Shupe效应非互易相移按匝传输的精确分析与计算

为进一步提高干涉型光纤陀螺(IFOG)的Shupe效应非互易相移的计算精度,在柱坐标系中,根据热传递的原理和过程,以1匝光纤线圈为基本单位,在MATLAB平台上建立了随着轴向、径向和时间变化的IFOG的三维温度场分布模型。根据Shupe效应的原理,基于光波在光纤线圈中的实际传输过程,对热传递动态过程中的时间元素进行进一步分解,细化为每一匝传输的渡越时间,用插值法使温度场的热传递按匝进行,得到了不同时间点处每匝光纤线圈的温度分布。设计了按匝传输分析计算非互易相移的新方法。对四极对称绕法和交叉对称绕法进行了仿真数值计算,结果表明与原算法相比,新算法的Shupe效应非互易相移计算精度提高了3个量级,符合预期。

Reggia-Spencer移相器相移机理研究

用非简并耦合波方程研究了 Reggia- Spencer移相器的工作机理。其结果指出 :在非同步耦合条件下 ,移相器的相移随着耦合因子 Q的减小而增强 ;移相器中传播的本征模式是右旋、左旋椭圆极化波 。

单模光纤环轴向磁场问题的理论研究

去偏光纤陀螺的非理想单模光纤,在垂直于光纤环面的轴向磁场作用下,由于Faraday效应,在其中传播的正反两束光会产生一个与磁场有关的非互易相位差。本文基于单色光对在轴向磁场作用下的单模光纤环进行理论推导、分析,给出仿真结果和实验结果,并提出减小轴向磁场作用下的Faraday非互易相位差的方法。

消偏光纤陀螺径向磁场问题的理论研究

消偏光纤陀螺,由于单模光纤的不理想,外界磁场会对在光纤中转播的偏振光产生作用(Faraday效应),而产生一个与磁场有关的附加的非互易相位差。基于单色光,对径向磁场作用下的整个陀螺系统进行理论推导、分析,给出仿真结果和实验结果,并提出减小径向磁场作用下的Faraday非互易相位差的方法。

去偏光纤陀螺轴向磁场问题的理论研究

运用琼斯矩阵,对去偏光纤陀螺轴向磁场灵敏度进行研究.基于单色光分析了轴向磁场产生的法拉第非互易相位差的机理,理论推导了实际的非互易相位差,给出仿真结果、分析结果和实验结果,并提出减小轴向磁场作用下的Faraday非互易相位差的主要方法是使得两个消偏器的45°误差之和(θ3+θ4)→0.

干涉式光纤电流传感器

提出了使用干涉法精确测量较大电流的新方法。运用琼斯矩阵,分别对两种干涉系统敏感电流进行理论分析和推导,给出仿真结果,并提出使用双消偏干涉式光纤电流传感器系统可以测量极大的电流,使用单消偏系统精确测量较小电流的方案.与传统测量相比,此测量系统体积小、重量轻、可靠性高且易于野外操作,有很广阔的应用前景.

轴向磁场对去偏陀螺消偏器的影响

分析了磁场对陀螺影响的机理。运用琼斯矩阵,基于单色光,导出了与消偏器绕向平行的轴向磁场,仍能对去偏光纤陀螺中理想的消偏器产生影响,从而给陀螺带来Faraday非互易相位差的具体公式,并给出了此相位差随保偏光纤扭转率变化的仿真结果和加磁场后的实验结果。仿真结果表明:具有扭转的消偏器能产生Faraday非互易相位差;实验结果表明:作用在消偏器上的轴向磁场影响去偏陀螺零偏精度。提出了减小作用在消偏器上的轴向磁场影响陀螺精度的主要方法:使构成两个消偏器的每段保偏光纤的扭转率φ→0。

基于NPS的集成光学型光隔离器的研究

本文介绍了集成光学型光隔离器的两种构型 ,着重讨论了基于非互易相移 (NPS)的集成光学型光隔离器。对于构成集成光学型光隔离器的关键构件磁光波导的理论基础 ,数值计算及仿真进行了研究 。

对称法减小去偏陀螺轴向磁场灵敏度

基于单色光,利用琼斯矩阵,导出了去偏光纤陀螺对垂直于光纤环面的轴向磁场敏感的具体公式.分别对单个光纤环和两个对称的光纤环进行理论分析、给出仿真结果,并首次提出减小轴向磁场灵敏度的新方法:采用两个对称的光纤环减小轴向磁场灵敏度.与单个光纤环相比,不对称度为1%的两个对称光纤环,轴向磁场灵敏度可以下降到3‰以下.

