CN101660910B - 一种低噪声的双偏振干涉式光纤陀螺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低噪声的双偏振干涉式光纤陀螺，属于通信技术领域。本发明的光纤陀螺包括光源、两路线偏振光产生光路、两个环行器、偏振分/合束器、3×3保偏耦合器、两个光电探测器、相位调制器、保偏光纤环；光源与两路线偏振光产生光路的输入端通过光纤连接；两路线偏振光产生光路的两输出端分别经一环行器与偏振分/合束器同一侧的两端口光纤连接；偏振分/合束器另一侧端口经3×3保偏耦合器与保偏光纤环连接；且保偏光纤环与保偏耦合器之间通过光纤连接相位调制器。与现有技术相比，本发明的光纤陀螺通过利用3×3保偏耦合器的对称性实现对噪声灵敏度的抑制，同时具有结构简单、成本低、体积小、灵敏度高的特点，应用范围广泛。

Description

一种低噪声的双偏振干涉式光纤陀螺

技术领域

本发明涉及一种光纤陀螺，尤其涉及一种低噪声的双偏振干涉式光纤陀螺，是一种使用3×3保偏耦合器代替普通2×2保偏耦合器，并将两种偏振态的光同时用于传感而实现的低噪声、高稳定性、高精度的光纤陀螺仪，属于通信技术领域。

背景技术

陀螺仪是一种转动传感器，用于测定其所在载体的转动角速度。陀螺仪被广泛的应用在各种飞行器及武器的制导，工业及军事的多种精密测量等领域。常见的陀螺仪有三种类型：机械陀螺仪，激光陀螺仪，和光纤陀螺仪(Fiber-optic gyroscope，FOG)。后两者皆为光学陀螺仪。光学陀螺仪有结构紧凑，灵敏度高等特点，但是稳定度不及一些现代机械陀螺。由于应用的需要，新型的陀螺仪应具有高的灵敏度与稳定度，较低的成本和功耗，以及体积小等特征。

光学陀螺的原理基于萨格纳克效应(Sagnac effect)。在闭合光路中，由同一光源发出的沿顺时针方向(CW)和逆时针方向(CCW)传输的两束光发生干涉，利用检测相位差或干涉条纹的变化，就可以测出闭合光路旋转角速度。萨格纳克效应的一种常见表达方式是顺时针方向(CW)和逆时针方向(CCW)传输的两束光产生了正比于旋转角速度的相位差，这个相位差被称作萨格纳克相移，表达式如下：

$\mathrm{\Δ\φ}=\frac{4\mathrm{\ωA}}{c^2}\mathrm{\Ω}---\left(1\right)$

其中ω为光的频率，c为真空中光速，A是光路所围的面积(或者是与角速度矢量方向垂直的面积投影)，Ω为转动角速度。方程(1)说明萨格纳克相移与环路形状和旋转中心位置没有关系，而且与导波介质的折射率也无关。

干涉式光纤陀螺是光纤陀螺的一个重要类型。在干涉式光纤陀螺中，常采用较长的光纤绕制成多匝陀螺线圈。在这种情况下，萨格纳克效应的一个使用较方便的表达式为

$\mathrm{\Δ\φ}=2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{LD}}{\mathrm{\λc}}\mathrm{\Ω}---\left(2\right)$

其中L为光纤的长度，D为光纤线圈直径，λ为光波的波长，c为真空中光速，，Ω为转动角速度。方程(1)和方程(2)是一致的，只不过是表达形式的差异。光纤陀螺的基础结构是萨格纳克干涉仪，该结构需要满足分束器互易、单模互易、偏振互易等互易性条件。互易性保证了CW光和CCW光的传播状态及路径完全一致，起到了“共模抑制”的作用，以消除多种寄生效应造成的偏差。全光纤形式的光纤陀螺最小互易性结构如图1所示。可见，CW光和CCW光从彼此分开到汇合后产生干涉之间的过程中，两者经历的光路完全相同。两个耦合器的使用是为了保证两束光经过耦合器的累计相移相同，即保证耦合器互异性。而起偏器保证了两束光传播在同一偏振模式，即偏振互易性。

