專利名稱：一種雙偏振干涉式光纖陀螺的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種雙偏振干涉式光纖陀螺，是一種將兩種偏振態的光同時用于傳感而實 現的高穩定性、高精度的光纖陀螺儀，屬于通信技術領域。
背景技術：
陀螺儀是一種轉動傳感器，用于測定其所在載體的轉動角速度。陀螺儀被廣泛的應用 在各種飛行器及武器的制導，工業及軍事的多種精密測量等領域。常見的陀螺儀有三種類 型機械陀螺儀，激光陀螺儀，和光纖陀螺儀(Fiber-optic gyrosc叩e， FOG)。后兩者皆 為光學陀螺儀。光學陀螺儀有結構緊湊，靈敏度高等特點，但是穩定度不及一些現代機械 陀螺。由于應用的需要，新型的陀螺儀應具有高的靈敏度與穩定度，較低的成本和功耗， 以及體積小等特征。光學陀螺的原理基于薩格納克效應(Sagnac effect)。在閉合光路中，由同一光源發 出的沿順時針方向(CW)和逆時針方向(CCW)傳輸的兩束光發生干涉，利用檢測相位差 或干涉條紋的變化，就可以測出閉合光路旋轉角速度。薩格納克效應的一種常見表達方式 是順時針方向(CW)和逆時針方向(CCW)傳輸的兩束光產生了正比于旋轉角速度的相位 差，這個相位差被稱作薩格納克相移，表達式如下其中w為光的頻率，c為真空中光速，X是光路所圍的面積(或者是與角速度矢量方 向垂直的面積投影)，^為轉動角速度。方程(1)說明薩格納克相移與環路形狀和旋轉中 心位置沒有關系，而且與導波介質的折射率也無關。干涉式光纖陀螺是光纖陀螺的一個重要類型。在干涉式光纖陀螺中，常采用較長的光 纖繞制成多匝陀螺線圈。在這種情況下，薩格納克效應的一個使用較方便的表達式為A—2;r^Q (2) 義c其中丄為光纖的長度，D為光纖線圈直徑，義為光波的波長,c為真空中光速,，D為轉 動角速度。方程(1)和方程(2)是一致的，只不過是表達形式的差異。光纖陀螺的基礎 結構是薩格納克干涉儀，該結構需要滿足分束器互易、單模互易、偏振互易等互易性條件。互易性保證了 cw光和ccw光的傳播狀態及路徑完全一致，起到了 "共模抑制"的作用，以消除多種寄生效應造成的偏差。全光纖形式的光纖陀螺最小互易性結構如圖l所示。可見，cw光和ccw光從彼此分開到匯合后產生干涉之間的過程中，兩者經歷的光路完全相同。兩個耦合器的使用是為了保證兩束光經過耦合器的累計相移相同，即保證耦合器互異性。 而偏振片保證了兩束光傳播在同一偏振模式，即偏振互易性。為使光纖陀螺儀工作在靈敏度較高的狀態，常在光纖線圈的一端加上相位調制，如圖2所示。相位調制器使兩束光波在不同時間受到一個完全相同的相位調制0/"，則可以產生 一個時變相位差，如下△ W) = U ") - & (0 = & (0 -《(卜" (3)其中r= e#Z/c表示光通過整個光纖線圈長度的傳輸時間，"^是光纖的有效折射率。 施加調制后，干涉信號為/D = /。{1 + C0S[^+AW)]} (4)在J 0 )形式已知時，通過對上式所表達信號進行合適的解調就可以得到薩格納克相 移0 從而進一步得到轉動角速度i3。采用保偏光纖是保證光纖陀螺結構的互異性一個有效手段，這也是目前實用化光纖陀 螺的主要方案。在傳統的保偏光纖陀螺中，只有一種偏振模式的光被用于檢測轉動速率， 而抑制另一個方向偏振的光以實現互易性，并消除不利干擾。