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[发明专利]一种具有互易光路特性的旋光反射镜-CN202210055767.9有效
发明人： 王夏霄;杨天宇;徐宏杰;宋凝芳;马福;张莫凡;梁爽 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-01-18 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： G02B6/27 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有互易光路特性的旋光反射镜，包括钢管、第一玻璃管、第二玻璃管、准直器和旋光组件；钢管开设有盲孔；第一玻璃管和第二玻璃管依次放置在盲孔内，且第一玻璃管和第二玻璃管粘接为一体；准直器包括保偏光纤尾纤和球面透镜，保偏光纤尾纤和球面透镜顺序固定在第一玻璃管内；旋光组件包括四分之一波片和高反镜，四分之一波片和高反镜依次固定在第二玻璃管内，且四分之一波片的快轴与保偏光纤尾纤的快轴呈45°夹角。本发明能够实现由保偏光纤尾纤出射的两束正交线偏振光能在第一玻璃管及第二玻璃管内经过完全互易的光路，且在出射时偏振方向旋转90°。
一种具有互易光路特性反射

[发明专利]基于Sagnac干涉仪的双参量测量型大动态声传感器-CN202210199734.1有效
发明人： 王夏霄;杨天宇;宋凝芳;马福;张莫凡;王澍;朱熔通 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-03-02 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G01H9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于Sagnac干涉仪的双参量测量型大动态声传感器，包括：Sagnac干涉仪光路和信号处理电路；Sagnac干涉仪光路包括光源、探测器、光环行路、铌酸锂集成光学器件、保偏光纤耦合器、保偏延迟光纤、传感探头、四分之一波片和反射镜；信号处理电路对铌酸锂集成光学器件进行调制，并在探测器的输出信号中解调得到干涉相位差信息和光纤环路本征频率信息，并对两种信息进行双参量协同计算，输出声音波形信号。本发明结合光纤环路本征频率解调及闭环解调技术进行双参量测量，使得Sagnac干涉仪型光纤声传感器能够在不依靠附加测量硬件的情况下，实现对声信号大动态的探测。
基于 sagnac 干涉仪参量测量动态传感器

[发明专利]一种Φ-OTDR型分布式光纤声波传感系统及信号解调方法-CN202210254949.9有效
发明人： 王夏霄;马福;宋凝芳;朱熔通;杨天宇;王澍;梁爽 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-03-15 - 公布日： 2023-01-10 - 主分类号： G01H9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种Φ‑OTDR型分布式光纤声波传感系统，该系统实现了带通抽样和频分复用技术的首次融合，首先通过在传统外差探测方案的基础上引入了马赫‑增德尔调制器，实现了脉冲光的频分复用，提升了系统的有效采样率，实现了可探测声波频率的倍频增长；然后采用基于带通抽样定理的降采样方法，降低了系统采样率、硬件成本和计算复杂度，提高了系统信号采集和处理的实时性。同时，基于本发明公开的传感系统，提出了一种采用多频信号时分复用的改进相位解调方法，验证了传感器的可行性。
一种 otdr 分布式光纤声波传感系统信号解调方法

[发明专利]一种光纤陀螺光源相对强度噪声自适应抑制实现方法-CN202211019491.5在审
发明人：郑月;孔令海;王夏霄;张祖琛;张春熹 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-08-24 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： G01C19/72 文献下载
摘要：本发明公开了一种光纤陀螺光源相对强度噪声自适应抑制实现方法，当光源相对强度噪声抑制效果降低时，利用模数转换器以采样频率设置相应的采样时序，并在对应采样时序内进行信号采集，以获得与时序对应的采样点数和采样积分值；根据所述采样点数和所述采样积分值，计算进行计算，以获得到达光电探测器信号的直流分量和峰值；计算进行计算，以获得信号光功率和参考光功率；将所述参考光功率和所述信号光功率进行比值，并根据所述比值进行调制深度的调整，以使所述比值的数值等于1；在不引入任何器件的基础上，实现对信号光功率与参考光功率的动态监测，以最简形式，实现对光源相对强度噪声的自适应抑制功能。
一种光纤陀螺光源相对强度噪声自适应抑制实现方法

[发明专利]一种光纤陀螺本征频率在线自动跟踪的方法-CN202110991566.5有效
发明人： 王夏霄;邓博文;宋凝芳 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-08-27 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： G01C19/72 文献下载
摘要：本发明公开了一种光纤陀螺的本征频率在线追踪方法，在传统四态调制的基础上，使数字系统内部的本征频率与实际本征频率保持一致，从而为光纤环长度和标度因数稳定性解耦提供关键数据，并减小寄生在输出角速率上的偏置。本发明基本消除了由于温度、湿度等物理环境改变引起的光纤环长度变化导致的标度因数不稳定；不改变四态调制方波的形状与占空比，不影响标准的四态调制的正常运行，基本不影响光纤陀螺第一闭环与光纤陀螺第二闭环的正常工作；能够更准确地追踪贴近实际的本征频率，从而减小寄生在调制信号上的偶次谐波分量。
一种光纤陀螺频率在线自动跟踪方法