为使光纤陀螺仪工作在灵敏度较高的状态，需要在系统中引入一定的相位偏置。常用的方法是在光纤线圈的一端加上相位调制，如图2所示。相位调制器使两束光波在不同时间受到一个完全相同的相位调制φ_m(t)，则可以产生一个时变相位差，如下

Δφ(t)＝φ_CCW(t)-φ_CW(t)＝φ_m(t)-φ_m(t-τ)    (3)

其中τ＝n_effL/c表示光通过整个光纤线圈长度的传输时间，n_eff是光纤的有效折射率。施加调制后，干涉信号形式为

I_D＝I₀1+cos[φ_s+Δφ(t)]}     (4)

在Δφ(n)形式已知时，通过对上式所表达信号进行合适的解调就可以得到萨格纳克相移φ_s，从而进一步得到转动角速度Ω。

采用调制的方式实现相位偏置是目前被广泛采用的一种方法。但是相位调制过程会在光路中引入一定的噪声，影响整体的传感精度。另外一种相位偏置的方法是在CW光和CCW光间引入一个固定的相移，即固定相位偏置。一个实现固定相位偏置的方法是采用3×3耦合器的陀螺结构，如图3所示。由于3×3耦合器固有的2π/3的相移，光电探测器1检测到的CW光与CCW光之间有一个2π/3的相移，光电探测器2检测到的两束光之间有一个-2π/3的相移。假设采用无损耗完全对称的理想耦合器，两个光电探测器的响应度一致，光路无损耗，且采用理想光纤环，则光电探测器1的输出为

$p_1=\frac{2}{9}V{I}_0[1+\cos ({\mathrm{\φ}}_S+2\mathrm{\π}/3)]---\left(5\right)$

光电探测器2的输出为

$p_2=\frac{2}{9}V{I}_0[1+\cos ({\mathrm{\φ}}_S-2\mathrm{\π}/3)]---\left(6\right)$

其中V是光电探测器的响应度，I₀为光源强度，两探测器的输出差为

$\mathrm{\Δp}=p_1-p_2=\frac{4}{9}V{I}_0\sin \frac{2\mathrm{\π}}{3}\sin {\mathrm{\φ}}_S---\left(7\right)$

检测信号为萨格纳克相移的正弦函数，在零转速时获得最大灵敏度。这种方法与采用2×2耦合器的光纤陀螺相比，避免了由偏置调制引入的噪声，并降低了系统的复杂度。

采用保偏光纤是保证光纤陀螺结构的互异性一个有效手段，这也是目前实用化光纤陀螺的主要方案。在传统的保偏光纤陀螺中，只有一种偏振模式的光被用于检测转动速率，而抑制另一个方向偏振的光以实现互易性，并消除不利干扰。但在工程应用中，保偏光纤陀螺依然存在成本高，对弯曲敏感，对磁场敏感等问题。因而人们又提出了消偏方案，采用消偏器和单模光纤搭建较低成本的光纤陀螺结构。实际中，采用消偏器的光纤陀螺不如采用保偏光纤陀螺效果好，而其主要优势在于成本较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有低噪声、高精度和高稳定度的干涉式光纤陀螺仪，其采用了“双偏振结构”光纤传感系统方案，并使用3×3保偏耦合器进行相位偏置。“双偏振结构”方案基于萨格纳克效应与材料折射率无关，即与光信号在保偏光纤中的偏振态无关，而将保偏光纤中存在的相互垂直偏振的两束光同时用于传感。可以通过对两路信号进行特定的组合及处理将萨格纳克效应从噪声中提取出来，最终提高传感系统的整体精度和稳定性。使用3×3保偏耦合器进行相位偏置的优势在于：避免了由偏置调制引入的噪声，并降低了系统的复杂度。

本发明的技术方案为：

一种低噪声的双偏振干涉式光纤陀螺，其特征在于包括光源、两路线偏振光产生光路、两个环行器、偏振分/合束器、3×3保偏耦合器、两个光电探测器、相位调制器、保偏光纤环；

