[发明专利]一种干涉式光纤陀螺光路误差计算方法

权利要求书

1.一种干涉式光纤陀螺光路误差计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，根据光源的光谱计算光源的归一化相干函数γ(ΔL)；

S2，使光信号分别沿顺时针方向和逆时针方向依次经过陀螺光路中的n个偏振交叉耦合点，光信号通过每个偏振交叉耦合点时均将光信号分解为相互正交的快轴传输光信号和慢轴传输光信号，得到顺时针方向下与n个偏振交叉耦合点对应的2ⁿ个耦合波表达式，以及逆时针方向下与n个偏振交叉耦合点对应的2ⁿ个耦合波表达式；

S3，根据步骤S1的光源的归一化相干函数γ(ΔL)、步骤S2顺时针方向下与n个偏振交叉耦合点对应的2ⁿ个耦合波表达式，以及步骤S2逆时针方向下与n个偏振交叉耦合点对应的2ⁿ个耦合波表达式，得到总干涉光强值和主干涉光强值；

其中，所述总干涉光强值为：最后到达Y波导合光点快轴上的所有顺时针传输光信号和逆时针传输光信号之间互相干涉产生的干涉光强值，与最后到达Y波导合光点慢轴上的所有顺时针传输光信号和逆时针传输光信号之间互相干涉产生的干涉光强值的叠加之和；

所述主干涉光强值为：顺时针方向一直沿光路快轴传输且最后到达Y波导合光点快轴的一列光信号，与逆时针方向一直沿光路快轴传输且最后到达Y波导合光点快轴的一列光信号之间干涉产生的光强值；

S4，根据主干涉光强值和总干涉光强值推算光纤陀螺光路相位误差，再根据光纤陀螺光路相位误差值计算得到光纤陀螺光路误差。

2.根据权利要求1所述一种干涉式光纤陀螺光路误差计算方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

S1.1，通过光谱仪测量光源的光谱；

S1.2，将所述光谱中的波长转换为频率，得到光源的功率谱密度曲线；

S1.3，对所述功率谱密度曲线进行傅里叶变换，计算得到光源的归一化相干函数γ(ΔL)。

3.根据权利要求2所述一种干涉式光纤陀螺光路误差计算方法，其特征在于：

步骤S1中，所述光源为宽带光源；

步骤S2中，所述陀螺光路中的n个偏振交叉耦合点包括耦合器与Y波导输入尾纤之间的熔接点、Y波导尾纤耦合点、Y波导尾纤和光纤环尾纤的熔接点，以及光纤环等效耦合点；

所述光纤环等效耦合点是将光纤环内所有耦合点等效为一点，光纤环等效耦合点位于光纤环尾纤上，且距离Y波导尾纤和光纤环尾纤的熔接点小于保偏光纤的消偏长度。

4.根据权利要求3所述一种干涉式光纤陀螺光路误差计算方法，其特征在于：步骤S2中，所述顺时针方向下与n个偏振交叉耦合点对应的2ⁿ个耦合波表达式，以及逆时针方向下与n个偏振交叉耦合点对应的2ⁿ个耦合波表达式，均通过以下方式得到：

顺时针方向下第k列光信号与n个偏振交叉耦合点对应的2ⁿ个耦合波表达式为：

其中，E_k为第k列光信号的光波矢量，E_Ok为第k列光信号波振幅，ω₀为光源输出光波的角频率，N为该第k列光信号在l_j段快轴或慢轴上传输时对应的快轴折射率或慢轴折射率，λ为光源的平均波长，l_j为顺时针方向下对应保偏光纤第j段光纤的长度，为t时刻Y波导上施加的调制相位，i为虚数，1≤k≤2ⁿ；

逆时针方向下第m列光信号与n个偏振交叉耦合点对应的2ⁿ个耦合波表达式为：

其中，E′_m为第m列光信号的光波矢量，N′为该第m列光信号在l_j段快轴或慢轴上传输时对应的快轴折射率或慢轴折射率，l′_j为逆时针方向下对应保偏光纤第j段光纤的长度，E′_Om为第m列光信号波振幅，是在τ延时后施加的Y波导调制相位，τ为延时时间，为光纤陀螺转动引起的Sagnac相移，1≤m≤2ⁿ。