但在工程應用中，保偏光纖 陀螺依然存在成本高，對彎曲敏感，對磁場敏感等問題。因而人們又提出了消偏方案，釆 用消偏器和單模光纖搭建較低成本的光纖陀螺結構。實際中，釆用消偏器的光纖陀螺不如采用保偏光纖陀螺效果好，而其主要優勢在于成本較低。 發明內容本發明的目的是提供一種具有高精度和高穩定度的雙偏振干涉式光纖陀螺儀，其釆用 了一種新的"雙偏振結構"光纖傳感系統方案。該方案基于薩格納克效應與材料折射率無 關，即與光信號在保偏光纖中的偏振態無關，而將保偏光纖中存在的相互垂直偏振的兩束 光同時用于傳感。由于兩個偏振方向傳播的光有相同的傳播路徑，他們經歷的噪聲環境一 致，可以通過對兩個信號進行特定的組合及處理將薩格納克效應從噪聲中提取出來，最終 提高傳感系統的整體精度和穩定性。本發明的技術方案為一種雙偏振干涉式光纖陀螺，其特征在于包括光源、兩路線偏振光產生光路、兩個信 號檢測光路、偏振分/合束器、保偏耦合器、相位調制器、保偏光纖環；所述光源與所述兩路線偏振光產生光路的輸入端通過光纖連接；所述兩路線偏振光產生光路的兩輸出端分別經一所述信號檢測光路與所述偏振分/合 束器同一側的兩端口光纖連接；所述偏振分/合束器另一側端口經所述保偏耦合器與所述保偏光纖環連接；且所述保偏 光纖環與所述保偏耦合器之間通過光纖連接所述相位調制器。所述兩路線偏振光產生光路為Y波導多功能集成光路，所述Y波導多功能集成光路的 兩輸出端分別與一所述信號檢測光路通過光纖連接。所述兩路線偏振光產生光路包括起偏器、保偏分束器、兩個預調制器；所述光源與所 述起偏器通過光纖連接，所述起偏器與所述保偏分束器通過光纖連接，所述保偏分束器另 一側的兩端分別經一所述預調制器與一所述信號檢測光路光纖連接。所述信號檢測光路包括一環形器和一光電探測器，所述兩路線偏振光產生光路的一輸 出端經所述環形器與所述偏振分/合束器光纖連接，所述環形器另一端口與所述光電探測 器通過光纖連接，用于接收從所述保偏光纖環返回的光信號；或者所述信號檢測光路包括 一耦合器和一光電探測器，所述兩路線偏振光產生光路的一輸出端經所述耦合器與所述偏 振分/合束器光纖連接，所述耦合器另一端口與所述光電探測器通過光纖連接，用于接收 從所述保偏光纖環返回的光信號。所述保偏光纖環為對稱四極方法繞制的光纖環；所述保偏耦合器的另一端口通過光纖 與一光電探測器連接；所述預調制器為調幅調制器或調相調制器；所述預調制的信號為量 子編碼信號；所述光源為激光光源或ASE光源；所述相位調制器為壓電陶瓷調制器。一種雙偏振干涉式光纖陀螺，其特征在于包括光源、兩路線偏振光產生光路、兩個信 號檢測光路、偏振分/合束器、耦合器、相位調制器、單模光纖環；所述光源與所述兩路線偏振光產生光路的輸入端通過光纖連接；所述兩路線偏振光產生光路的兩輸出端分別經一所述信號檢測光路與所述偏振分/合 束器同一側的兩端口通過光纖連接；所述偏振分/合束器另一側端口經所述耦合器與所述單模光纖環連接；且所述單模光纖 環與所述耦合器之間通過光纖連接所述相位調制器。所述耦合器同一側的兩端分別經一消偏器與所述單模光纖環的兩端連接。 所述兩路線偏振光產生光路為Y波導多功能集成光路，所述Y波導多功能集成光路的 兩輸出端分別與一所述信號檢測光路通過光纖連接。所述兩路線偏振光產生光路包括起偏器、保偏分束器、兩個預調制器；所述光源與所 述起偏器通過光纖連接，所述起偏器與所述保偏分束器通過光纖連接，所述保偏分束器另 一側的兩端分別經一所述預調制器與一所述信號檢測光路光纖連接。