谐振式光纤陀螺中偏振波动的影响

谐振式光纤陀螺是基于光学Sagnac效应产生的谐振频率差来测量旋转角速率的一种新型光学传感器。通过对其噪声源的大量研究表明 ,偏振波动是谐振式光纤陀螺中的主要噪声因素之一。我们主要就偏振波动的产生机理及相应的补偿措施进行了详细分析。

谐振式光学陀螺中的偏振波动及其影响

谐振式光学陀螺(ROG)是基于光学Sagnac效应产生的谐振频率差来测量旋转角速率的一种新型光学传感器。根据矩阵法,得到ROG中偏振波动引起的系统零漂的解析表达式。利用该解析表达式,估算达到谐振式集成微光学陀螺系统中等精度要求所需的偏振匹配参数。通过实验,验证偏振控制器对抑制偏振噪声的效果。

谐振式光纤陀螺的研究进展

谐振式光纤陀螺作为新一代惯性旋转传感器的代表 ,被广泛研究 .文章通过大量的文献调查和深入研究 ,对谐振式光纤陀螺的发展历史、基本工作原理、主要噪声因素及相应的补偿措施等进行了详细分析 ,并对谐振式光纤陀螺未来的发展趋势作了展望 .

亚波长正弦介质光栅椭偏特性的研究

作者使用椭偏理论并结合扩展边界条件法 ,得出亚波长正弦介质光栅的椭偏参数 .分析了两个椭偏参数的特性 。

扭转椭圆双折射光纤的本征值问题

求得由光纤长度、双折射参数和扭转速率表达的扭转椭圆双折射光纤Jones矩阵和Mueller矩阵的本征值、本征矢、本征偏振态和对应的等效双折射矢量及其在Poincare球上的表示,给出任意椭圆偏振态关于本征偏振态分解的幅值和光强表达式,并对扭转椭圆双折射光纤的拍长等问题作了初步讨论.

谐振式光纤陀螺环形谐振腔的偏振问题

谐振式光纤陀螺(R-FOG)中,偏振波动引起的检测信号漂移对陀螺系统的检测精度有重要影响。通过矩阵法,分析系统中光纤耦合器不同偏振本征态(ESOPs)的耦合系数差异,与所引起的系统零偏的关系,得到其与两个偏振本征态耦合系数以及光纤环形谐振腔参数间的解析表达式。利用该解析表达式,求解系统零偏为极值时,耦合器不同偏振本征态的最佳耦合系数;该最佳耦合系数仪与光纤环形谐振腔的损耗参数有关。通过Matlab软件进行数值拟合,得到不同偏振本征态耦合系数与系统零偏之间的关系曲线。从理论上建立耦合器耦合系数偏振相关引起的噪声模型。利用该理论模型,对已报道的R-FOG开环实验系统中偏振波动引起的系统零偏进行了估算。

透过式光纤陀螺偏振特性的分析

偏振波动是谐振式光纤陀螺(R-FOG)的主要噪声之一,它对信号检测精度具有重要影响。通过矩阵法得到了透过式R-FOG中由偏振波动引起的系统零漂与偏振噪声相关参数、环形谐振腔结构参数间的关系表达式。在一定的透过式R-FOG系统结构参数下,对上述解析表达式进行了数值拟合,通过估算可满足高精度透过式R-FOG系统对偏振相关参数的要求,为偏振波动噪声的理论分析和R-FOG系统的实际搭建提供了理论基础。

布里渊光纤陀螺环形腔中偏振串扰及消除方法

建立了布里渊光纤陀螺环形腔中泵浦光及布里渊激光的偏振传输模型,推导出了2本征态的本征值,分析了环境因素波动引起的偏振误差.研究结果表明:采用保偏光纤构建光纤环形腔并旋转熔接点偏振主轴90°能使泵浦光及布里渊激光2本征偏振态在激光器中保持稳定的谐振间距,从而消除偏振串扰给陀螺带来的误差;采用单偏振单模光纤构建布里渊光纤陀螺环形腔能消除偏振串扰.针对2种消除偏振串扰的方法进行了实验,实验结果与理论分析相符.

受激布里渊散射光纤陀螺中光偏振特性的研究

从Jones矩阵理论出发 ,利用统计平均的方法 ,导出在受激布里渊散射光纤陀螺 (SBS FOG)敏感环中保偏光纤熔接点处偏振主轴进行θ角旋转后 ,传输光的偏振度P与光纤敏感环各参数之间的函数关系。在此基础上 ,进一步分析了光纤敏感环中传输光偏振本征态的特性 ,得出当L1=L2 ,θ =90°时在敏感环中的传输光不仅具有最大偏振度 ,而且还使其中的两个本征偏振态 (ESOP)

扭转椭圆双折射光纤的Mueller矩阵

导出由光纤双折射参数、扭转速率表达的扭转椭圆双折射光纤的 Mueller矩阵 .Mueller矩阵具有实二重简并的本征值 1,求得对应的本征矢即扭转椭圆双折射光纤本征偏振态的 Stokes矢量 .偏振方向沿光纤特征方向的线偏振光输入 ,将得到偏振方向不同的线偏振光输出 .还讨论了扭转椭圆双折射光纤和椭圆偏振器等效等问题 .

扭转椭圆双折射光纤环形腔输出特性

对扭转椭圆双折射光纤环形腔的带阻输出特性进行了分析和计算。结果表明 ,任意椭圆偏振态输入 ,光纤的双折射和扭转使光纤环形腔带阻输出特性中的谐振峰分裂为两组 ,对应于光纤的两个本征偏振态。谐振频率发生偏移 ,偏移量取决于光纤的双折射参数和扭转速率 ,两组谐振峰的相对幅度取决于光纤的双折射参数、扭转速率和输入偏振态。若输入偏振态为双折射光纤本征偏振态之一 ,就仅出现一组谐振峰。

双折射光纤环形腔

应用琼斯矩阵详尽地分析了光纤各种不同性质的双折射对光纤环形腔特性的影响 ,光纤的双折射和扭转使普通单模光纤环形腔的带阻输出特性中的谐振峰分裂为两组 ,谐振频率发生偏移 ,偏移量正比于双折射参数 g,两组谐振峰的相对幅度取决于光纤的双折射参数和输入偏振态 .调整输入偏振态为双折射光纤本征偏振态之一时 ,就仅出现一组谐振峰 .

扭转椭圆双折射光纤的非扭转等效

由光纤长度、双折射参数和扭转速率表达的扭转椭圆双折射光纤Jones矩阵和Mueller矩阵,求得其本征值和本征矢,并和椭圆延迟器的Jones矩阵、Mueller矩阵、本征值和本征矢比较,从而说明扭转椭圆双折射光纤可以和等长度的无扭转椭圆双折射光纤等效.两种矩阵表达式下求出的等效椭圆双折射参数相同,据此对等效性进行了深入讨论.

保持法拉第效应的光纤环行腔结构

对两种扭转光纤环行腔结构进行了理论分析，表明这两种结构能有效地保持法拉第效应，可用于电流传感和光纤陀螺。另外这两种结构对环境温度影响有较强的抑止作用，有较大的实用价值。