CN104101340A - 基于级联微环谐振器慢光效应的光纤陀螺仪 - Google Patents

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李齐良
李冬强
朱梦云
张真
胡淼
唐向宏
曾然
魏一振
周雪芳
卢旸
钱正丰
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    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
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    • G01C19/72—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams with counter-rotating light beams in a passive ring, e.g. fibre laser gyrometers

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Abstract

本发明公开了一种基于级联微环谐振器慢光效应的光纤陀螺仪。光源与耦合器的第一端口连接，光纤耦合器的第二端口与光探测器连接，耦合器的第三端口与第一微环谐振器的第一端口连接，第一微环谐振器的第二端口与第二微环谐振器的第一端口连接。第二微环谐振器的第二端口与第三微环谐振器的第一端口连接，第三微环谐振器的第二端口与第四微环谐振器的第一端口连接，第四微环谐振器的第二端口与第五微环谐振器的第一端口连接，第五微环谐振器的第二端口与光纤耦合器的第三端口连接。本发明光纤陀螺仪利用光通过级联微环谐振器，产生慢光效应，具有灵敏度高，可检测慢旋转速度等有优点。

Description

基于级联微环谐振器慢光效应的光纤陀螺仪
技术领域
本发明属于光信息技术领域，具体涉及一种基于级联微环谐振器慢光效应的光纤陀螺仪。
背景技术
随着低损耗光纤的研制成功，光纤技术在光通信、光纤传感和光信息处理方面得到了迅速发展和广泛应用。光纤传感技术作为一种新型传感技术引起了科研工作者的广泛关注。在未来光通信技术的发展过程中，离不开光传感技术的发展。光纤陀螺仪是一种敏感角速度或角位移的装置，可以通过测量相位差来得到转速,光逻辑器的作用是能够实现光信号在光网络中传输线路或集成光路等不同的光通路上进行快速倒换或逻辑操作。基于级联微环谐振器慢光效应的光纤陀螺仪不仅在理论上实现了对角速度的测量，同时还具有在低转速时的高精度的特点。
发明内容
针对其它光纤陀螺仪的缺点，本发明提供了一种基于级联微环谐振器慢光效应的光纤陀螺仪，具有灵敏度高，可检测慢旋转速度等优点，特别适合于全光通信系统技术中的应用。
本发明采取以下技术方案：
基于级联微环谐振器慢光效应的光纤陀螺仪，包括光源，光纤耦合器，第一微环谐振器、第二微环谐振器、第三微环谐振器、第四微环谐振器、第五微环谐振器和光探测器。
光源与耦合器的第一端口连接，光纤耦合器的第二端口与光探测器连接，耦合器的第三端口与第一微环谐振器的第一端口连接，第一微环谐振器的第二端口与第二微环谐振器的第一端口连接。第二微环谐振器的第二端口与第三微环谐振器的第一端口连接，第三微环谐振器的第二端口与第四微环谐振器的第一端口连接，第四微环谐振器的第二端口与第五微环谐振器的第一端口连接，第五微环谐振器的第二端口与光纤耦合器的第三端口连接。
优选的，该光纤耦合器的交叉耦合系数为0.5。
优选的，光源产生的光波长为1550nm，光信号初始值为10。
本发明的特点是在光纤耦合器的第一输入端口，由光源产生的光信号输入进去，利用耦合器耦合出两路光信号，两路信号分别沿相反方向进入微环谐振器，在微环谐振器中由于慢光效应和萨格纳克效应，产生相位的偏置，从而实现光纤陀螺仪对角速度的测量功能。
本发明利用级联微环谐振器的慢光效应将两路相反方向输入光信号进行相位偏置，再一起进入光纤耦合器，在光纤耦合器的第二端口放置光探测器，由于两束光具有相干性，实现对角速度的测量功能。
本发明光纤陀螺仪具有灵敏度高，可检测慢旋转速度等优点，特别适合全光通信系统技术中的应用。
附图说明
图1为基于级联微环谐振器慢光效应光纤陀螺仪的结构示意图。
图2为输出光强随旋转角速度变化的特性曲线。
图3为光纤陀螺仪灵敏度特性曲线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本实施例基于级联微环谐振器慢光效应的光纤陀螺仪，包括光源1-1，光纤耦合器2-1，第一微环谐振器3-1、第二微环谐振器3-2、第三微环谐振器3-3、第四微环谐振器3-4、第五微环谐振器3-5和光探测器4-1。光源1-1所产生的信号光波长范围为1550nm，光纤耦合器2-1的交叉耦合系数为0.5。