所述信號檢測光路包括一環形器和一光電探測器，所述兩路線偏振光產生光路的一輸 出端經所述環形器與所述偏振分/合束器光纖連接，所述環形器另一端口與所述光電探測 器通過光纖連接，用于接收從所述保偏光纖環返回的光信號；或者所述信號檢測光路包括 一耦合器和一光電探測器，所述兩路線偏振光產生光路的一輸出端經所述耦合器與所述偏 振分/合束器光纖連接，所述耦合器另一端口與所述光電探測器通過光纖連接，用于接收 從所述保偏光纖環返回的光信號。所述預調制器為調幅調制器或調相調制器；所述預調制的信號為量子編碼信號；所述 耦合器的另一端口通過光纖與一光電探測器連接；所述耦合器為單模耦合器；所述光源為 激光光源或ASE光源；所述相位調制器為壓電陶瓷調制器。本發明的結構框圖如圖3所示。保偏光纖有較強的雙折射，其快軸與慢軸折射率有所 不同。在保偏光纖中沿兩軸傳播的光彼此之間耦合很小，可分別保持自己的偏振態獨立傳 播。因此，本結構可以初步理解為兩個相對獨立的最小互易性結構結合在一起，它們的光 纖環光路分別是保偏光纖環的快軸和慢軸。光纖環前部的光路作用是產生可分別調制的兩 個偏振態的光束，并可以分別處理從光纖環返回而攜帶角速度信息的兩偏振態的光。兩線 偏光束通過偏振分/合束器合束為垂直雙偏振光，并通過耦合器進入光纖環。從光纖環中 運行一周的雙偏振光原路返回，并在偏振分/合束器處重新分裂為兩路線偏振光。兩線偏 振光合束后成為雙偏振光的兩個垂直分量，分別在保偏光纖環的快軸和慢軸傳播，我們稱 它們為快軸模式和慢軸模式。偏振分/合束器對正向輸入的線偏振光工作在慢軸(也可能在快軸，視具體器件而定)， 與前面所連接保偏器件一致。當只有一個端口輸入線偏振光時，輸出口也將是線偏振光。但對于兩個正向輸入口所不同的是，其中一個輸入口所輸入的線偏光將在輸出口的慢軸輸出，而另一個輸入口所輸入的線偏光將在輸出口的快軸輸出。這樣，該器件在兩正向輸入口同時輸入線偏光時起到偏振合束的作用，使輸出雙偏振光的兩垂直分量分別沿快軸和慢軸傳播。反向的光路是完全可逆的。當垂直雙偏振光返回到反向端口 (此時該端口作為輸入端，而另一側兩個端口變成輸出端)時，該器件可逆地起到偏振分束的作用。分束后兩路光被重新起偏到慢軸工作模式并返回前面的環行器處。對于快軸模式，他通過耦合器而
進入光纖環時，分裂成cw和ccw兩束。在忽略慢軸模式對他的影響時，快軸模式的cw和
ccw光束在完全相同的路徑中相向傳播，也就是說它們經過的路徑完全互易。同樣道理，慢軸模式也有cw和ccw兩束在保偏光纖環的慢軸以相同的方式相向傳播，也滿足互易性。
與傳統光纖陀螺類似，我們在光纖環一端加上相位調制以達到較理想的靈敏度，這個相位
調制對兩個偏振模式同時起作用。實現該結構框圖的全光纖結構圖如圖4所示，通過與圖
1的比較看出來，雙偏振光纖陀螺的基本結構比普通單偏振光纖陀螺的最小互易結構多出
一個臂。分別看快軸模式或慢軸模式的光路，功能都相當于一個最小互易結構。圖4的具體構建方法與細節分析將在后面"具體實施方式
"部分討論。