所述光源与所述两路线偏振光产生光路的输入端通过光纤连接；

所述两路线偏振光产生光路的两输出端分别经一所述环形器与所述偏振分/合束器同一侧的两端口光纤连接，用于对从两所述环形器输入的光进行合束；同时所述两环形器的另一端口分别与一所述光电探测器通过光纤连接，用于接收从所述保偏光纤环返回的光信号；

所述偏振分/合束器另一侧端口经所述3×3保偏耦合器与所述保偏光纤环连接；且所述保偏光纤环与所述3×3保偏耦合器之间通过光纤连接所述相位调制器。

所述两路线偏振光产生光路为Y波导多功能集成光路，所述Y波导多功能集成光路的两输出端分别与一所述环行器通过光纤连接。

所述两路线偏振光产生光路包括起偏器、保偏分束器、两个预调制器；所述光源与所述起偏器通过光纤连接，所述起偏器与所述保偏分束器通过光纤连接，所述保偏分束器另一侧的两端分别经一所述预调制器与一所述环行器光纤连接。

所述保偏光纤环为四极对称方法绕制的光纤环；所述预调制器为调幅调制器或调相调制器；所述预调制的信号为量子编码信号；所述3×3保偏耦合器的另外三个端口通过光纤分别与三个光电探测器连接；所述光源为激光光源或ASE光源；所述相位调制器为压电陶瓷调制器。

一种低噪声的双偏振干涉式光纤陀螺，其特征在于包括光源、两路线偏振光产生光路、两个环行器、偏振分/合束器、3×3耦合器、两个光电探测器、单模光纤环；

所述光源与所述两路线偏振光产生光路的输入端通过光纤连接；

所述两路线偏振光产生光路的两输出端分别经一所述环形器与所述偏振分/合束器同一侧的两端口光纤连接，用于对从所述两环形器输入的光进行合束；同时所述两环形器的另一端口分别与一所述光电探测器通过光纤连接，用于接收从所述保偏光纤环返回的光信号；

所述偏振分/合束器另一侧端口经所述3×3耦合器与所述单模光纤环连接；且所述单模光纤环与所述3×3耦合器之间通过光纤连接所述相位调制器。

所述3×3耦合器同一侧(远光源侧)的两个端口分别经一消偏器与所述单模光纤环的两端连接。

所述两路线偏振光产生光路为Y波导多功能集成光路，所述Y波导多功能集成光路的两输出端分别与一所述环行器通过光纤连接。

所述两路线偏振光产生光路包括起偏器、保偏分束器、两个预调制器；所述光源与所述起偏器通过光纤连接，所述起偏器与所述保偏分束器通过光纤连接，所述保偏分束器另一侧的两端分别经一所述预调制器与一环行器光纤连接。

所述单模光纤环为四极对称方法绕制的光纤环；所述预调制器为调幅调制器或调相调制器；所述预调制的信号为量子编码信号；所述3×3耦合器的另外三个端口通过光纤分别与三个光电探测器连接；所述光源为激光光源或ASE光源；所述相位调制器为压电陶瓷调制器。

本发明的全光纤结构图如图4所示。

在保偏光纤中沿两轴传播的光彼此之间耦合很小，可分别保持自己的偏振态独立传播。光纤环前部的光路作用是产生可分别调制的两个偏振态的光束，并可以分别处理从光纤环返回而携带角速度信息的两偏振态的光。两线偏光束通过偏振分/合束器合束为垂直双偏振光，并通过3×3耦合器进入光纤环。从光纤环中运行一周的双偏振光原路返回，并在偏振分/合束器处重新分裂为两路线偏振光。两线偏振光合束后成为双偏振光的两个垂直分量，分别在保偏光纤环的快轴和慢轴传播，我们称它们为快轴模式和慢轴模式。