光源与耦合器的第一端口a1连接，光纤耦合器的第二端口a2与光探测器连接，耦合器的第三端口a4与第一微环谐振器的第一端口b1连接，第一微环谐振器的第二端口b2与第二微环谐振器的第一端口b3连接。第二微环谐振器的第二端口b4与第三微环谐振器的第一端口b5连接，第三微环谐振器的第二端口b6与第四微环谐振器的第一端口b7连接，第四微环谐振器的第二端口b8与第五微环谐振器的第一端口b9连接，第五微环谐振器的第二端口b10与光纤耦合器的第三端口a3连接。整个装置以定点O做角速度为                                               的顺时针旋转，O是以五个级联微环谐振器直径和作为底的等边三角形的顶点。
可通过光在微环谐振器的慢光效应，对两束相反光的相位进行偏置，利用耦合器进行耦合，从而实现对旋转角速度的测量。
图2显示了：探测光强随角速度的变化，从图中可以看出，该光纤陀螺仪克服了其他陀螺仪在低转速时探测光强很弱的缺点，在低转速具有较高的探测光强。
图3显示了：灵敏度随旋转速度的变化关系，随着旋转速度的增大灵敏度也不断提高。
本发明光纤陀螺仪的实现过程：
1、根据光纤耦合器的耦合作用，对信号进行相位耦合，可以通过改变耦合器系数，改变对相位的影响，本设计中优选耦合系数0.5。
2、根据光信号在级联微环谐振器的慢光效应和萨格纳克相移，对两路信号进行相位调制，利用两路信号的相干性实现对旋转角速度测量的功能。
以上对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1. 基于级联微环谐振器慢光效应的光纤陀螺仪，包括光源(1-1)、光纤耦合器（2-1）、第一微环谐振器(3-1)、第二微环谐振器(3-2)、第三微环谐振器(3-3)、第四微环谐振器(3-4)、第五微环谐振器(3-5)和光探测器(4-1)，其特征在于：
光源与耦合器的第一端口(a1)连接，光纤耦合器的第二端口(a2)与光探测器连接，耦合器的第三端口(a4)与第一微环谐振器的第一端口(b1)连接，第一微环谐振器的第二端口(b2)与第二微环谐振器的第一端口(b3)连接；第二微环谐振器的第二端口(b4)与第三微环谐振器的第一端口(b5)连接，第三微环谐振器的第二端口(b6)与第四微环谐振器的第一端口(b7)连接，第四微环谐振器的第二端口(b8)与第五微环谐振器的第一端口(b9)连接，第五微环谐振器的第二端口(b10)与光纤耦合器的第三端口(a3)连接。
2.如权利要求1所述的光纤陀螺仪，其特征在于：光纤耦合器(2-1)的交叉耦合系数为0.5。
3.如权利要求1所述的光纤陀螺仪，其特征在于：光源(1-1)产生的光的波长为1550nm。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090244544A1 (en) * 2008-04-01 2009-10-01 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Unidirectional crow gyroscope
CN203981177U (zh) * 2014-06-26 2014-12-03 杭州电子科技大学 一种基于级联微环谐振器慢光效应的光纤陀螺仪

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090244544A1 (en) * 2008-04-01 2009-10-01 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Unidirectional crow gyroscope
CN203981177U (zh) * 2014-06-26 2014-12-03 杭州电子科技大学 一种基于级联微环谐振器慢光效应的光纤陀螺仪

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHAO PENG ETC AL.: "Optical Gyroscope based on a coupled resontor with the all-optical analogous property of electromagnetically induced transpatency", 《OPTICS EXPRESS》 *
JACOB SCHEUER AND AMNON YARIV: "Sagnac Effect in Coupled-Resonator Slow-Light Waveguide Structures", 《PHYSICAL REVIEW LETTERS》 *

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