[发明专利]一种空心光纤气体激光陀螺

摘要

本发明提出一种空心光纤气体激光陀螺，该空心光纤气体激光陀螺采用充有增益气体的带隙空心光子晶体光纤环形成多圈环形光路，并与用于实现空间耦合的凹面反射镜一起组成环形谐振腔；采用分布式射频电激励或微波电激励方式激发腔内增益气体产生顺逆时针方向的双向激光，形成新型的空心光纤气体激光陀螺。发明的空心光纤气体激光陀螺采用带隙空心光纤多圈缠绕方式，能形成大的等效闭合光路，可以同时满足“高精度”与“小型化”的要求，而且具备精度高、线性度好的优点。

主权项

一种空心光纤气体激光陀螺，其特征在于：所述空心光纤气体激光陀螺主要由充有增益气体的带隙空心光纤环、分布电激励环、凹面反射镜、合光棱镜、光探测模块、前放电路、信号处理和控制电路以及射频或微波发生器构成，其中，充有增益气体的带隙空心光纤环两端进行烧结密封，并研磨抛光形成布儒斯特斜面，经多圈缠绕后与凹面反射镜共同形成有源环形谐振腔；带隙空心光纤环内的增益气体在分布电激励环产生的电激励作用下激发出沿谐振腔顺逆时针方向传播的双向激光，该双向激光在合光棱镜处发生干涉；干涉的光信号由光探测模块转换为电信号，电信号经前放电路放大处理后，再输入到信号处理和控制电路中解调出陀螺信号；其中：所述带隙空心光纤是空心带隙光子晶体光纤，纤芯直径为5‑200um；所述增益气体为氦氖混合气体，也可为二氧化碳混合气体；所述的电激励可以是射频激励或微波激励；所述电激励方式为射频激励时，所述分布电激励环是由两个平板电极构成的环形放电腔；所述电激励方式是微波激励时，则所述分布电激励环是由两个平板电极构成的环形波导腔；所述凹面反射镜一面为凹面，另一面为平面，在凹面镀有透反膜，反射率大于95%；所述光探测模块器件为两个具有量子效率高、噪声低、响应快等优点的硅光电二级管，用来将光信号转换为电信号，所述的两个硅光电二级管相距1/4的干涉条纹宽度；所述前放电路是低噪声、高增益前置放大电路，用来将微弱的电流信号转换为放大的电压信号；所述信号处理和控制电路是数字控制系统，用来实现陀螺信号的解算以及稳频控制，其控制核心器件是微控制器、FPGA或DSP；所述射频或微波发生器为分布电激励环提供射频或微波的功率信号，可实现从连续到脉冲的转换以及脉宽和脉冲频率的调节。