強(qiáng)度噪聲抑制技術(shù)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(diǎn),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(jī)游走系數(shù)。但光強(qiáng)增加到一定程度,陀螺信噪比將由摻鉺光纖光源的強(qiáng)度噪聲決定,不會再隨光功率的提高而提高。為了進(jìn)一步提高光纖陀螺的精度,必須抑制光源強(qiáng)度噪聲。本課題首先從理論上分析了摻鉺光纖光源強(qiáng)度噪聲的產(chǎn)生機(jī)理,然后分別采用光強(qiáng)外調(diào)制法和數(shù)字電路相減法抑制光源強(qiáng)度噪聲,以求達(dá)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(jī)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(gòu)成進(jìn)行了詳細(xì)分析,在此基礎(chǔ)上分析了影響光源強(qiáng)度噪聲的各種因素。
　　 然后,詳細(xì)分析了集成光學(xué)強(qiáng)度調(diào)制器的光強(qiáng)調(diào)制原理以及性能參數(shù)指標(biāo),設(shè)計(jì)了光強(qiáng)外調(diào)制系統(tǒng)的反饋控制電路,并對結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定方法進(jìn)行了細(xì)致研究。最

3、后,建立了反饋控制電路的模型,采用仿真驗(yàn)證的方法得出,光強(qiáng)外調(diào)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(qiáng)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(shù)的可行性,并采用實(shí)驗(yàn)手段驗(yàn)證了陀螺信號光與光源強(qiáng)度噪聲參考光的相關(guān)性,得出Y波導(dǎo)起偏器破壞了兩路光信號的相關(guān)性,進(jìn)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(shí)現(xiàn)方法,并給出了延遲時間和增益系數(shù)兩個關(guān)鍵