两种消偏陀螺的轴向磁场灵敏度

运用琼斯矩阵,分别建立了轴向磁场作用下,单消偏陀螺系统和双消偏陀螺系统产生Faraday非互易相位差的理论模型.导出了两种系统的非互易相位差的表达式,并对其进行理论分析和仿真,最后给出两种系统轴向磁场作用下的实验结果.提出:采用双消偏系统并使得两个消偏器的45°误差之和趋于0,可以在很大程度上减小消偏陀螺的轴向磁场灵敏度.

交叉绕制单模光纤环减小轴向磁场灵敏度

垂直光纤环面变化的轴向磁场会降低去偏陀螺的精度,因此提出减小轴向磁场灵敏度的新方法:用交叉绕法单模光纤环作为敏感环。与普通绕法相比,理想交叉绕法光纤环中的正反任一束光经过的路径可分为相等的两段,每段路径上产生的Faraday相位延迟大小相等、符号相反,整个路径上相互抵消,从而两束光不存在与磁场有关的Faraday非互易相位差。仿真结果表明,交叉环有很低的轴向磁场灵敏度,与轴向磁场灵敏度为23.4°/(h·mT)的普通环相比,其他参数相同、不对称度为1%的交叉二极子光纤环,轴向磁场灵敏度仅为0.23°/(h·mT)。

基于“9”字腔锁模激光器的光学频率梳研究进展

高精度的光学时频技术在下一代卫星导航、高通量通信、微波-激光时频同源、空间引力波探测、科学研究等领域具有广泛的应用需求,而光学频率梳是其中必不可少的核心技术之一。本文主要介绍了基于“9”字腔锁模激光器的全保偏光学频率梳光学部分的研制进展。理论上建立了反射型和透射型两种情况下非互易相移器的数学模型,实验上搭建了基于非线性环形腔镜锁模激光振荡器,并通过两级放大、光谱展宽以及共线型f-2f探测,获得了信噪比约为35 dB的载波包络频率,为光纤光学频率梳的建立奠定了基础。

保偏光纤干涉型陀螺的磁场误差分析与抑制方法

基于保偏光纤的琼斯矩阵,建立了保偏光纤线圈的Faraday非互易相移模型,利用该模型进行计算发现:线圈保偏光纤的慢轴与快轴的Faraday非互易相移大小近似相等,但符号相反。并进一步提出了偏振环行干涉型保偏光纤陀螺(PCPM-IFOG),它能使顺时针(CW)和逆时针(CCW)光在保偏光纤线圈中沿慢和快轴分别传输一次,因此顺时针和逆时针光总的Faraday非互易相移等于0,实现了Faraday非互易相移的完全抑制。500m保偏光纤线圈的偏振环行干涉型保偏光纤陀螺的实验结果显示其输出与地球磁场无关,而对于相同传感线圈的干涉型保偏光纤陀螺,当磁场方角发生变化时,陀螺有约±0.3°/h的Faraday零偏漂移。

集成磁光隔离器的研究进展

介绍了集成光隔离器近年来的研究成果,并对其原理作了讨论,同时还讨论了光隔离器与半导体材料实现集成的途径。

可实现三维磁场传感的硅基磁光微环芯片设计

根据磁光非互易相移原理,通过分析硅基磁光波导中导波光模式对磁化强度的敏感性,提出一种Ce YIG/Si-Ce YIG/SiO2硅基磁光波导结构,仿真分析了其模场分布和有效折射率的磁化强度依赖关系。将两个硅基磁光波导垂直放置并分别组成两个微环谐振器,进而设计出三维磁场传感芯片,通过测量两个微环中TE和TM两种模式下微环谐振波长的移动,可获得磁化强度或磁场的大小和方向信息。研究表明,在1 550nm波长附近,通过优化波导截面尺寸,在Ce YIG饱和磁化范围内,该磁场传感芯片在其法向和切向的磁场灵敏性分别为和,谐振波长的可移动范围约为200pm。利用平面芯片结构实现了对三维磁场的测量,对三维磁场传感器件的小型化和集成化具有一定的指导意义。