一種基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應(yīng)的光纖陀螺儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應(yīng)的光纖陀螺儀。光源與耦合器的第一端口連接，光纖耦合器的第二端口與光探測器連接，耦合器的第三端口與第一微環(huán)諧振器的第一端口連接，第一微環(huán)諧振器的第二端口與第二微環(huán)諧振器的第一端口連接。第二微環(huán)諧振器的第二端口與第三微環(huán)諧振器的第一端口連接，第三微環(huán)諧振器的第二端口與第四微環(huán)諧振器的第一端口連接，第四微環(huán)諧振器的第二端口與第五微環(huán)諧振器的第一端口連接，第五微環(huán)諧振器的第二端口與光纖耦合器的第三端口連接。本實用新型光纖陀螺儀利用光通過級聯(lián)微環(huán)諧振器，產(chǎn)生慢光效應(yīng)，具有靈敏度高，可檢測慢旋轉(zhuǎn)速度等優(yōu)點。
【專利說明】一種基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應(yīng)的光纖陀螺儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于光信息【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應(yīng)的光纖陀螺儀。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著低損耗光纖的研制成功，光纖技術(shù)在光通信、光纖傳感和光信息處理方面得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。光纖傳感技術(shù)作為一種新型傳感技術(shù)引起了科研工作者的廣泛關(guān)注。在未來光通信技術(shù)的發(fā)展過程中，離不開光傳感技術(shù)的發(fā)展。光纖陀螺儀是一種敏感角速度或角位移的裝置，可以通過測量相位差來得到轉(zhuǎn)速，光邏輯器的作用是能夠?qū)崿F(xiàn)光信號在光網(wǎng)絡(luò)中傳輸線路或集成光路等不同的光通路上進行快速倒換或邏輯操作。基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應(yīng)的光纖陀螺儀不僅在理論上實現(xiàn)了對角速度的測量，同時還具有在低轉(zhuǎn)速時的高精度的特點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對其它光纖陀螺儀的缺點，本實用新型提供了一種基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應(yīng)的光纖陀螺儀，具有靈敏度高，可檢測慢旋轉(zhuǎn)速度等優(yōu)點，特別適合于全光通信系統(tǒng)技術(shù)中的應(yīng)用。
[0004]本實用新型采取以下技術(shù)方案:
[0005]基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應(yīng)的光纖陀螺儀，包括光源，光纖稱合器，第一微環(huán)諧振器、第二微環(huán)諧振器、第三微環(huán)諧振器、第四微環(huán)諧振器、第五微環(huán)諧振器和光探測器。
[0006]光源與耦合器的第一端口連接，光纖耦合器的第二端口與光探測器連接，耦合器的第三端口與第一微環(huán)諧振器的第一端口連接，第一微環(huán)諧振器的第二端口與第二微環(huán)諧振器的第一端口連接。第二微環(huán)諧振器的第二端口與第三微環(huán)諧振器的第一端口連接，第三微環(huán)諧振器的第二端口與第四微環(huán)諧振器的第一端口連接，第四微環(huán)諧振器的第二端口與第五微環(huán)諧振器的第一端口連接，第五微環(huán)諧振器的第二端口與光纖稱合器的第三端口連接。
[0007]本實用新型的特點是在光纖耦合器的第一輸入端口，由光源產(chǎn)生的光信號輸入進去，利用耦合器耦合出兩路光信號，兩路信號分別沿相反方向進入微環(huán)諧振器，在微環(huán)諧振器中由于慢光效應(yīng)和薩格納克效應(yīng)，產(chǎn)生相位的偏置，從而實現(xiàn)光纖陀螺儀對角速度的測量功能。
[0008]本實用新型利用級聯(lián)微環(huán)諧振器的慢光效應(yīng)將兩路相反方向輸入光信號進行相位偏置，再一起進入光纖耦合器，在光纖耦合器的第二端口放置光探測器，由于兩束光具有相干性，實現(xiàn)對角速度的測量功能。
[0009]本實用新型光纖陀螺儀具有靈敏度高，可檢測慢旋轉(zhuǎn)速度等優(yōu)點，特別適合全光通信系統(tǒng)技術(shù)中的應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應(yīng)光纖陀螺儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為輸出光強隨旋轉(zhuǎn)角速度變化的特性曲線。
[0012]圖3為光纖陀螺儀靈敏度特性曲線。

【具體實施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0014]如圖1所示，本實施例基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應(yīng)的光纖陀螺儀，包括光源1-1，光纖耦合器2-1，第一微環(huán)諧振器3-1、第二微環(huán)諧振器3-2、第三微環(huán)諧振器3-3、第四微環(huán)諧振器3-4、第五微環(huán)諧振器3-5和光探測器4-1。光源1-1所產(chǎn)生的信號光波長范圍為1550nm,光纖稱合器2_1的交叉稱合系數(shù)為0.5。
[0015]光源與耦合器的第一端口 al連接，光纖耦合器的第二端口 a2與光探測器連接，率禹合器的第三端口 a4與第一微環(huán)諧振器的第一端Dbl連接,第一微環(huán)諧振器的第二端口 b2與第二微環(huán)諧振器的第一端口 b3連接。第二微環(huán)諧振器的第二端口 b4與第三微環(huán)諧振器的第一端口 b5連接，第三微環(huán)諧振器的第二端口 b6與第四微環(huán)諧振器的第一端口b7連接，第四微環(huán)諧振器的第二端口 b8與第五微環(huán)諧振器的第一端口 b9連接，第五微環(huán)諧振器的第二端口 blO與光纖耦合器的第三端口 a3連接。整個裝置以定點O做角速度為Ω的順時針旋轉(zhuǎn)，O是以五個級聯(lián)微環(huán)諧振器直徑和作為底的等邊三角形的頂點。
[0016]可通過光在微環(huán)諧振器的慢光效應(yīng)，對兩束相反光的相位進行偏置，利用耦合器進行耦合，從而實現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)角速度的測量。
[0017]圖2顯示了:探測光強隨角速度的變化，從圖中可以看出，該光纖陀螺儀克服了其他陀螺儀在低轉(zhuǎn)速時探測光強很弱的缺點，在低轉(zhuǎn)速具有較高的探測光強。
[0018]圖3顯示了:靈敏度隨旋轉(zhuǎn)速度的變化關(guān)系，隨著旋轉(zhuǎn)速度的增大靈敏度也不斷提聞。
[0019]本實用新型光纖陀螺儀的實現(xiàn)過程:
[0020]1、根據(jù)光纖耦合器的耦合作用，對信號進行相位耦合，可以通過改變耦合器系數(shù)，改變對相位的影響，本設(shè)計中優(yōu)選耦合系數(shù)0.5。
[0021]2、根據(jù)光信號在級聯(lián)微環(huán)諧振器的慢光效應(yīng)和薩格納克相移，對兩路信號進行相位調(diào)制，利用兩路信號的相干性實現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)角速度測量的功能。
[0022]以上對本實用新型的優(yōu)選實施例及原理進行了詳細說明，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，依據(jù)本實用新型提供的思想，在【具體實施方式】上會有改變之處，而這些改變也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應(yīng)的光纖陀螺儀，包括光源(1-1)、光纖耦合器(2-1)、第一微環(huán)諧振器(3-1)、第二微環(huán)諧振器(3-2)、第三微環(huán)諧振器(3-3)、第四微環(huán)諧振器(3-4)、第五微環(huán)諧振器(3-5)和光探測器(4-1)，其特征在于: 光源與耦合器的第一端口(al)連接，光纖耦合器的第二端口(a2)與光探測器連接，耦合器的第三端口(a4)與第一微環(huán)諧振器的第一端口(bl)連接,第一微環(huán)諧振器的第二端口(b2)與第二微環(huán)諧振器的第一端口(b3)連接；第二微環(huán)諧振器的第二端口(b4)與第三微環(huán)諧振器的第一端口(b5)連接，第三微環(huán)諧振器的第二端口(b6)與第四微環(huán)諧振器的第一端口(b7)連接，第四微環(huán)諧振器的第二端口(b8)與第五微環(huán)諧振器的第一端口(b9)連接，第五微環(huán)諧振器的第二端口(blO)與光纖耦合器的第三端口(a3)連接。
【文檔編號】G01C19/72GK203981177SQ201420350533
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】李齊良, 李冬強, 朱夢云, 張真, 胡淼, 唐向宏, 曾然, 魏一振, 周雪芳, 盧旸, 錢正豐 申請人:杭州電子科技大學(xué)