1.3 μm Superluminescence Diode with Butterfly Package for Fiber Gyroscope

Superluminescence diode(SLD) modules with wide spectrum characteristics are required in fiber gyroscopes. A 1.3 μm butterfly packaged superluminescence diode with the spectrum width over 30 nm is reported and recent advances in process of SLD is described in the paper. The SLD modules have been applied to fiber gyroscopes.

SLD光谱调制对光纤陀螺性能的影响

对光纤陀螺中SLD光谱调制度的变化进行了实验研究.从理论上阐述了光路系统中光谱的调制度增大的原因,其仿真与实验结果非常一致·在此基础上,进一步分析了光谱调制度对相干函数的影响,评估了二阶相干峰引起的光纤陀螺误差水平·

光纤陀螺用SLD光源全数字控制系统

超辐射发光二极管(SLD)是干涉式光纤陀螺的理想光源,介绍了全数字SLD光源控制系统的硬件构成、控制软件流程及PID算法。测试结果表明,在-20～50℃温度范围内,光功率波动小于0.3%,平均波长的温度漂移为3×10-6/K,此数控方法在光纤陀螺高精度、工程化研究中有良好的应用前景,对其他半导体激光光源的高精度控制具有通用性。

SLD光源谱型对光纤陀螺精度的影响

光纤陀螺仪的精度受到Sagnac相位差测量精度的限制,因此,减小相位差测量误差至关重要。通过相干函数,研究了SLD光源光谱形状及其纹波对光纤陀螺仪精度的影响,并结合实际情况进行了验证,最后给出了光纤陀螺对光源光谱的要求以及光源确定情况下陀螺的设计方向。

驱动电路一致性对光纤陀螺用SLD光源特性的影响

针对目前同批次驱动电路对同一光源控制效果存在差异的问题,开展器件一致性对光纤陀螺用SLD光源特性影响的研究,找到影响驱动电路一致性的关键部位,并提出解决方案,从而规范驱动电路制作过程。理论分析结果表明:造成温控电路差异的因素由大到小依次是惠斯通桥两臂电阻偏差、热敏电阻与同臂电阻偏差、正/负电源精度、运算放大器输入失调电压,以及积分电路的运放精度;造成恒流源电路差异的因素主要是指示器误差、驱动电流漂移误差和恒流源器件选配误差;通过采取元器件配对、调试、更换高精度器件等措施,可消除或大幅降低上述电路差异。试验结果证明,按照理论规范生产的驱动电路板一致性显著提高,可达到同类进口驱动电路的水平。

SLD光源对光纤陀螺性能的影响

介绍了超辐射发光二极管(SLD)光源的特点和基本性能参数,从理论和应用的角度较为系统地分析了SLD光源的输出功率、中心波长、半峰值全带宽(FWHM)、偏振度(DOP)、工作电流等参数对光纤陀螺(FOG)性能的影响,并介绍了相应的解决方法。分析及实验结果表明:对于中低精度的FOG,输出光功率的控制是主要的;而对于高精度的FOG,除了要进行光功率控制外,还要对输出光的波长进行控制,控制精度优于10×10-6。

基于加速寿命试验的SLD可靠性预计模型研究

超辐射发光二极管(SLD)已广泛应用于航空、航天等多个领域,但其预计模型的缺失使得SLD的可靠性分析工作缺乏有效指导。本文基于SLD主要失效模式、失效机理以及典型诱发应力,构建SLD可靠性预计模型,开展加速寿命试验,利用性能退化可靠性评估技术、图估计、最优线性无偏估计等方法对试验数据进行分析处理,确定管芯预计模型参数,应用国内外已有耦合、热阻及制冷器可靠性预计技术,确定管芯耦合及组件预计模型系数的表征,从而完成SLD可靠性预计模型的建立,为SLD工程应用过程中的可靠性分析工作提供技术参考。

低功耗小型化光纤陀螺SLD驱动电路的设计

为实现光纤陀螺工程化,结合光源驱动电路的特点,设计了由大功率管FDW2520C构成的低功耗、小型化超辐射发光二极管(SLD)驱动电路.经实验验证:此电路在保证对光纤陀螺SLD光源高精度控制的条件下,电路效率明显得到提高, 最高效率达94 %, 功放管的最大耗散功率减小了36.3 %,经测试恒流精度为 0.01 %,光功率在-20～60 ℃范围内变化优于0.3 %,从而实现了光源驱动电路的低功耗和小型化目标,成为一种实用、可靠的光源驱动电路方案.

SLD光源老化筛选监测系统的设计与实现

本文从光纤陀螺用SLD光源老化筛选的实际需要出发,提出了一种SLD光源老化筛选监测系统的设计方案。结合SLD光源自身特点,设计了光功率、驱动/温控电流及内部温度4种与光源状态相关的参数采集模块,利用LabVIEW平台编制了系统监控软件,对系统各部分所实现功能及关键模块的设计进行了详细介绍,设计实现了SLD光源老化筛选监测系统试验样机,并通过样机进行设计验证,给出了验证结论及系统性能指标。实验结果表明系统工作可靠,可满足多只SLD光源老化筛选监测需要。

光纤陀螺用SLD光源的光功率稳定性研究

SLD光源的稳定性对光纤陀螺的性能有及其重要的影响。为提高光纤陀螺的精度 ,设计了 SLD光源的数字化控制系统 ,采用“恒流 +温控”的方案 ,并引入了数字 PID控制算法 ,大大提高了光源出纤光功率的稳定性。

光纤陀螺SLD光源的特性研究

介绍光纤陀螺中超辐射发光二极管(SLD)的工作原理,分析了SLD输出功率、光谱随工作电流和温度变化的规律,并研究了SLD光源驱动的设计,可作为光纤陀螺性能调试的参考。

光纤陀螺用SLD光源驱动电路

半导体激光光源超辐射二极管 ( SLD)的稳定性对光纤陀螺 ( FOG)的性能有重要影响 ,介绍了 SL D稳定性要求及驱动电路控制的原理 ,并分析了实现控制的几种方案。

光纤陀螺用SLD光源的控制方法研究

光源控制技术是光纤陀螺技术研究领域的关键技术之一。为进一步提高光源的控制精度,从SLD光源驱动原理出发,提出光源模拟控制与数字控制方案,分析了电路原理,结合实际研究情况,从恒流精度、温控精度及光功率等关键技术指标出发,对两种方案进行比较并给出结论。

光纤陀螺用SLD的光功率自动控制的实验研究

光纤陀螺(FOG)所用光源的特性对光纤陀螺的性能有很大的影响,着重介绍半导体光源超辐射二极管(SLD)的特性,以及SLD的稳定性对光纤陀螺的影响。针对环境温度和驱动电流对SLD光功率稳定性的影响,设计光功率控制方案及相应的驱动控制电路。

超辐射发光二极管(SLD)

概述了实现超辐射发光二极管的主要手段以及制备的器件性能和特点,并讨论了其发展趋势。

光纤陀螺核心器件SLD光源研究

超辐射发光二极管(SLD)是干涉式光纤陀螺的理想光源。由关键器件转换法可知,SLD光源同时是光纤陀螺的关键核心器件。通过对光纤陀螺(FOG)的工作原理的介绍以及SLD光源的结构特性与工作原理的详细阐述,分析出其在光纤陀螺仪上的重要作用。继而着重说明SLD光源主要特征参数对光纤陀螺性能的影响,指出SLD光源在光纤陀螺应用上的未来研究重点,为未来SLD光源的研制及相关可靠性评估试验等工作研究提供理论基础。

基于SLD光源的谐振式光纤陀螺角度随机游走提升方法

针对基于超辐射发光二极管(SLD)光源的谐振式光纤陀螺角度随机游走提升需求,分析了移频复位特性非理想对陀螺输出的误差影响机理,建立了信号传输系统仿真模型,确定了移频锯齿波复位产生的尖峰脉冲噪声对陀螺输出的定量影响。在陀螺调制解调控制方案中,提出了一种部分采样结合均值滤波的技术方法,减小了锯齿波移频复位误差对解调系统的影响,提高了陀螺角度随机游走性能。经实验证明,使用部分采样结合均值滤波的方法测试光纤环直径50 mm、光纤长度30 m的基于SLD光源的谐振式光纤陀螺,陀螺角度随机游走提升了30%,达到0.045°/√h。

适用于多通道SLD光源检测系统的光源驱动电路设计

针对多通道超辐射发光二极管(SLD)检测系统光源驱动的特点,以现有SLD驱动电路为基础,通过采用高精度集成运放、集成功放和一级积分器,提高恒流源、温控精度和电路抗干扰能力的同时减小了系统体积。测试表明:恒流源的稳定度达到0.02%,温度控制的精度优于0.002℃。该设计有利于多通道SLD光源检测设备的产生,对提高SLD光源驱动电路的精度和研制小型化的SLD光源驱动仪具有借鉴意义。

光纤电流互感器超辐射发光二极管光源衰减故障分析

超辐射发光二极管(SLD)光源在光纤电流互感器(FOCT)运行过程中大多有光功率衰减现象,这对FOCT的使用寿命有较大影响。为分析SLD光源性能衰减故障,对5组试品开展性能试验,通过试验分析SLD光源耦合结构,测试SLD光源中管芯与尾纤的耦合性能,并分析SLD光源性能衰减的原因。结果表明,管芯与光纤耦合失效和叠加引脚焊接失效是引起光源衰减的主要原因。

循环干涉型光纤陀螺及其光源

介绍了一种新型光纤陀螺及其关键器件,包括:(1)循环干涉型光纤陀螺的系统方案;(2)大功率超辐射发光二极管;(3)多功能光学收发模块。它们是国内光纤陀螺研制中急待解决的关键技术。采用模块化结构和微光电机系统(MOEMS)是国外光纤陀螺的发展方向。