由表達式(1)可見，薩格納克效應與介質折射率無關。快軸模式和慢軸模式是在同一根光纖中傳導的，經歷相同的光路。偏振態的不同僅導致了折射率的不同，而兩路信號的其他參數如w、 cn X、 O是相同的，因此在兩臂檢測到的旋轉致相位差是完全一樣的，記之為JA。同時兩路信號在光路中經歷了一致的環境影響，比如熱噪聲等。這些影響同時間f同位置x作用于兩路信號，而且依賴于折射率"。因此，最終檢測信號中的噪聲項可以表示為zl^f^，表征多種噪聲影響的疊加效果。設快慢軸的折射率分別為"!， "2，則兩路檢測信號可表示為
-A-X") (5)AA = A^ + AA( 2) (6)
通過對如上所的信號的處理可以消除噪聲項中的主要部分，這樣便可以得到高精度、高穩定度的^ A。并根據(1)式或(2)式進一步得到高精度、高穩定度的O，即我們所關心的轉動角速度。
在圖4中，光電探測器1與光電探測器2檢測到與zl A和J 02對應的光強信號。非互易端口接有光電探測器3，可用于檢測系統工作狀態或協助信號處理。我們這里得到了多路檢測信號，每一路信號與普通單偏振光纖陀螺是一致的，可采用相同的電路處理方式。
在圖3或圖4所示的結構中，我們可以方便地對每一路信號分別調制。調制的位置在
8合束之前，如圖4中的預調制1和預調制2。其中調制的位置可以與環行器的位置互換，而且調制功能可以與起偏器、分束器集成在一起而成為圖6結構。為了與光纖環中的相位調制相區分，我們暫稱之為"預調制"。預調制可以為幅度調制、相位調制或頻率調治，其中頻率調制和相位調制在這里是等效的。調制的作用有兩個 一是減小兩種偏振態之間的相干性，以降低兩者間的耦合；二是利用不同的調制信號得到更多的數據量，同時聯合處理多組數據可以得到更精確、更穩定的檢測數據。以調幅為例， 一種簡單直觀的調制方式如圖5中"示例碼型1"所示。這里利用了方波調制，兩路調制信號相差半個周期。兩路方波起到了二進制碼的作用，"0"和"1"狀態控制本路信號的"斷"與"通"。碼型1實現了每一時刻只有一路信號通，而另一路斷。在時間域上有"僅存在快軸模式"和"僅存在慢軸模式"兩種狀態，這樣在整個周期內三個探測器共得到2X3=6組信號，即同時得到了 6組性質互不相同的數據。如果釆用圖中調制碼型2，在時間域上有"僅存在快軸模式"、"僅存在慢軸模式"、"同時存在兩種偏振模式"以及"無光信號輸入"四種狀態。這時我們可以得到4X3=12組信號，即12組數據供分析處理。與前者不同，在調制碼型2中有四分之一個周期兩路信號同時存在，還有四分之一周期兩路信號都斷開(只剩下純噪聲，純噪聲可在處理噪聲階段用作參考)。這樣，本發明的陀螺儀結構可以得到幾倍于傳統陀螺儀結構的數據，通過多組數據聯合處理，可以實現傳統陀螺儀所不及的精度與穩定性。
最基本的數據處理方法就是對每一個獨立的偏振模式分別解調出薩格納克相移。比如可以采用傳統開環干涉式光纖陀螺的解調方法，分別對三個光電探測器處的信號進行處理。我們以最簡單的情況為例在沒有加預調制的情況下，僅考慮光電探測器1和光電探測器2所測得的信號。對這兩路信號進行解調的結果就是兩個薩格納克相移數值。正如"發明內容"中所分析的，兩個數值可以表示為(5)式和(6)式。單獨看其中一路所得到的數據，等同于一個傳統的單偏振陀螺所得到的數據，其精度受噪聲、漂移等影響較大。由于我們得到了反映相同轉動信息的兩組數據，這樣可以通過聯合處理兩組數據的方法來提高精度。從實現方法上講，我們只需要分析陀螺儀所處環境中主要噪聲影響與折射率之間的關系，就可以利用(5)式和(6)式去除主要噪聲，從而得到高精度的薩格納克相移。然后直接由(1)式或(2)式計算得到高精度的轉動速率。類似地，在使用預調制的情況下我們得到了更多組的數據，分別攜帶有不同的有用信號和噪聲信息。可以根據調制方式的不同來設計不同的聯合信號處理算法，從而進一步提高陀螺儀的整體傳感精度。
