CN116045950B - 以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺 - Google Patents

以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺 Download PDF

Info

Publication number
CN116045950B
CN116045950B CN202310338022.8A CN202310338022A CN116045950B CN 116045950 B CN116045950 B CN 116045950B CN 202310338022 A CN202310338022 A CN 202310338022A CN 116045950 B CN116045950 B CN 116045950B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light source
fiber
photonic crystal
self
beam splitter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310338022.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116045950A (zh
Inventor
颜苗
陈龙淼
梁鹄
刘伯晗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
707th Research Institute of CSIC
Original Assignee
707th Research Institute of CSIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 707th Research Institute of CSIC filed Critical 707th Research Institute of CSIC
Priority to CN202310338022.8A priority Critical patent/CN116045950B/zh
Publication of CN116045950A publication Critical patent/CN116045950A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116045950B publication Critical patent/CN116045950B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • 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
    • G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
    • 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
    • G01C19/721—Details
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

本发明涉及光纤陀螺技术领域，尤其涉及以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺，包括自锁模光源、Y波导和光纤环圈，所述自锁模光源包括光源发生单元、分束器和具有可饱和吸收特性的光子晶体光纤，所述光源发生单元与所述分束器连接，所述分束器分别与所述Y波导和所述光子晶体光纤连接，用以实现光源输出和光纤陀螺角速率的测量，所述光子晶体光纤与所述光源发生单元连接，所述Y波导与所述光纤环圈连接。本发明通过设置具有可饱和吸收特性的光子晶体光纤，对原始的光源光谱进行放大和整形，提高光源光谱的平坦度和对称性，进而实现高功率、高波长稳定性的光源输出，进而提高了光纤陀螺的标度因数稳定性和使用精度。

