基于波长调制的集成光学陀螺检测研究

基于Sagnac效应的光学陀螺通常可分为干涉式光学陀螺(IOG)和谐振式光学陀螺(ROG)。IOG中最具代表性的干涉式光纤陀螺(IFOG)现在已完全产品化,其角速度传感精度已接近激光陀螺(LG)。而ROG中最有发展潜力的则是集成光学陀螺,它可以利用现在高度发达的微电子技术将无源环形谐振器(PRR)、耦合器、偏振控制器、调制器件和信号处理电路集成于单个硅基片上,在保证陀螺精度的情况下,可使成本大幅降低,是未来高精度、低价格光学陀螺的一个发展方向。根据Sagnac效应及谐振腔理论,PRR的顺逆时针方向的谐振频率差正比于陀螺角速度的大小,因此精确的检测与跟踪顺逆时针谐振点即为谐振式光纤陀螺角速度检测的基本原理。目前,IOG的检测方法主要集中在基于相位调制器的调相谱(PM)法,且取得了较大的进展,而调相谱法的调制系数约等于1,从调制原理上属于频率调制范畴,与频率调制相对应的另一种调制方法即波长调制方法未见深入研究。本论文从理论上研究了波长调制情况下的谐振式光纤陀螺检测方法,给出了解调曲线的数值描述公式,通过实验得到1Hz锁频精度,需要保证0.1uV的电压检测灵敏度。