偏振分/合束器对正向输入的线偏振光工作在慢轴(也可能在快轴，视具体器件而定)，与前面所连接保偏器件一致。当只有一个端口输入线偏振光时，输出口也将是线偏振光。但对于两个正向输入口所不同的是，其中一个输入口所输入的线偏光将在输出口的慢轴输出，而另一个输入口所输入的线偏光将在输出口的快轴输出。这样，该器件在两正向输入口同时输入线偏光时起到偏振合束的作用，使输出双偏振光的两垂直分量分别沿快轴和慢轴传播。反向的光路是完全可逆的。当垂直双偏振光返回到反向端口(此时该端口作为输入端，而另一侧两个端口变成输出端)时，该器件可逆地起到偏振分束的作用。分束后两路光被重新起偏到慢轴工作模式并返回前面的环行器处。

对于快轴模式，它通过3×3耦合器而进入光纤环时，分裂成CW和CCW两束。在忽略慢轴模式对他的影响时，快轴模式的CW和CCW光束在完全相同的路径中相向传播，也就是说它们经过的路径完全互易。同样道理，慢轴模式也有CW和CCW两束在保偏光纤环的慢轴以相同的方式相向传播，也满足互易性。与传统光纤陀螺类似，我们在光纤环一端加上相位调制以达到较理想的灵敏度，这个相位调制对两个偏振模式同时起作用。

图4的具体构建方法与细节分析将在后面“具体实施方式”部分讨论。

由表达式(1)可见，萨格纳克效应与介质折射率无关。快轴模式和慢轴模式是在同一根光纤中传导的，经历相同的光路。偏振态的不同仅导致了折射率的不同，而两路信号的其他参数如ω、c、A、Ω是相同的，因此在两臂检测到的旋转致相位差是完全一样的，记之为Δφ_r。同时两路信号在光路中经历了一致的环境影响，比如热噪声等。这些影响同时间t同位置x作用于两路信号，而且依赖于折射率n。因此，最终检测信号中的噪声项可以表示为Δφ_n(n)，表征多种噪声影响的叠加效果。设快慢轴的折射率分别为n₁，n₂，则两路检测信号可表示为：

Δφ₁＝Δφ_r+Δφ_n(n₁)        (5)

Δφ₂＝Δφ_r+Δφ_n(n₂)   (6)

通过对如上所述信号的处理可以消除噪声项中的主要部分，这样便可以得到高精度、高稳定度的Δφ_r。并根据(1)式或(2)式进一步得到高精度、高稳定度的Ω，即我们所关心的转动角速度。

在图4中，光电探测器1与光电探测器2检测到与Δφ₁和Δφ₂对应的光强信号。非互易端口接有光电探测器3和光电探测器4，协同图中的光电探测器5，可共同用于检测系统工作状态或协助信号处理。

在图4所示的结构中，我们可以方便地对每一路信号分别调制。调制的位置在合束之前，如图4中的预调制1和预调制2。其中调制的位置可以与环行器的位置互换，而且调制功能可以与起偏器、分束器集成在一起而成为图6结构。为了与光纤环中的相位调制相区分，我们暂时称之为“预调制”。预调制可以为幅度调制、相位调制或频率调制，其中频率调制和相位调制在这里是等效的。调制的作用有两个：一是减小两种偏振态之间的相干性，以降低两者间的耦合；二是利用不同的调制信号得到更多不同的数据，同时联合处理多组数据可以得到更精确、更稳定的检测数据。以调幅为例，一种简单直观的调制方式如图5中“示例码型1”所示。这里利用了方波调制，两路调制信号相差半个周期。两路方波起到了二进制码的作用，“0”和“1”状态控制本路信号的“断”与“通”。码型1实现了每一时刻只有一路信号通，而另一路断。在时间域上有“仅存在快轴模式”和“仅存在慢轴模式”两种状态，这样在整个周期内三个探测器共得到2×3＝6组信号，即同时得到了6组性质互不相同的数据。如果采用图中调制码型2，在时间域上有“仅存在快轴模式”、“仅存在慢轴模式”、“同时存在两种偏振模式”以及“无光信号输入”四种状态。这时我们可以得到4×3＝12组信号，即12组数据供分析处理。与前者不同，在调制码型2中有四分之一个周期两路信号同时存在，还有四分之一周期两路信号都断开(只剩下纯噪声，纯噪声可在处理噪声阶段用作参考)。这样，本发明的陀螺仪结构可以得到几倍于传统陀螺仪结构的数据，通过多组数据联合处理，可以实现传统陀螺仪所不及的精度与稳定性。

