[发明专利]一种干涉式光纤陀螺光路误差计算方法

说明书

本发明涉及干涉式光纤陀螺评价方法，为解决现有光纤陀螺用光器件的光路模型建立方法，基于各光器件的琼斯矩阵相乘，建模过程繁琐且复杂，对实际生产的指导意义有限的技术问题，提供一种干涉式光纤陀螺光路误差计算方法，包括根据光源的光谱计算光源的相干函数γ(ΔL)；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，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；计算总干涉光强值和主干涉光强值，推算光纤陀螺光路误差。

技术领域

本发明涉及干涉式光纤陀螺评价方法，具体涉及一种干涉式光纤陀螺光路误差计算方法。

背景技术

数字闭环光纤陀螺是目前干涉式光纤陀螺的主流方案，主要组成包括光源、耦合器、Y波导、光纤环、探测器、数字处理电路。光纤陀螺用光器件的研制已日趋成熟，各项指标有了较大的提高，但是在陀螺工程化生产应用中，仍存在很多问题不明确，比如光器件保偏尾纤长度匹配，光源谱型对陀螺精度的影响，以及光器件参数对陀螺精度影响的比重等，影响了光纤陀螺工程化的进一步提高。

虽然，保偏光路的使用能保持输入光波的线偏振状态，但光路中仍存在许多偏振交叉耦合点，主波的部分能量耦合至正交偏振态，产生交叉耦合光波，各种交叉耦合光波之间的干涉会和主波干涉进行叠加，造成光路的相位误差。另外，光路中的各耦合点间距也可能会导致光纤中传输的两种偏振模式延迟被补偿，从而发生重建干涉。因此，需要一种光路模型计算方法，能综合考虑各光器件的光学参数，并通过构建的光路模型模拟消除光路中各种干涉的叠加。

目前，光路模型的建立均基于各光器件的琼斯矩阵相乘，建模过程繁琐且复杂，对实际生产的指导意义有限。

发明内容

本发明为解决现有光纤陀螺用光器件的光路模型建立方法，基于各光器件的琼斯矩阵相乘，建模过程繁琐且复杂的技术问题，提供一种干涉式光纤陀螺光路误差计算方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种干涉式光纤陀螺光路误差计算方法，其特殊之处在于，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，根据总干涉光强值与主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。

进一步地，所述步骤S1具体为：

S1.1，通过光谱仪测量光源的光谱；