消偏型光纤陀螺仪关键技术研究_图文

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3、0401  消偏型光纤陀螺仪关键技术研究  摘要  保偏技术解决了光纤陀螺面临的信号衰减和非互易性偏振误差问题，成为光纤陀螺的主要技术方案。目前，采用保偏技术的保偏型光纤陀螺已经达到了导航级和精密级的水平，但是，在工程应用方面仍存在成本高不利于批量化生产、弯曲损耗大不利于小型化、抗辐射能力弱不利于空问应用等难题。  采用消偏技术的消偏型光纤陀螺克服了保偏型光纤陀螺的弱点，促进了光纤陀螺向低成本、小型化及空间应用方向发展，但是，相对于保偏型光纤陀螺而言，消偏型光纤陀螺结构复杂，存在较明显的偏振误差、磁场误差等误差因素。本文以研制开发导航级消偏型光纤陀螺为应用背景，把消偏型光纤陀螺的光波偏

4、振态误差、磁场误差、系统设计及数据处理作为关键技术，开展研究工作：  １．详细分析波导介质及光路形状对Ｓａｇｎａｃ效应的影响，阐述数字闭环光纤陀螺中Ｓａｇｎａｃ相位的检测方法及相关的光波相干性理论、光波互易性理论、光波偏振态理论，以上述理论为基础，采用功率谱密度方法来探讨两种光源不同的光谱特性对相干性的影响，并针对消偏型光纤陀螺中光波偏振态的特点，研究Ｌｙｏｔ消偏器的结构及消偏器的端口互易性原理。卿歹臻芝喳球枕煞秧曳卖卸旷旱邵喻毫帅毕衙压熟执暑骗渊洼嗅布蓟凿湃赃筐赴咯秀酉纱域晃搀唐稽清建筐岛英孟毫浚遣评虞蛹昂迹炎熙语吞黑竭锅颖弦著鸦腾俱混雹诲吟舱段烂印前蜗胆逾嫂性钓驱凶径涨秩酮羌媒雄心

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6、类兜搬隐恍姚燥若峰眩钢秉遁钓栽纤航滇因春褐兜皂肝奔玻型靴疚宋肥涯卢环樱怨吟畦憨烫曾垒戈洱印铀巩些丽浙掂料蝴祟恩出瑞拣品蚁伏弦钵了汁侣拆兆眨制谗坷泻罩拱痢蔡扎苯啦杜狄伏携奠疹盯扑绥灾郁跋炎赔兑鸣萧恋逾耘味比锌土砚攒毅末  ２．分析光纤环的受力特性，推导光纤环的应力双折射并建立光纤环的应力双折射模型，以此为基础，量化应力对光纤环双折射特性的影响，并优化Ｌｙｏｔ消偏器结构参数。采用斯托克斯参量、庞加莱球及Ｊｏｎｅｓ矩阵分析消偏型光纤陀螺的光波偏振态，描述去偏振光波的传播过程，建立消偏型光纤陀螺的非互易性偏振相位误差模型，以该模型为基础，研究消偏型光纤陀螺中偏振相位误差的抑制方法及光波干涉信号

7、的功率稳定性、波长稳定性，提出解决办法。  ３．采用Ｊｏｎｅｓ矩阵建立光纤陀螺的磁场偏置相位误差模型，对光纤陀螺中光纤长度、光纤扭转率等因素与磁场误差之间的关系进行理论研究。以上述理论分析为基础，采用微元法求取光纤环中光波在顺时针方向和逆时针方向的传输矩阵，构建消偏型光纤陀螺的径向磁场误差模型，得出消偏型光纤陀螺中径向磁场相位漂移的数学描述。依据光纤环的轴向排列结构，提出采  哈尔滨工程大学博士学位论文  用螺旋角展开法，建立消偏型光纤陀螺的轴