最基本的数据处理方法就是对每一个独立的偏振模式分别解调出萨格纳克相移。比如可以采用传统开环干涉式光纤陀螺的解调方法，分别对两个光电探测器处的信号进行处理。我们以最简单的情况为例：在没有加预调制的情况下，仅考虑光电探测器1和光电探测器2所测得的信号。对这两路信号进行解调的结果就是两个萨格纳克相移数值。正如“发明内容”中所分析的，两个数值可以表示为(5)式和(6)式。单独看其中一路所得到的数据，等同于一个传统的单偏振陀螺所得到的数据，其精度受噪声、漂移等影响较大。由于我们得到了反映相同转动信息的两组数据，这样可以通过联合处理两组数据的方法来提高精度。从实现方法上讲，我们只需要分析陀螺仪所处环境中主要噪声影响与折射率之间的关系，就可以利用(5)式和(6)式去除主要噪声，从而得到高精度的萨格纳克相移。然后直接由(1)式或(2)式计算得到高精度的转动速率。类似地，在使用预调制的情况下我们得到了更多组的数据，分别携带有不同的有用信号和噪声信息。可以根据调制方式的不同来设计不同的联合信号处理算法，从而进一步提高陀螺仪的整体传感精度。

在本发明中，使用了3×3保偏耦合器代替传统的2×2保偏耦合器以实现抑制噪声的效果。使用2×2耦合器或3×3耦合器都可以实现基本的分束合束功能，并保证保证CW光和CCW光的互异性。但是对于在环中产生的噪声而言，两种耦合器的影响有所不同。对陀螺影响较大的噪声主要产生于环的中点位置以及相对于中点对称的一些位置，这些位置产生的噪声会在耦合器处产生干涉而影响所探测信号，其它非对称位置的噪声源由于传输距离差超过消偏长度而彼此不相干。2×2耦合器的耦合臂存在π/4的耦合相移，这对从两个方向返回的噪声进行了π/4的固定相位偏置，也就是说噪声的干涉信号被偏置在灵敏度最大的一个点，从而导致探测信号受噪声环境变化的影响较大。图4中3×3耦合器的使用使光路完全对称，没有对噪声的额外相位偏置，从而降低了系统对噪声的敏感度。因此，用3×3耦合器代替传统的2×2耦合器可以起到一定的噪声抑制效果。

图4所示的结构是本发明的一种最直观的实现结构。遵循基本思想不变的前提下，我们可以进一步改进结构以降低成本。首先，起偏器、保偏分束器以及两个调制器可以用一个Y波导多功能集成光路来代替。如图6所示，Y波导多功能集成光路可以同时起到起偏、分束、两路信号分别调制的功能。这个改进既节省了成本，又减小了系统体积。

保偏光纤环也是本系统的主要成本之一，采用单模光纤可以大大降低成本。采用单模光纤并不影响两路、多组信号的产生及处理，这是由萨格纳克效应与折射率无关的本质所决定的。为了在采用单模光纤环时也得到较好的性能，需要对偏振分/合束出来的双偏振光进行消偏，如图7所示。该消偏器与普通的消偏器结构类似但功能有所不同。在传统消偏陀螺中常用的消偏器是Lyot光纤消偏器，其功能是对线偏振光进行消偏。Lyot消偏器一般由两段或三段保偏光纤熔接而成，每段长度比为1∶2(两段)或1∶2∶4(三段)，段与段之间熔接时保证主轴间夹角为45°。经理论推导可知，Lyot消偏器结构同样适用于对垂直双偏振光的消偏。垂直双偏振光本身的偏振度已经很低，这里所使用的两个Lyot消偏器的功能是对垂直双偏振光进一步消偏，从而达到非常理想的低偏振度。采用单模光纤环的双偏振陀螺仪在精度及稳定性上不如采用保偏光纤环的双偏振陀螺仪，但它大幅度降低了成本。

