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1、第36卷第5期红外与激光工程2007年10月Vol.36No.5InfraredandLaserEngineeringOct.2007光纤陀螺技术及应用杨远洪,申彤,郭锦锦(北京航空航天大学光电技术研究所,北京100083)摘要:简单回顾了光纤陀螺30年的技术研究和应用情况;介绍了光纤陀螺的基本原理,总结了光纤陀螺的特点和关键应用技术;以光纤陀螺在光电探测和卫星观测系统中的应用为主要背景,详细介绍了具有代表性的LN200系列光纤陀螺惯性系统的技术特点和应用情况;同时介绍了光纤陀螺在机载红外前视、红外天体观测平台和高
2、精度对地观测卫星中的典型应用,为光纤陀螺在相关领域的应用提供了参考和依据。简单总结了我国光纤陀螺的发展和应用情况。经过30年的发展,光纤陀螺及相关技术已达到很高的水平,已成为惯性系统的主流和首选仪表。关键词:光纤陀螺;惯性系统;光电探测;观测卫星中图分类号:TN253;V241.5文献标识码:A文章编号:1007-2276(2007)05-0626-06FiberopticgyroscopetechnologyandapplicationYANGYuan!hong,SHENTong,GUOJin!jin(Insti
3、tuteofOpto!electronics,BeihangUniversity,Beijing100083,China)Abstract:30yearsretrospectaboutfiberopticgyroscope(FOG)technologyandapplicationismadesimply.Thebasicprincipleisintroducedanditscharacteristicandkeytechnologyaresummarized.Fortheapplicationinopticalfi
4、nderandobservationsatellite,thetechnologyoftypicalLN200serialFOGinertialmeasureunitisdemonstrated.Meanwhile,thesuccessfulapplication,suchasairboneforwardlookinginfraredandstratosphericobservatoryforinfraredastronomyandhighaccuracysatelliteobserverareintroduced
5、,whichprovidesreferenceforFOGappliedinrelativefield.TheFOGtechnologyandapplicationinChinaaresummarizedtoo.With30yearsdevelopment,FOGhasachievedveryhighperformanceandbecomesthemaininertialinstrument.Keywords:Fiberopticgyroscope;Inertialmeasureunit;Opticalfinder
6、;Observationsatellite0引言1913年法国人G.Sagnac提出了Sagnac效应。1976年,美国学者V.Vali和R.W.Shorthill首次提出光纤陀螺(FOG)这个概念[1],他们使用多圈光纤环形成大等效面积的闭合光路,利用Sagnac效应实现了载体的角运动测量。使得这种光纤角运动传感器具备了完整的陀螺功能。FOG是全固态的陀螺,与传统的机械陀螺相比,具有工艺简单、力学(振动、冲击)性能好、可靠性高等特点,与稍早的激光陀螺(RLG)相比,除了工艺简单外,在体积、电特性和成本及可靠性方面
7、,都具有较大的优势。作为关键的惯性仪表,在军事上具有极高的应用价值,这使得它在出现之初就引起各发达国家的重视,经过30年的发展,FOG已成为惯性技术领域的主流陀螺,并在多种场合得到了成功的应用。在30年的发展过程中,FOG经历了方案探索、技术研究、产品开发3个阶段:1976~1986年是FOG发展的方案探索阶段。在此阶段,出现了许多FOG方案,如干涉型开环、闭环FOG(I!FOG)、谐振型FOG(R!FOG)、布里渊FOG(B!FOG)等;许多基础技术,如宽谱光源、保偏光纤及器件、光纤环绕制技术、Y波导收稿日期:
8、2006-11-10;修订日期:2006-12-09基金项目:教育部新世纪人才计划资助项目(NECT-05-0183)作者简介:杨远洪(1969-),男,湖北武汉人,教授,主要从事光纤陀螺及相关技术研究。Email:yhyang@263.net.cn调制器、模拟和数字信号检测技术等,都得到了深入地研究;FOG的各种误差因素,如“Shupe”效应引入的温度误差
