[发明专利]基于宽带可调谐光电振荡器的角速度测量装置和方法

权利要求书

1.一种基于宽带可调谐光电振荡器的角速度测量装置，其特征在于，该装置包括：光源、第一光耦合器、可调节光延迟线、第一光环形器、第二光环形器、Sagnac环、第二光耦合器、光调制器、色散元件、光电探测器、微波放大器和功分器；其中

所述光源采用宽谱光源，其输出端连接所述第一光耦合器；

所述第一光耦合器和所述第二光耦合器之间形成MZI，所述第一光耦合器用于将所述光源产生的光信号均匀分成两路，使其沿所述MZI的两个臂传输，所述第二光耦合器用于将沿所述MZI的两个臂传输的两路光信号合成一路光信号，使其发生干涉；

所述可调节光延迟线的输入端连接所述第一光耦合器，输出端连接所述第一光环形器的a端口，用于使所述MZI的两个臂上的光信号产生一个初始相位差Δφ₀；

所述第二光环形器的a端口连接所述第一光耦合器的另一个输出端；

所述Sagnac环连接所述第一光环形器和所述第二光环形器的b端口；

所述第一光环形器和所述第二光环形器的c端口连接所述第二光耦合器的输入端；

所述光调制器的输入端连接所述第二光耦合器的输出端，用于将光电振荡器所产生的微波信号调制到所述MZI输出的光信号上，产生调制信号；

所述色散元件的输入端连接所述光调制器，输出端连接所述光电探测器；

由所述色散元件输出的光信号经过所述光电探测器转变为电信号，所述电信号经过所述微波放大器放大后，由所述功分器分成两部分，其中一部分加载到所述光调制器的射频端，形成光电振荡器的环路，另一部分作为微波信号的输出，测量所述Sagnac环旋转的角速度；

所述光源、MZI、光调制器、色散元件、光电探测器构成一个微波光子滤波器；

所述Sagnac环置于所述MZI两臂之间，用于使Sagnac效应引起的相位变化转化为MZI输出干涉信号的FSR变化；

当所述色散元件的群速度色散固定时，将角速度映射到所述微波光子滤波器的中心频率上，进而映射到所述光电振荡器所产生微波信号的频率变化上。

2.根据权利要求1所述的基于宽带可调谐光电振荡器的角速度测量装置，其特征在于，所述第一光耦合器、可调节光延迟线、第一光环形器、第二光环形器、Sagnac环和第二光耦合器形成MZI；其中

进入所述第一光环形器a端口的光信号，依次通过所述Sagnac环、所述第二光环行器b端口后，从所述第二光环行器c端口汇入所述第二光耦合器的输入端；

进入所述第二光环形器a端口的光信号，依次通过所述Sagnac环、所述第一光环行器b端口后，从所述第一光环行器c端口汇入所述第二光耦合器的输入端。

3.根据权利要求1所述的基于宽带可调谐光电振荡器的角速度测量装置，其特征在于，所述Sagnac环作为角速度测量单元，以角速度Ω进行旋转；

所述Sagnac环采用光纤构成，所述光纤包括：单模光纤、保偏光纤。

4.根据权利要求1所述的基于宽带可调谐光电振荡器的角速度测量装置，其特征在于，所述色散元件，用于引入一个与频率相关的延迟；

所述色散元件包括：单模光纤、线性啁啾光纤光栅和光环形器的组合或色散补偿光纤。

5.根据权利要求1所述的基于宽带可调谐光电振荡器的角速度测量装置，其特征在于，所述光调制器包括：铌酸锂调制器、电吸收调制器。