本发明的积极效果为：

本发明的光纤陀螺通过利用双偏振光进行检测，使用3×3保偏耦合器代替2×2保偏耦合器以抑制噪声，大大提高了转动角速度的测量精度和稳定度，同时具有结构简单、成本低、体积小、灵敏度高的特点，应用范围广泛。

附图说明

图1是全光纤形式的光纤陀螺最小互易性结构。

图2是干涉式光纤陀螺的相位调制。

图3是采用3×3耦合器的开环光纤陀螺结构图。

图4是本发明的全光纤结构图。

图5是预调制采用幅度调制时可采用的调制信号示例。

图6是采用Y波导多功能集成光路的低成本、小体积结构改进。

图7是采用单模光纤环的低成本结构改进。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

为了方便分析，我们首先以图4中的未简化结构为例进行说明。整个系统的光源是ASE(放大自发辐射)光源，光路正方向定为从左向右。ASE光源为宽带光源，其输出光接近圆偏振态。经过一个起偏器后，得到线偏振光，光功率较光源损失约3dB。保偏分束器可以采用50∶50的保偏耦合器，功能是将所得到的线偏振光平分到两个分支光路当中去，并保持同方向的线偏振。两臂光路的预调制可以是幅度或相位调制，具体见前面分析。两个环行器的功能是保证光路的传播方向：来自光源的两路光从左向右传播到达偏振分/合束器，合束为双偏振光后进一步进入光纤环；从光纤环返回的双偏振光，由偏振分/合束器分束到两臂而还原为线偏振光，经环行器后传导至光电探测器。这样既防止了从光纤环返回的光影响光源，又防止了光源输出光直接到达探测器。偏振分/合束器正向起到偏振合束的功能，即将两路线偏光分别搬移至快轴和慢轴传播。光反向传播时偏振分/合束器可逆地起到了偏振分束的功能，将快轴和慢轴的光分开，而还原成两路线偏振光。3×3保偏耦合器的功能是将快轴模式和慢轴模式都分成CW和CCW两束光，在保偏光纤环中沿快轴或慢轴相向传播。两组光返回时以干涉的形式重新汇合，并原路返回直到环行器。光纤环中的相位调制器要同时作用于两个偏振模式的信号，因此采用了PZT(压电陶瓷)调制器。保偏光纤线圈采用了对称四极方法绕制，以将环境因素影响减到最小。最终光电探测器1和光电探测器2探测到的信号都是满足互易性的CW光与CCW光的干涉信号。而光电探测器3，4所接位置不互异，CW光与CCW光之间分别有2π/3和-2π/3的固有相移，所得干涉信号可以作为监视信号或噪声参考。光电探测器5所测得光强信号与注入光纤环的CW光或CCW光相等，为输入3×3保偏耦合器光强的1/3，该信号可用来监控光强稳定性并协助信号处理。

各个光电探测器的功能是将光信号转化为电信号，电信号可以由数据采集卡采集并由计算机实时处理。处理的结果便是陀螺仪所处参考系的转动角速度。最终处理结果以及中间处理数据都可以及时存在磁盘中供重复分析处理。在实际应用中，信号处理模块可以使用FPGA(现场可编程门阵列)芯片或DSP(数字信号处理器)芯片以减小整个系统的体积。

图6对图4的改进在于起偏器、保偏分束器以及两个调制器用一个Y波导多功能集成光路来代替，以实现降低成本、减小体积。其工作原理与上述完全一致。

图7的结构采用单模光纤进一步降低成本，相应地在3×3单模耦合器后面需要使用两个消偏器。双偏振光经过消偏器变成消偏光，即光波随机地均匀分布在所有可能的偏振态。两束消偏光分别以CW方向和CCW方向进入单模光纤线圈。从光纤环回来的消偏光已经携带有转动信息，并在耦合器处干涉叠加。消偏光被偏振分/合束器分束成为线偏振光，再经环行器进入光电探测器检测。

