温度对光纤Lyot消偏器输出偏振度的影响

为了更准确地研究温度对光纤Lyot型消偏器消偏性能的影响,根据参考文献中光纤消偏器的结构参量,使用保偏光纤熔接机等制作完成了光纤Lyot消偏器,在全温条件（-40℃-80℃）下,其偏振度P≤0.5%;同时搭建了恒温和变温条件下消偏器输出偏振度测试系统,并分析了偏振度改变产生的原因。结果表明,温度恒定在不同值时（-40℃和80℃）,消偏器的输出偏振度基本保持不变;当温度按一定梯度升高或者降低时,消偏器的输出偏振度会随之改变。这对于光纤传感应用的研究具有一定的参考价值。

偏振模色散对光纤Lyot消偏器性能影响的理论分析

借助准单色光部分相干理论 ,以线偏光为入射光 ,对光纤 Lyot消偏器出射光的偏振度进行了详细的推导。通过分析 ,认为在消偏过程中起重要作用的因素是光纤的偏振模色散 ,而不是光纤的双折射。从偏振模色散的角度出发 ,能够在时间域和频率域内很好地解释光纤 L yot消偏器的消偏机理。

Lyot消偏器的设计及其在光源中的应用

通过消偏器的原理分析、制作并将其应用到光源中,进行相关的测试。得出Loyt光纤消偏器改进了光源偏振态性能。

多段Lyot光纤消偏器研究

为了研究光纤消偏器的性能,使用琼斯传输矩阵化简方法,对2段、3段和4段Lyot光纤消偏器进行了理论分析和实验验证,归纳出多段Lyot光纤消偏器光纤段数N与偏振度的数学关系式,得出随着光纤消偏器段数增加其出射光偏振度有大幅降低的结论。结果表明,4段Lyot消偏器出射光偏振度为普通两段Lyot消偏器出射光偏振度的1/4,方差从0.0951下降为0.0245。该结果证明了理论的正确性,为实际制作多段Lyot消偏器提供了理论指导。

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。

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。

光纤陀螺掺铒光纤光源消偏技术

针对泵浦偏振态对高精度光纤陀螺掺铒光纤光源平均波长稳定性产生影响的问题,设计了掺铒光纤光源泵浦消偏的结构,该结构采用Lyot光纤消偏器来对泵浦光进行消偏,理论分析了该结构中Lyot消偏器结构参数的选取。实验验证了掺铒光纤光源的波分复用器具有偏振特性,会影响掺铒光纤光源平均波长稳定性,采用设计的泵浦消偏结构可有效消除波分复用器具有的偏振特性。在光源结构已被优化,只考虑泵浦偏振态对光源平均波长稳定性影响的情况下,对温箱中的光源进行对比实验,结果表明,对偏振态未加任何控制的掺铒光纤光源平均波长稳定性为77ppm,采用泵浦消偏结构的光源平均波长稳定性为4ppm,即本文设计的泵浦完全消偏结构使得掺铒光纤光源平均波长稳定性得到了显著提高。

轴向磁敏法评价消偏陀螺的性能

Lyot消偏器的性能直接决定着消偏光纤陀螺的零偏精度,评价消偏器的好坏在光纤陀螺工程化中至关重要.当前保偏焊接机精度下,精确获得Lyot消偏器的45°角需要进行多次焊接,且传统的评价方法是长期测试陀螺零偏稳定性,效率很底.本文提出通过增大垂直于光纤环面的轴向磁场,放大双消偏陀螺中的附加非互易相位差,从而短时间检测出陀螺的零偏.和传统的评价方法相比,本方法在检测Lyot消偏器45°误差方面效率提高了36倍,能评价的45°误差小于0.01°.

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.

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.

超辐射发光二极管偏振度对光纤陀螺性能的影响

如何降低光纤陀螺偏振噪声,提高其零偏稳定性在陀螺性能评估和系统结构调整中有着重要的意义。以分析超辐射发光二极管(SLD)偏振度对光纤陀螺性能影响为研究目的,从矩阵光学的琼斯矩阵理论出发,分析Lyot型消偏器的结构参数对光源SLD消偏的影响,完成了对Lyot消偏器结构参数的建模工作,同时提出其最佳结构参数的存在,并进行了计算机仿真和试验验证。首次在Lyot型消偏器的结构参数与光纤陀螺性能之间建立联系,用实验方法验证了之前所给出的结论。研究结果表明:利用光纤消偏器减小光源出射光的偏振度有助于降低光纤陀螺偏振噪声,提高其零偏稳定性。

基于多芯光纤复用技术的光纤陀螺方案

针对目前高精度光纤陀螺小型化的需求,于国内首次提出基于多芯光纤的纤陀螺光纤环复用光纤陀螺方案。通过特殊的耦合方式,使光在多芯光纤中的往返传输,可增加光纤环的有效长度,从而在不增加光纤环尺寸的情况下提高光纤陀螺的测量精度。首先设计了光路方案,对光耦合方式及偏振噪声抑制进行了分析。然后,以六芯光纤为例,提出了一种用于0.001°/h级别光纤陀螺的实用光路方案,经理论推导可知,相同尺寸下,基于多芯光纤复用的陀螺较普通光纤陀螺,理论精度可提升6倍,所以光纤陀螺中使用多芯光纤环可以实现高精度光纤陀螺的小型化。