[发明专利]一种基于交替振幅方波的干涉式光纤陀螺调制方法-CN202210732526.3在审
发明人： 王夏霄;邓博文;宋凝芳;杨天宇;王澍;梁爽 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-06-27 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： G01C19/72 文献下载
摘要：本发明涉及光纤陀螺技术领域，提供了一种基于交替振幅方波的干涉式光纤陀螺调制方法。该方法包括：选定调值深度a，计算出任意相邻两组方波振幅值；将叠加后的调制信号和反馈信号经过逻辑处理器处理后，作用于铌酸锂集成光学调制器上，对反向传播的两束光进行相位调制；经相位调制的两束光干涉后经相关处理，转为数字信号输入逻辑处理器；根据角速度解调结果计算反馈信号，根据增益链系数解调结果计算增益链系数的偏差值，并通过改写并行DA的参考电压的方式以使增益链系数保持稳定；循环执行上述步骤，不断获得稳定的增益链系数下的角速率。本发明消除了物理环境改变引起的增益链系数误差，克服了求复位解调增益链系数受制于角速率大小的缺陷。
一种基于交替振幅方波干涉光纤陀螺调制方法

[发明专利]一种适用于轻小型光纤陀螺的第二闭环控制方法-CN202111155865.1有效
发明人：郑月;孔令海;王夏霄;张祖琛;张春熹 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-09-30 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： G01C19/72 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于轻小型光纤陀螺的第二闭环控制方法，在原有传统第二闭环的基础上，利用调整复位溢出限制器的方法代替调整第一闭环中数模转换器参考电压的办法，完成第二闭环的功能。本发明能够在不增加任何电子元器件的基础上，简单有效地完成对复位引起的2π误差的跟踪与补偿，在进一步降低轻小型光纤陀螺的体积、重量、成本的方面有着一定的重要指导意义。
一种适用于小型光纤陀螺第二闭环控制方法

[发明专利]一种基于零差探测的分布式光纤声波传感装置及解调方法-CN202110946683.X在审
发明人： 王夏霄;马福;朱熔通;王艺臻;宋凝芳 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-08-18 - 公布日： 2021-12-14 - 主分类号： G01H9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于零差探测的分布式光纤声波传感装置及解调方法，包括窄线宽激光器、光纤隔离器、半导体光放大器、掺铒光纤放大器Ⅰ、光纤环形器、传感光纤、光纤耦合器Ⅰ、光纤耦合器Ⅱ、直波导相位调制器、第一法拉第旋转镜、第二法拉第旋转镜、掺铒光纤放大器Ⅱ、光电探测器Ⅰ、光电探测器Ⅱ、数据采集单元和数据处理单元。本发明中在原有基础上增加一个光纤耦合器Ⅰ、一个光电探测器Ⅰ和一个掺铒光纤放大器Ⅱ，结合提出的一种改进的信号解调方法，可解决现有技术中采用直波导相位调制器实现高频调制解调和准分布式传感，而不能实现全分布式传感的问题。
一种基于探测分布式光纤声波传感装置解调方法

[发明专利]一种高精度光纤陀螺用的相对强度噪声抑制装置-CN201911387709.0有效
发明人： 王夏霄;陈和宇;郑月;孔令海;张祖琛;于佳;张春熹 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2019-12-30 - 公布日： 2021-07-27 - 主分类号： G01C19/72 文献下载
摘要：本发明公开了一种高精度光纤陀螺用的相对强度噪声抑制装置，包括放大自发辐射光源、保偏环形器、99/1保偏耦合器、Y波导、光纤环、探测器A、保偏隔离器、探测器B、信号处理模块。通过本发明的技术方案能有效地抑制RIN对高精度光纤陀螺检测精度的影响，且结构简单，成本较低；通过一个比较器和闭环控制能实现信号光路和参考光路的光功率匹配，使光纤陀螺对相对强度噪声保持最优的抑制效果。
一种高精度光纤陀螺相对强度噪声抑制装置

[发明专利]一种基于直波导相位调制器的分布式光纤声波传感系统-CN201911107335.2有效
发明人： 王夏霄;马福;于佳;马皓钰;宋凝芳 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2019-11-13 - 公布日： 2021-06-15 - 主分类号： G01H9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于直波导相位调制器的分布式光纤声波传感系统，包括窄线宽激光器、光纤隔离器、半导体光放大器、掺铒光纤放大器、光纤环形器、传感光纤、光纤耦合器、直波导相位调制器、第一法拉第旋转镜、第二法拉第旋转镜、光电探测器、数据采集单元和数据处理单元。本发明中所使用的直波导相位调制器可达MHz以上的高调制频率，可以解决现有技术中采用传统压电陶瓷(PZT)相位调制器调制频率低的问题，可以实现分布式光纤声波传感系统对整个光纤链路上高频响应的实时监测和定位。
一种基于波导相位调制器分布式光纤声波传感系统