Description

以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺
技术领域
本发明涉及光纤陀螺技术领域，尤其涉及以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺。
背景技术
现有的干涉式光纤陀螺采用ASE光源或SLD光源，其中，ASE光源的物理原理是铒离子的自发辐射跃迁，因此，波长的温度稳定性差，导致光纤陀螺的标度因数品质降低；SLD光源仅仅在1310nm波段相对成熟，但是其输出功率低，因此仅适用于低精度光纤陀螺。
综上，在中高精度光纤陀螺研究领域亟需一款波长稳定性好，同时输出功率高的新型光源作为驱动光源。
发明内容
本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺。
本发明提供一种以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺，包括自锁模光源、Y波导和光纤环圈，所述自锁模光源包括光源发生单元、分束器和具有可饱和吸收特性的光子晶体光纤，所述光源发生单元与所述分束器连接，所述分束器分别与所述Y波导和所述光子晶体光纤连接，用以实现光源输出和光纤陀螺角速率的测量，所述光子晶体光纤与所述光源发生单元连接，所述Y波导与所述光纤环圈连接。
根据本发明提供的以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺，所述光子晶体光纤包括由内至外依次设置的纤芯、包层和涂覆层，所述纤芯的材质包括石墨烯和二氧化硅。
根据本发明提供的以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺，所述石墨烯的质量百分比含量为3%～5%，所述二氧化硅的质量百分比含量为95%～97%。
根据本发明提供的以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺，所述自锁模光源还包括偏振控制器和隔离器，所述偏振控制器分别与所述分束器和所述隔离器连接，所述隔离器与所述光子晶体光纤连接。
根据本发明提供的以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺，还包括探测器，所述探测器与所述分束器连接。
根据本发明提供的以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺，所述光源发生单元包括泵源、波分复用器和掺铒光纤，所述泵源的输出端与所述波分复用器连接，所述波分复用器分别与所述光子晶体光纤和所述掺铒光纤连接，所述掺铒光纤与所述分束器连接。
本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
本发明提供一种以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺，包括自锁模光源、Y波导和光纤环圈，所述自锁模光源包括光源发生单元、分束器和具有可饱和吸收特性的光子晶体光纤，所述光源发生单元与所述分束器连接，所述分束器分别与所述Y波导和所述光子晶体光纤连接，用以实现光源输出和光纤陀螺角速率的测量，所述光子晶体光纤与所述光源发生单元连接，所述Y波导与所述光纤环圈连接，通过设置具有可饱和吸收特性的光子晶体光纤，对原始的光源光谱进行放大和整形，提高光源光谱的平坦度和对称性，进而实现高功率、高波长稳定性的光源输出，进而提高了光纤陀螺的标度因数稳定性和使用精度。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺的结构示意图。
附图标记：
1、泵源；2、波分复用器；3、掺铒光纤；4、分束器；5、偏振控制器；6、隔离器；7、光子晶体光纤；8、探测器；9、Y波导；10、光纤环圈。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
下面结合图1描述本发明的一种以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺，包括自锁模光源、Y波导9和光纤环圈10，所述自锁模光源包括光源发生单元、分束器4和具有可饱和吸收特性的光子晶体光纤7，所述光源发生单元与所述分束器4连接，所述分束器4分别与所述Y波导9和所述光子晶体光纤7连接，用以实现光源输出和光纤陀螺角速率的测量，所述光子晶体光纤7与所述光源发生单元连接，所述Y波导9与所述光纤环圈10连接。可以理解的是，光源发生单元发射出光束，传输至分束器4，由分束器4将光束分成两束光。其中一束光由分束器4输出至光子晶体光纤7，本实施例中的光子晶体光纤7具有可饱和吸收特性，可实现对该束光也就是原始的光源光谱，进行放大和整形，提高光源光谱的平坦度和对称性，进而将处理后的光束传输至光源发生单元，依此循环，直至光子晶体光纤7将光源光谱的功率和波长稳定性整形至光纤陀螺所需要求或设定要求。也就是说，使得自锁模光源输出高功率、高波长稳定性的光源。
进一步地，达到使用需求或设定要求的光源光谱，经分束器4分束的另一束光传输至Y波导9，此时，传输至Y波导9的光具有高功率和高波长稳定性，该束光经Y波导9调制处理后传输至光纤环圈10，实现光纤陀螺角速率的测量。也就是说，通过光子晶体光纤7对光源光谱的放大和整形处理，为光纤环圈10提供可靠光源，进而提高光纤陀螺的标度因数稳定性和使用精度。
根据本发明提供的以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺，所述光子晶体光纤7包括由内至外依次设置的纤芯、包层和涂覆层，所述纤芯的材质包括石墨烯和二氧化硅。可以理解的是，光子晶体光纤7的最内侧也就是中心部分为纤芯，包层环绕纤芯，涂覆层涂覆于包层的外侧。
其中，纤芯的折射率高于包层，光波在纤芯中传输；包层的折射率低于纤芯，用以提供反射面或起到光隔离作用；涂覆层起到保护光子晶体光纤7的机械强度，同时，有效隔绝能够引起微变损耗的外界应力。
进一步地，本实施例中光子晶体光纤7的纤芯的材质由石墨烯和二氧化硅组成，可有效提高光子晶体光纤7的可饱和吸收特性，进而提高对原始的光源光谱的处理效率和效果。
根据本发明提供的以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺，所述石墨烯的质量百分比含量为3%～5%，所述二氧化硅的质量百分比含量为95%～97%。可以理解的是，通过调整石墨烯的质量百分比含量实现对光子晶体光纤的可饱和吸收效率的调整，具体参见如下实验数据表格：
Figure SMS_1
由此可见，增加光子晶体光纤7中石墨烯的含量可有效提高光子晶体光纤7的可饱和吸收效率，提高光子晶体光纤7对原始光源光谱的处理效率和效果。
根据本发明提供的以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺，所述自锁模光源还包括偏振控制器5和隔离器6，所述偏振控制器5分别与所述分束器4和所述隔离器6连接，所述隔离器6与所述光子晶体光纤7连接。可以理解的是，光源发生单元输出的光束经分束器4分束后，其中一束光传输至偏振控制器5，经偏振控制器5处理后的光传输至隔离器6，经过隔离器6对光进行单向隔离传输处理后传输至光子晶体光纤7，实现对该束光的锁模处理。
根据本发明提供的以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺，还包括探测器8，所述探测器8与所述分束器4连接。可以理解的是，探测器8与分束器4连接，光纤环圈10敏感光纤陀螺角速率后，光信号经Y波导9传输至分束器4，进而传输至探测器8，探测器8接收光信号，并将光信号对应转化为电信号，进而由解调单元对电信号进行解算，进而获得角速率值。
根据本发明提供的以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺，所述光源发生单元包括泵源1、波分复用器2和掺铒光纤3，所述泵源1的输出端与所述波分复用器2连接，所述波分复用器2分别与所述光子晶体光纤7和所述掺铒光纤3连接，所述掺铒光纤3与所述分束器4连接。可以理解的是，泵源1的输出端与波分复用器2连接，用以输出光学激励，再通过波分复用器2将不同波长的光合成，并同步传输。掺铒光纤3接收波分复用器2传输的光信号进行功率放大处理，进而传输至分束器4。
本发明提供一种以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺，包括自锁模光源、Y波导和光纤环圈，所述自锁模光源包括光源发生单元、分束器和具有可饱和吸收特性的光子晶体光纤，所述光源发生单元与所述分束器连接，所述分束器分别与所述Y波导和所述光子晶体光纤连接，用以实现光源输出和光纤陀螺角速率的测量，所述光子晶体光纤与所述光源发生单元连接，所述Y波导与所述光纤环圈连接，通过设置具有可饱和吸收特性的光子晶体光纤，对原始的光源光谱进行放大和整形，提高光源光谱的平坦度和对称性，进而实现高功率、高波长稳定性的光源输出，进而提高了光纤陀螺的标度因数稳定性和使用精度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺，其特征在于，包括自锁模光源、Y波导和光纤环圈，所述自锁模光源包括光源发生单元、分束器和具有可饱和吸收特性的光子晶体光纤，所述光源发生单元与所述分束器连接，所述分束器分别与所述Y波导和所述光子晶体光纤连接，用以实现光源输出和光纤陀螺角速率的测量，所述光子晶体光纤与所述光源发生单元连接，所述Y波导与所述光纤环圈连接；
其中，所述光子晶体光纤包括由内至外依次设置的纤芯、包层和涂覆层，所述纤芯的材质包括石墨烯和二氧化硅，所述石墨烯的质量百分比含量为3%～5%，所述二氧化硅的质量百分比含量为95%～97%；
所述自锁模光源还包括偏振控制器和隔离器，所述偏振控制器分别与所述分束器和所述隔离器连接，所述隔离器与所述光子晶体光纤连接；
还包括探测器，所述探测器与所述分束器连接。
2.根据权利要求1所述的以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺，其特征在于，所述光源发生单元包括泵源、波分复用器和掺铒光纤，所述泵源的输出端与所述波分复用器连接，所述波分复用器分别与所述光子晶体光纤和所述掺铒光纤连接，所述掺铒光纤与所述分束器连接。
CN202310338022.8A 2023-03-31 2023-03-31 以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺 Active CN116045950B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310338022.8A CN116045950B (zh) 2023-03-31 2023-03-31 以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310338022.8A CN116045950B (zh) 2023-03-31 2023-03-31 以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116045950A CN116045950A (zh) 2023-05-02
CN116045950B true CN116045950B (zh) 2023-06-23