不同的預調制碼型或波形可以看作一個"矢量"，本發明的該部分結構也可以稱作矢量調制結構，而方法采用了矢量產生，矢量調制的方法。
預調制部分可以為幅度或相位調制，而且該部分與量子編碼/解碼器的結構是一致的。因此，這里的矢量調制也可以表述為量子編碼的方法。
圖4所示的結構是本發明的一種最直觀的實現結構。遵循基本思想不變的前提下，我們可以進一步改進結構以降低成本。首先，起偏器、保偏分束器以及兩個調制器可以用一個Y波導多功能集成光路來代替。如圖6所示，Y波導多功能集成光路可以同時起到起偏、分束、兩路信號分別調制的功能。這個改進既節省了成本，又減小了系統體積。保偏光纖環也是本系統的主要成本之一，采用單模光纖可以大大降低成本。采用單模光纖并不影響兩路、多組信號的產生及處理，這是由薩格納克效應與折射率無關的本質所決定的。為了在采用單模光纖環時也得到較好的性能，需要對偏振分/合束出來的雙偏振光進行消偏，如圖7所示。該消偏器與普通的消偏器結構類似但功能有所不同。在傳統消偏陀螺中常用的消偏器是Lyot光纖消偏器，其功能是對線偏振光進行消偏。Lyot消偏器一般由兩段或三段保偏光纖熔接而成，每段長度比為1:2 (兩段)或1:2:4 (三段)，段與段之間熔接時保證主軸間夾角為45。。經理論推導可知，Lyot消偏器結構同樣適用于對垂直雙偏振光的消偏。垂直雙偏振光本身的偏振度已經很低，這里所使用的兩個Lyot消偏器的功能是對垂直雙偏振光進一步消偏，從而達到非常理想的低偏振度。采用單模光纖環的雙偏振陀螺儀在精度及穩定性上不如采用保偏光纖環的雙偏振陀螺儀，但它大幅度降低了成本。
本發明的積極效果為
本發明的光纖陀螺通過利用雙偏振光進行檢測，大大提高了轉動角速度的測量精度和穩定度，同時具有結構簡單、成本低、體積小、靈敏度高的特點，應用范圍廣泛。
圖1是全光纖形式的光纖陀螺最小互易性結構。
圖2是干涉式光纖陀螺的相位調制。
圖3是本發明結構框圖。
圖4是本發明的全光纖結構圖。
圖5是預調制采用幅度調制時可采用的調制信號示例。
圖6是采用Y波導多功能集成光路的低成本、小體積結構改進。
圖7是采用單模光纖環的低成本結構改進。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明進行進一步說明。
為了方便分析，我們首先以圖4中的未簡化結構為例進行說明。整個系統的光源是ASE(放大自發輻射)光源，光路正方向定為從左向右。ASE光源為寬帶光源，其輸出光接近圓偏振態。經過一個起偏器后，得到線偏振光，光功率較光源損失約3dB。保偏分束器可以采用50:50的保偏耦合器，功能是將所得到的線偏振光平分到兩個分支光路當中去，并保持同方向的線偏振。兩臂光路的預調制可以是幅度或相位調制，具體見前面分析。兩個環行器的功能是保證光路的傳播方向來自光源的兩路光從左向右傳播到達偏振分/合束器，合束為雙偏振光后進一步進入光纖環；從光纖環返回的雙偏振光，由偏振分/合束器分束到兩臂而還原為線偏振光，經環行器后傳導至光電探測器。這樣既防止了從光纖環返回的光影響光源，又防止了光源輸出光直接到達探測器。偏振分/合束器正向起到偏振合束的功能，即將兩路線偏光分別搬移至快軸和慢軸傳播。光反向傳播時偏振分/合束器可逆地起到了偏振分束的功能，將快軸和慢軸的光分開，而還原成兩路線偏振光。50:50保偏耦合器的功能是將快軸模式和慢軸模式都分成CW和CCW兩束光，在保偏光纖環中沿快軸或慢軸相向傳播。兩組光返回時以干涉的形式重新匯合，并原路返回直到環行器。光纖環中的相位調制器要同時作用于兩個偏振模式的信號，因此采用了 PZT (壓電陶瓷)調制器。保偏光纖線圈采用了對稱四極方法繞制，以將環境因素影響減到最小。最終光電探測器1和光電探測器2探測到的信號都是滿足互易性的CW光與CCW光的干涉信號。而光電探測器3所接位置不滿足互異性，所得干涉信號可以作為監視信號或噪聲參考。
每個光電探測器將光信號轉化為電信號，電信號可以由采集卡采集并由計算機實時處理。實時處理的最終輸出結果便是每一個時刻陀螺儀的轉動角速度。最終處理結果以及中間處理數據都可以及時存在磁盤中供重復分析處理。在實際應用中，信號處理可以使用FPGA (現場可編程門陣列)芯片或DSP (數字信號處理器)芯片以減小整個系統的體積。
圖6對圖4的改進僅在于起偏器、保偏分束器以及兩個調制器用一個Y波導多功能集成光路來代替，以實現降低成本、減小體積。其工作原理與上述完全一致。
圖7的結構采用單模光纖進一步降低成本，相應地在50:50單模耦合器后面需要使用兩個消偏器。雙偏振光經過消偏器變成消偏光，即光波隨機地均勻分布在所有可能的偏振態。兩束消偏光分別以CW方向和CCW方向進入單模光纖線圈。從光纖環回來的消偏光已經攜帶有轉動信息，再一次來到消偏器時可逆地還原為雙偏振光，并在耦合器處干涉疊加。雙偏振光被偏振分/合束器分束成為線偏振光，再經環行器進入光電探測器檢測。
1權利要求
1.一種雙偏振干涉式光纖陀螺，其特征在于包括光源、兩路線偏振光產生光路、兩個信號檢測光路、偏振分/合束器、保偏耦合器、相位調制器、保偏光纖環；所述光源與所述兩路線偏振光產生光路的輸入端通過光纖連接；所述兩路線偏振光產生光路的兩輸出端分別經一所述信號檢測光路與所述偏振分/合束器同一側的兩端口光纖連接；所述偏振分/合束器另一側端口經所述保偏耦合器與所述保偏光纖環連接；且所述保偏光纖環與所述保偏耦合器之間通過光纖連接所述相位調制器。
2. 如權利要求1所述的光纖陀螺，其特征在于所述兩路線偏振光產生光路為Y波導多功 能集成光路，所述Y波導多功能集成光路的兩輸出端分別與一所述信號檢測光路通過 光纖連接。
3. 如權利要求1所述的光纖陀螺，其特征在于所述兩路線偏振光產生光路包括起偏器、 保偏分束器、兩個預調制器；所述光源與所述起偏器通過光纖連接，所述起偏器與所 述保偏分束器通過光纖連接，所述保偏分束器另一側的兩端分別經一所述預調制器與 一所述信號檢測光路光纖連接。
4. 如權利要求1或2或3所述的光纖陀螺，其特征在于所述信號檢測光路包括一環形器 和一光電探測器，所述兩路線偏振光產生光路的一輸出端經所述環形器與所述偏振分/ 合束器光纖連接，所述環形器另一端口與所述光電探測器通過光纖連接，用于接收從 所述保偏光纖環返回的光信號；或者所述信號檢測光路包括一耦合器和一光電探測器， 所述兩路線偏振光產生光路的一輸出端經所述耦合器與所述偏振分/合束器光纖連接， 所述耦合器另一端口與所述光電探測器通過光纖連接，用于接收從所述保偏光纖環返 回的光信號。
5. 如權利要求1所述的光纖陀螺，其特征在于所述保偏光纖環為對稱四極方法繞制的光 纖環；所述保偏耦合器的另一端口通過光纖與一光電探測器連接；所述預調制器為調 幅調制器或調相調制器；所述預調制的信號為量子編碼信號；所述光源為激光光源或 ASE光源；所述相位調制器為壓電陶瓷調制器。
6. —種雙偏振干涉式光纖陀螺，其特征在于包括光源、兩路線偏振光產生光路、兩個信 號檢測光路、偏振分/合束器、耦合器、相位調制器、單模光纖環；所述光源與所述兩路線偏振光產生光路的輸入端通過光纖連接；所述兩路線偏振光產生光路的兩輸出端分別經一所述信號檢測光路與所述偏振分/合 束器同一側的兩端口通過光纖連接；所述偏振分/合束器另 一側端口經所述耦合器與所述單模光纖環連接；且所述單模光纖 環與所述耦合器之間通過光纖連接所述相位調制器。
7.如權利要求6所述的光纖陀螺，其特征在于所述耦合器同一側的兩端分別經一消偏器 與所述單模光纖環的兩端連接。
8. 如權利要求7所述的光纖陀螺，其特征在于所述兩路線偏振光產生光路為Y波導多功 能集成光路，所述Y波導多功能集成光路的兩輸出端分別與一所述信號檢測光路通過 光纖連接。
9. 如權利要求7所述的光纖陀螺，其特征在于所述兩路線偏振光產生光路包括起偏器、 保偏分束器、兩個預調制器；所述光源與所述起偏器通過光纖連接，所述起偏器與所 述保偏分束器通過光纖連接，所述保偏分束器另一側的兩端分別經一所述預調制器與 一所述信號檢測光路光纖連接。
10. 如權利要求6或7或8或9所述的光纖陀螺，其特征在于所述信號檢測光路包括一環 形器和一光電探測器，所述兩路線偏振光產生光路的一輸出端經所述環形器與所述偏 振分/合束器光纖連接，所述環形器另一端口與所述光電探測器通過光纖連接，用于接 收從所述保偏光纖環返回的光信號；或者所述信號檢測光路包括一耦合器和一光電探 測器，所述兩路線偏振光產生光路的一輸出端經所述耦合器與所述偏振分/合束器光纖 連接，所述耦合器另一端口與所述光電探測器通過光纖連接，用于接收從所述保偏光 纖環返回的光信號。
11. 如權利要求6或7或8或9所述的光纖陀螺，其特征在于所述預調制器為調幅調制器 或調相調制器；所述預調制的信號為量子編碼信號；所述耦合器的另一端口通過光纖 與一光電探測器連接；所述耦合器為單模耦合器；所述光源為激光光源或ASE光源； 所述相位調制器為壓電陶瓷調制器。
全文摘要
本發明公開了一種雙偏振干涉式光纖陀螺，屬于通信技術領域。本發明的光纖陀螺包括光源、兩路線偏振光產生光路、兩個信號檢測光路、偏振分/合束器、保偏耦合器、相位調制器、保偏光纖環；光源與兩路線偏振光產生光路的輸入端通過光纖連接；兩路線偏振光產生光路的兩輸出端分別經一信號檢測光路與偏振分/合束器同一側的兩端口光纖連接；偏振分/合束器另一側端口經保偏耦合器與保偏光纖環連接；且保偏光纖環與保偏耦合器之間通過光纖連接相位調制器。與現有技術相比，本發明的光纖陀螺通過利用雙偏振光進行檢測，大大提高了轉動角速度的測量精度和穩定度，同時具有結構簡單、成本低、體積小、靈敏度高的特點，應用范圍廣泛。
文檔編號G01C19/72GK101629825SQ20091009142
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月21日 優先權日2009年8月21日
發明者李正斌, 王子南, 王玉杰 申請人:北京大學