[发明专利]一种薄膜式光纤起偏器件-CN202010231661.0有效
发明人：于佳;王夏霄;徐宏杰;马福 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2020-03-27 - 公布日： 2021-04-02 - 主分类号： G02B6/27 文献下载
摘要：本发明公开了一种薄膜式光纤起偏器件，采用光纤镀膜的方式实现起偏功能，所镀起偏膜由球状银纳米颗粒排列构成，银纳米颗粒分布具有二向色型性质，能够实现起偏功能，取代现有的光纤起偏器中的双折射晶体或者偏振片，从而可以简化光纤起偏器的结构，减小光纤起偏器的插入损耗及体积，降低加工成本。并且，通过光纤镀膜的方式实现起偏功能，由于没有增加额外的器件，因此，所镀起偏膜易与其他光波导进行耦合集成，结构灵活，能够实现多功能集成器件，非常适用于光纤电流传感和光纤陀螺领域。
一种薄膜光纤器件

[发明专利]一种新型超高精度光纤陀螺仪的信号处理方法及装置-CN202010117372.8有效
发明人： 王夏霄;孔令海;张祖琛;郑月;于佳;张春熹 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2020-02-25 - 公布日： 2020-12-15 - 主分类号： G01C19/72 文献下载
摘要：本发明公开了一种新型超高精度光纤陀螺仪的信号处理方法及装置，在传统的双闭环反馈方案的基础上，改变2π误差的补偿方式，将“误差检测‑闭环补偿”的模式改变为“实时监测‑除法对消”的模式，形成基于除法运算的半波电压实时跟踪通道，这样，不仅能够替代原有第二闭环的工作，还能大大抑制因原有第二闭环中有限位串行D/A转换器的有限位数所引起的截位量化误差，从而可以有效抑制此类量化误差对超高精度光纤陀螺的影响，进一步提高超高精度干涉式光纤陀螺应用的可能性。并且，在不改变传统光纤陀螺全数字闭环方案中信号检测过程的基础上，减少了电子元器件的使用，以最简单的形式消除了第二闭环对光纤陀螺的影响。
一种新型超高精度光纤陀螺仪信号处理方法装置

[发明专利]一种用于球形惯导系统的ASE光源-CN202010809745.8在审
发明人：孟照魁;王夏霄;徐宏杰;张忠钢;宋凝芳 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2020-08-13 - 公布日： 2020-11-27 - 主分类号： G01C19/72 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于球形惯导系统的ASE光源，其特征在于，所述ASE光源包括由下至上分层布置的底层、光源分束层、驱动电路层。本发明采用分层结构型式，方便装配，功能模块化，可根据实际需要实现单轴及三轴的灵活切换；便于维护，各层之间功能相对独立，维护某层，可最小限度触动其它部件；本发明适应与球形系统的结构安装，下层构件热容较大，以平面方式与系统连接，利于散热。
一种用于球形系统 ase 光源

[发明专利]高精度光纤陀螺四态调制中调制深度的自动调整方法-CN201811618613.6有效
发明人：郑月;陈和宇;王夏霄;孔令海;张春熹 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2018-12-28 - 公布日： 2020-07-03 - 主分类号： G01C19/72 文献下载
摘要：本发明公开了一种高精度光纤陀螺四态调制中调制深度的自动调整方法，属于光纤陀螺技术领域。本发明在现有两个闭环基础上，采用增加第三数字闭环方式，在阶梯波复位时，比较前后探测器的采样值，测出2π复位时的误差信号，通过FPGA调整调制信号的大小，形成一个反馈回路，可在长时间工作后，环境、光源、电路等自身变化后，依然能确保2π复位误差为0，提高光纤陀螺长时间工作的稳定性；而且该数字闭环实现简单，且与光纤陀螺中的其他闭环互不影响。
高精度光纤陀螺调制深度自动调整方法

[发明专利]一种具有强度噪声对消功能的保偏ASE光源及光纤陀螺-CN202010230265.6在审
发明人：于佳;王夏霄;郑月;徐宏杰;马福 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2020-03-27 - 公布日： 2020-06-26 - 主分类号： G01C19/72 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有强度噪声对消功能的保偏ASE光源及光纤陀螺，保偏ASE光源输出尾纤分别与光纤陀螺光路连接后即可实现光源强度噪声对消。保偏ASE光源采用光学集成器替代隔离器、滤波器和50:50的耦合器，光学集成器具有隔离、滤波、起偏和分光的作用，输出为线偏振光，可有效减少光学器件的数量，大大降低ASE光源的结构复杂度。光学集成器输出的光为线偏振光，且光学集成器的插入损耗较小，可以降低对后面两个保偏耦合器的分光比和偏振的指标要求，整个结构易于实现，有利于降低加工成本。并且，两个保偏耦合器的分光比可以根据不同光纤环长度进行匹配调整，结构灵活。
一种具有强度噪声对消功能 ase 光源光纤陀螺

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