激光測量角加速度課件

激光測量角加速度光電14鄭斯元————光纖陀螺光纖陀螺（FOG）：

一種以薩格納克（sagnac）效應測量旋轉角速率的新型全固態(tài)慣性儀表Sagnac效應：將同一光源發(fā)出的一束光分解為兩束，讓它們在同一個環(huán)路內沿相反方向循行一周后會合，然后在屏幕上產生干涉，當在環(huán)路平面內有旋轉角速度時，屏幕上的干涉條紋將會發(fā)生移動，這就是薩格納克效應。注：FOG：FIBEROPTICALGYROSCOPE干涉型光纖陀螺結構及工作原理

注：SLD：光源coupler：分束器detector：探測器fibercoil：單模光纖環(huán)

干涉型光纖陀螺的分類按相位偏置方式相位差偏置方式光外差方式延時調制方式檢測相位方式開環(huán)光學陀螺閉環(huán)光學陀螺按光路組成消偏型光學陀螺保偏型光學陀螺集成光學型光學陀螺相位差偏置方式的光纖陀螺

優(yōu)點是靈敏度提高，但是要求相位偏置非常穩(wěn)定，光源強度的微小變化會等效為相位的變化，不能滿足高精度的測量注：非互易性指電磁波在某物體中沿相反的兩個方向傳輸會呈現(xiàn)不同的電磁損耗、相位差等特性

優(yōu)點是靈敏度是靜態(tài)相位的2倍，對光強的變化有較高的分辨率，缺點仍是要求對偏置點的穩(wěn)定，而且要求高共模抑制比注：共模抑制比：其定義為放大器對差模信號的電壓放大倍數(shù)Aud與對共模信號的電壓放大倍數(shù)Auc之比，稱為共模抑制比差模信號：兩個大小相等、極性相反的一對信號稱為差模信號。共模信號：兩個大小相等、極性相同的一對信號稱為共模信號。延時調制方式

閉環(huán)光纖陀螺

全光纖型光纖陀螺

全光纖型光纖陀螺是從光源到光接收器的光路均由光纖構成的光纖陀螺。分立元件光纖陀螺：把獨立的光器件用光纖互相連接構成單光纖光纖陀螺：應用在線制作技術，在一根光纖上纏繞光纖環(huán)和制作光器件集成光學型光學陀螺

集成光學型光纖陀螺是用一個集成光學多功能芯片（MIOC）替代了幾個光學元件，減小了體積和光纖熔接點的數(shù)量。用Y分支波導取代了一個光纖方向耦合器諧振腔光纖陀螺（R-FOG）

第二代光纖陀螺，原理與環(huán)形激光陀螺相同通過檢測旋轉非互易性造成的順、逆時針的兩行波的頻率差來測量角速率同干涉型光纖陀螺比較光纖長度短

根據(jù)測試5~10m的光纖腔就能滿足飛機導航的精度要求，而I-FOG需要1000m左右可以減小溫度波動對系統(tǒng)的影響

采用了高相干光源,波長穩(wěn)定性高諧振頻率與旋轉角速度成正比,檢測精度高,動態(tài)范圍大

布里淵光纖陀螺（B-FOG）

布里淵型光纖陀螺是第3代光纖陀螺,又稱光纖環(huán)形激光陀螺(F-RLG),或受激布里淵散射光纖環(huán)形激光陀螺(B-FRLG)采用有源諧振腔的布里淵光纖陀螺(B-FOG)是利用高功率光在光纖中激發(fā)布里淵散射光(SBS)的光纖陀螺儀。在未來飛機、艦船以及導彈等均將裝備光纖陀螺用于導航和制導，且衛(wèi)星、宇宙飛船上也將裝備光纖陀螺用于與地形跟蹤匹配和導向。在民用上，光纖陀螺可