MEMS惯性导航传感器

对大多数导航应用而言,精度并不是最重要的因素,在满足精度的前提下,尽可能降低成本、缩小体积才最重要。MEMS(Micro Electro Mechanical System)惯性传感器在民用市场已得到广泛应用,在战术级的导航中也开始逐渐应用,这主要受益于利用科里奥利效应制造的各种类型的MEMS陀螺。目前还没有达到战术级应用的环形激光陀螺和光纤陀螺的精度水平,但MEMS惯性传感器深具潜力。本文介绍当前MEMS陀螺和加速度计制造技术的发展,重点讨论MEMS传感器的设计及性能,并展望MEMS惯性传感器的发展前景。

几种光学陀螺的研究进展

除了He-Ne气体激光陀螺外,国内外提出了研制新型光学陀螺的多种方案。该文介绍了其中干涉式光纤陀螺、循环再入式光纤陀螺、集成光学陀螺、半导体激光陀螺的研究现状,着重介绍了超短脉冲激光陀螺研究;同时指出了光学陀螺的发展趋势。

国外光学捷联惯导系统的技术现状和捷联惯导发展趋势

主要论述了国外在激光捷联惯导系统和光纤捷联惯导系统方面的技术现状和未来的发展趋势,特别是近几年在系统设计、性能指标、应用领域方面的现状。通过对比、分析,总结了其技术进步的原因和技术进步的方向,为国内在该领域的技术进步提供了借鉴。

噪声在“光电微弱信号检测”课程中的应用

对于噪声中存在的微弱信号检测,需要采用专门的方法和仪器来抑制噪声。通过在课堂教学中有意识地介绍如何利用噪声来提取微弱信号,对丰富课堂教学内容,培养研究生正确的思维方法和创新意识起到了良好的作用。本文介绍了噪声在激光陀螺与开环光纤陀螺信号处理中的成功应用。

微光学陀螺仪系统结构的研究

介绍了谐振型和干涉型两种微光学陀螺仪的分辨率计算公式,并在光纤仿真装置上,分别进行了系统结构的实验研究。在谐振型装置中,作为光源采用了具有Bragg光栅的窄线宽激光二极管。在干涉型装置中,为了保证双向光束在Sagnac效应敏感环(SSR)中可以循环传播,采用了大功率的超辐射发光二极管(SLD)作为光源。为了保持双向光束在SSR中循环传播多圈,需要在SSR中插入一个光放大器,以补偿光束在传播中的各种损耗。研究结果表明,所建议的系统结构对于开发中等精度的微光学陀螺仪产品具有可行性。

进入实用期的光纤陀螺

综合介绍各种光纤陀螺的工作原理及其实用化概况,着重讨论干涉型光纤陀螺的各种信号检测方案及干涉型光纤陀螺实用化的最新进展.最后讨论光纤陀螺的发展方向.

激光陀螺新型槽片

根据激光陀螺的使用要求,针对传统槽片在结构和材质上给加工和陀螺性能所带来的不利因素,设计一种集微晶玻璃和熔石英玻璃的优点于一体的新型槽片结构。其基体采用与陀螺腔体材料相同的底膨胀系数的微晶玻璃,反射片采用抛光表面特性很好的熔石英玻璃,通过光胶接合组成一个完整的新型槽片。并针对新的槽片结构提出了与之相应的陀螺腔体贴片面加工方案,使其既能配合新结构的槽片又不增加腔体的制造难度。同时还提出和实现了在加工中采取球面部件与槽片基体分开加工的方式,使得新结构槽片不仅解决了长期困扰陀螺制造行业的因石英槽片易漏氦而引起的陀螺存储寿命相对较短的问题,同时还降低了球面基片超光滑表面加工难度和加工成本。

双向振荡的偏振分离型光纤激光陀螺

提出了一种基于偏振分离型滤波器结构的光纤激光陀螺,并分析了其双向的工作原理和产生频差的条件。其中的偏振分离型滤波器在双向滤波的同时还可用于调节两束激光的能量耦合强度。抽运激光的功率超过10mW阈值时,环形腔中可产生双向振荡的单纵模激光,其拍频频率可通过滤波器在50kHz～1.5MHz范围内连续地调节。在设定拍频频率为70kHz时对陀螺进行旋转测试,得到了拍频频率随陀螺转速呈线性变化的曲线。

谐振型光纤陀螺的灵敏度分析

谐振型光纤陀螺(RFOG)因具有敏感光纤短和体积小等优点而备受关注。分析了激光线宽、光纤环形谐振腔(FRR)及检测技术对RFOG灵敏度的影响。依据RFOG信号检测方法,推导了受光电检测器灵敏度限制的RFOG灵敏度公式,并给出了考虑激光线宽和腔内偏振轴90°旋转的RFOG灵敏度修正公式。基于多光束干涉原理,分析了数字调相电压的误差和噪声对灵敏度的影响。仿真结果表明,为获得高灵敏度,针对不同的激光线宽应选取不同的FRR腔长,偏振轴90°旋转熔接的两边长度差应为保偏光纤半拍长的奇数倍,数字调相电压的噪声方均根值应小于0.22V。该工作为高精度RFOG的设计提供了理论指导。

光纤环形腔激光陀螺中的闭锁效应

通过理论分析,得到了掺铒光纤环形腔激光陀螺中存在后向反射时,陀螺的两束激光频差和陀螺转速动态关系的解析表达式,并用矢量图明确表明了闭锁效应出现的条件。分析表明光纤激光陀螺的闭锁主要是由瑞利后向散射引起的,这一散射虽然在红外波长甚弱,但在有源环形腔内会被显著加强,因此成为陀螺闭锁的主要原因。实验证实了上述理论分析结果,在陀螺旋转速度小于10°/s时出现了闭锁。