Family

ID=86125961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310338022.8A Active CN116045950B (zh) 2023-03-31 2023-03-31 以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116045950B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105021180A (zh) * 2015-07-30 2015-11-04 哈尔滨工程大学 一种光纤环采用双环设计的光纤陀螺

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2860291B1 (fr) * 2003-09-26 2005-11-18 Thales Sa Dispositif capteur de vitesse de rotation interferometrique a fibre optique
CN108680152B (zh) * 2018-06-21 2024-03-08 西安中科华芯测控有限公司 一种基于45°倾斜光纤光栅起偏器的开环光纤陀螺
CN112186484A (zh) * 2020-08-25 2021-01-05 北京航天时代光电科技有限公司 一种基于多重自补偿效应的平坦谱抗辐照掺铒光纤光源
CN112985370A (zh) * 2021-04-30 2021-06-18 瑞燃(上海)环境工程技术有限公司 一种抗辐照的宽谱高精度光纤陀螺仪
CN114942035B (zh) * 2022-06-02 2024-06-21 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 一种基于光谱演化补偿的光纤陀螺标度因数误差抑制方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105021180A (zh) * 2015-07-30 2015-11-04 哈尔滨工程大学 一种光纤环采用双环设计的光纤陀螺

Also Published As

Publication number Publication date
CN116045950A (zh) 2023-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12015235B2 (en) All-fiber optical vortex laser based on resonance of orbital angular momentum modes
US6487233B2 (en) Fiber-coupled microsphere laser
JP5487213B2 (ja) ファイバレーザ及び増幅器に用いる高度に希土類ドープされた光ファイバ
JP3325887B2 (ja) 光導波体増幅器
JPH02168688A (ja) Ｅｒドープ光ファイバレーザ素子
CN106532416B (zh) 高功率长波段全光纤单频激光器结构
US4523315A (en) Raman gain medium
CN115134001B (zh) 宽谱光源产生系统、方法及光纤陀螺
Tench et al. Two-stage performance of polarization-maintaining Holmium-doped fiber amplifiers
CN110556691B (zh) 一种短线形腔轨道角动量模式单频光纤激光器
Dianov et al. Raman fibre-optic amplifier of signals at the wavelength of 1.3 μm
CN116045950B (zh) 以自锁模光源驱动的干涉式光纤陀螺
Bobkov et al. All-fiber chirped-pulse amplifier emitting 670 fs pulses with 92 MW peak power
JP2774963B2 (ja) 機能性光導波媒体
JP4914037B2 (ja) 光ファイバ、光コヒーレンストモグラフィ装置、及び光ファイバレーザ
CA2004716C (en) Superfluorescent broadband fiber laser source
TWI303908B (zh)
CN110474226B (zh) 一种涡旋光单频光纤激光器
CN210296856U (zh) 一种单频单模单偏振的光纤激光放大器和激光系统
JP2753539B2 (ja) 光ファイバ増幅器
CN114199222B (zh) 一种有源谐振光纤陀螺
Kuhn et al. Experimental comparison of fundamental mode content in Er: Yb-codoped LMA fibers with multifilament-and pedestal-design cores
Kuhn et al. Er-doped single-frequency photonic crystal fiber amplifier with 70 W of output power for gravitational wave detection
CN113937601A (zh) 一种单偏振态、单纵模光纤激光器
US20060164717A1 (en) Transition metal doped fiber amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant