一種環(huán)形諧振腔及其諧振式光纖陀螺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)傳感及信號(hào)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)形諧振腔及其諧振式光纖陀螺。
【背景技術(shù)】
[0002]諧振式光纖陀螺是一種基于光學(xué)薩格奈克效應(yīng)產(chǎn)生的諧振頻率差來(lái)檢測(cè)物體轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的新型慣性傳感器，是慣性導(dǎo)航與姿態(tài)控制系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的器件之一。諧振式光纖陀螺在無(wú)任何外部參考系的情況下，也能測(cè)量到物體相對(duì)于慣性空間轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，可廣泛運(yùn)用于航空航天、武器裝備、民用工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，在國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用。諧振式光纖陀螺中的環(huán)形諧振腔是整個(gè)系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的角速度敏感器件，環(huán)形諧振腔通過(guò)檢測(cè)腔內(nèi)順、逆時(shí)針兩路光波之間的諧振頻率差的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度測(cè)量。
[0003]目前諧振式光纖陀螺所采用的環(huán)形諧振腔主要有兩種類(lèi)型:反射式環(huán)形諧振腔和透射式環(huán)形諧振腔。如圖1所示為采用反射式環(huán)形諧振腔的諧振式光纖陀螺結(jié)構(gòu)，其中包括:激光器L，耦合器Cl、C2、C3、C4，相位調(diào)制器PM1、PM2，光電探測(cè)器Η)1、TO2，對(duì)于反射式環(huán)形諧振腔來(lái)說(shuō)，由于大部分光波都是從腔內(nèi)另外一側(cè)輸出，因此腔內(nèi)順逆時(shí)針的光波互相干擾比較大，而且整個(gè)諧振式光纖陀螺系統(tǒng)中至少需要4個(gè)耦合器，成本比較高。如圖2 (a)所示為采用透射式環(huán)形諧振腔的諧振式光纖陀螺結(jié)構(gòu)，其中包括:激光器L，耦合器Cl、C2、C3，相位調(diào)制器PMl、PM2，光電探測(cè)器HH、PD2，對(duì)于透射式環(huán)形諧振腔來(lái)說(shuō)，由于環(huán)形諧振腔中的光電探測(cè)器輸出的諧振曲線(xiàn)是暗背景的亮峰，如圖2(b)所示，信噪比小，不利于提尚陀螺的檢測(cè)精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種環(huán)形諧振腔，旨在解決現(xiàn)有的環(huán)形諧振腔信噪比比較小或者需要的耦合器多、成本大的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種環(huán)形諧振腔，包括兩束光纖，該環(huán)形諧振腔還包括第一分光器件和第二分光器件，所述第一分光器件的兩端分別通過(guò)所述兩束光纖與所述第二分光器件的兩端一一對(duì)應(yīng)連接，圍合成一個(gè)封閉回路。
[0006]進(jìn)一步地，所述第一、第二分光器件為耦合器、分束器或環(huán)形器。
[0007]本發(fā)明還提供一種諧振式光纖陀螺，包括如上所述任一的環(huán)形諧振腔、激光器、第三分光器件、與所述第一分光器件連接的第一光電探測(cè)器和與所述第二分光器件連接的第二光電探測(cè)器；
[0008]所述激光器用于產(chǎn)生光波；
[0009]所述第三分光器件用于接收所述激光器產(chǎn)生的光波，并將光波分成兩束光；
[0010]所述第一、第二分光器件分別接收所述第三分光器件發(fā)出的兩束光，并分別將各自接收到所述第三分光器件發(fā)出的光束以及每次接收到的在所述封閉回路中循環(huán)傳輸?shù)墓馐俅畏殖蓛墒猓?br>[0011]對(duì)于所述第一分光器件再次分束得到的兩束光，其中一束光經(jīng)所述第一光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后輸出，另一束光在所述封閉回路中循環(huán)傳輸；
[0012]對(duì)于所述第二分光器件再次分束得到的兩束光，其中一束光經(jīng)所述第二光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后輸出，另一束光在所述封閉回路中循環(huán)傳輸。
[0013]進(jìn)一步地，所述諧振式光纖陀螺還包括第一相位調(diào)制器和第二相位調(diào)制器；所述第一相位調(diào)制器置于所述第三分光器件與所述第一分光器件之間，用于將所述第三分光器件分出的其中一束光進(jìn)行相位調(diào)制后輸出給所述第一分光器件；所述第二相位調(diào)制器置于所述第三分光器件與所述第二分光器件之間，用于將所述第三分光器件分出的其中另一束光進(jìn)行相位調(diào)制后輸出給所述第二分光器件。
[0014]進(jìn)一步地，所述第三分光器件為耦合器、分束器或環(huán)形器。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于:所述的環(huán)形諧振腔采用兩個(gè)分光器件與光纖圍合成封閉的回路，能使從環(huán)形諧振腔中輸出的光信號(hào)經(jīng)過(guò)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)化成電信號(hào)時(shí)，輸出的諧振曲線(xiàn)為亮背景的暗峰，信噪比大，有利于提高陀螺的檢測(cè)精度。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的采用反射式環(huán)形諧振腔的諧振式光纖陀螺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2 (a)是現(xiàn)有技術(shù)提供的采用透射式環(huán)形諧振腔的諧振式光纖陀螺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2(b)是圖2(a)輸出的電信號(hào)示意圖；
[0019]圖3(a)是本發(fā)明諧振式光纖陀螺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3(b)是圖3(a)輸出的電信號(hào)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]如圖3(a)所示，其中虛線(xiàn)框內(nèi)所示為環(huán)形諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖。一種環(huán)形諧振腔，包括第一分光器件Cl、第二分光器件C2和兩束光纖0F，第一分光器件Cl的兩端分別通過(guò)兩束光纖OF與第二分光器件C2的兩端一一對(duì)應(yīng)連接，圍合成一個(gè)封閉的回路。
[0023]具體地，第一、第二分光器件C1、C2可以為耦合器、分束器或環(huán)形器。當(dāng)然，只要能夠?qū)崿F(xiàn)將光進(jìn)行分束的器件均可。優(yōu)選的，第一、第二分光器件C1、C2為兩個(gè)相同親合系數(shù)的親合器。
[0024]本發(fā)明提供的諧振式光纖陀螺包括上文所述的環(huán)形諧振腔、激光器L、第三分光器件C3、第一光電探測(cè)器PDl和第二光電探測(cè)器TO2。激光器L是諧振式光纖陀螺中的光源，為整個(gè)系統(tǒng)提供光波。第一光電探測(cè)器PDl與第一分光器件Cl相連接，用于將從第一分光器件Cl發(fā)出的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并進(jìn)行輸出。第二光電探測(cè)器PD2與第二分光器件C2相連接，用于將從第二分光器件C2發(fā)出的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并進(jìn)行輸出。第三分光器件C3用于接收激光器L發(fā)出的光波，并將光波分成兩束光。第一、第二分光器件Cl、C2分別接收第三分光器件C3發(fā)出的兩束光，并分別將各自接收到第三分光器件C3發(fā)出的光束以及每次接收到的在封閉回路中循環(huán)傳輸?shù)墓馐俅畏殖蓛墒?。?duì)于第一分光器件Cl再次分束得到的兩束光，其中一束光經(jīng)第一光電探測(cè)器PDl轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后輸出，另一束光在封閉回路中循環(huán)傳輸。對(duì)于第二分光器件C2再次分束得到的兩束光，其中一束光經(jīng)第二光電探測(cè)