Claims (8)

1.一种低噪声的双偏振干涉式光纤陀螺，其特征在于包括光源、两路线偏振光产生光路、两个环行器、偏振分/合束器、3×3保偏耦合器、两个光电探测器、相位调制器、保偏光纤环；

所述光源与所述两路线偏振光产生光路的输入端通过光纤连接；

所述两路线偏振光产生光路的两输出端分别经一所述环行器与所述偏振分/合束器同一侧的两端口光纤连接；同时所述两环行器的另一端口分别与一所述光电探测器通过光纤连接；

所述偏振分/合束器另一侧端口经所述3×3保偏耦合器与所述保偏光纤环连接；且所述保偏光纤环与所述3×3保偏耦合器之间通过光纤连接所述相位调制器；

其中，所述偏振分/合束器为能够对两正向输入的线偏振光起到偏振合束的作用，使输出双偏振光的两垂直分量分别沿快轴和慢轴传播。

2.如权利要求1所述的光纤陀螺，其特征在于所述两路线偏振光产生光路为Y波导多功能集成光路，所述Y波导多功能集成光路的两输出端分别与一所述环行器通过光纤连接。

3.如权利要求1所述的光纤陀螺，其特征在于所述两路线偏振光产生光路包括起偏器、保偏分束器、两个预调制器；所述光源与所述起偏器通过光纤连接，所述起偏器与所述保偏分束器通过光纤连接，所述保偏分束器另一侧的两端分别经一所述预调制器与一所述环行器光纤连接。

4.如权利要求3所述的光纤陀螺，其特征在于所述保偏光纤环为四极对称方法绕制的光纤环；所述预调制器为调幅调制器或调相调制器；预调制的信号为量子编码信号；所述3×3保偏耦合器的另外三个端口通过光纤分别与另外三个光电探测器连接；所述光源为激光光源或ASE光源；所述相位调制器为压电陶瓷调制器。

5.一种低噪声的双偏振干涉式光纤陀螺，其特征在于包括光源、两路线偏振光产生光路、两个环行器、偏振分/合束器、3×3单模耦合器、两个光电探测器、单模光纤环、相位调制器；

所述光源与所述两路线偏振光产生光路的输入端通过光纤连接；

所述两路线偏振光产生光路的两输出端分别经一所述环行器与所述偏振分/合束器同一侧的两端口光纤连接；同时所述两环行器的另一端口分别与一所述光电探测器通过 光纤连接；

所述偏振分/合束器另一侧端口经所述3×3单模耦合器与所述单模光纤环连接；且所述单模光纤环与所述3×3单模耦合器之间通过光纤连接所述相位调制器；

所述3×3单模耦合器同一侧的两个端口分别经一Lyot消偏器与所述单模光纤环的两端连接；

其中，所述偏振分/合束器为能够对两正向输入的线偏振光起到偏振合束的作用，使输出双偏振光的两垂直分量分别沿快轴和慢轴传播。

6.如权利要求5所述的光纤陀螺，其特征在于所述两路线偏振光产生光路为Y波导多功能集成光路，所述Y波导多功能集成光路的两输出端分别与一所述环行器通过光纤连接。

7.如权利要求5所述的光纤陀螺，其特征在于所述两路线偏振光产生光路包括起偏器、保偏分束器、两个预调制器；所述光源与所述起偏器通过光纤连接，所述起偏器与所述保偏分束器通过光纤连接，所述保偏分束器另一侧的两端分别经一所述预调制器与一所述环行器光纤连接。

8.如权利要求7所述的光纤陀螺，其特征在于所述单模光纤环为对称四极方法绕制的光纤环；所述预调制器为调幅调制器或调相调制器；预调制的信号为量子编码信号；所述3×3单模耦合器的另外三个端口通过光纤分别与另外三个光电探测器连接；所述光源为激光光源或ASE光源；所述相位调制器为压电陶瓷调制器。 

Images