外腔半导体激光器在谐振式光学陀螺中的应用研究.pdf

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1、2011年第3O卷第4期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)51外腔半导体激光器在谐振式光学陀螺中的应用研究马迎建，宋彭，武学英(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191)摘要：陀螺是一种高精度的惯性传感器件，作为第二代陀螺的谐振式光纤陀螺，在理论上精度高于第一代干涉型光学陀螺。但是谐振式光学陀螺对光源有一个苛刻的要求，需要光源的调谐范围要宽，线宽要窄。一般达到要求的光源体积都很大，不利于谐振陀螺的小型化和成品化。基于谐振式陀螺的检测原理，提出了一种基于外腔半导体激光器的谐振陀螺控

2、制方案，对光源的调制信号进行了分析，提出了温度恒定，控制电流的控制方案。并对外腔激光器电流特性和谐振陀螺入谷信号进行了分析。关键词：外腔半导体激光器；谐振式光学陀螺；小型化中图分类号：TP211文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)04-0051-03ApplicationresearchofexternalcavitysemiconductorlaserinresonantopticalgyroscopeMAYing—jian，SONGPeng，WUXue-ying(SchoolofInstrumentScienceandOpto-

3、electronicEngineering，BeihangUniversity，Beijing100191，China)Abstract：Gyroisahighprecisioninertialsensor．Theresonantopticalgyroscope，asthesecondgenerationofgyro，hashigherprecisionthaninterferenceopticalgyro．Becausethestabilityofthegyroresonancefrequencygreatlyinfluencestheprecis

4、ionoftheresonantopticalgyro，thefrequencystabilityandtunableperformanceofthelightsourceisveryimportant．ThecommonSOUrCewhichmeetstherequirement，usuallyhaslargesize．Itisnotconducivetominiaturizationandintegration．Acontrolschemeofasemiconductorlaserbasedonexternalcavitysemiconducto

5、rlaseronthebasisofdetectionprincipleoftheresonantopticalgyroisintroduced．Thetestingofnewlightsourceisalsoanalyzedanddesigned．Apropositionofconstanttemperatureandcontrolofcurrentisputforwardonthebasisofanalyzingthemodulatingsignalofthelightsource．Thecurrentcharacteristicofextern

6、alcavitysemiconductorlaserandthesignalofenteringthevalleyoftheresonantgyroscopeareanalyzed．Keywords：externalcavitysemiconductorlaser；resonantopticalgyroscope；miniaturization0引言激光器可以分为法布里一帕罗腔、分布反馈腔、分布布拉格谐振式光学陀螺利用环形谐振腔来增强旋转引起的萨反射腔和外腔等多种激光器J。格奈克(Sagnac)效应，基本工作原理是多光束干涉。这样在半导体激光器中，由

7、于外腔半导体激光器优良的特的工作机理使得谐振式光学陀螺只需要较短的谐振腔长度性，已经在光通信等很多领域取得了广泛的应用。本文正就可以实现很高的精度要求，因此，谐振式光学陀螺一直被是利用了外腔半导体激光器线宽窄和连续调谐的特性，在视为光学陀螺微型化的发展方向⋯。但谐振式陀螺使用谐振式光学陀螺中使用了外腔半导体激光器。对激光器调的是高相干的光源，这对于光源提出了很高的要求，为了达制信号进行了分析，取得了很好的效果，光源的小型化对于到光源可稳定调谐的目的，光源一般体积都是比较大，不利谐振陀螺小型化的研究很有意义。于陀螺系统的小型化，为了实现小型化的系统，寻

8、找一种可1光源调谐原理以稳定调谐的小型光源非常重要。外腔半导体激光器可调谐的因素有2个：温度和电流。自从19