[发明专利]一种具有双干涉仪系统的数字闭环光纤陀螺仪

摘要

本发明公开了一种具有双干涉仪系统的数字闭环光纤陀螺仪，包括光源驱动、光源、第三分束器、第一角速度敏感模块、第二角速度敏感模块、光纤环以及逻辑电路。光源发出的光通过分第三束器后，形成两束入射光，分别进入第一角速度敏感模块和第二角速度敏感模块；两个模块利用同一光纤环，使该保偏光纤环中形成两个不同的干涉仪，并分别输出信号；逻辑电路接收信号并进行差分解算，得到干涉仪敏感到的速率信息；本发明实质上是用同一个保偏光纤环，采用偏振分束/合束器控制偏振态，使光纤环中形成偏振态不同的两个干涉仪，两个偏振态分离，从而实现基于光的双偏振的双干涉仪系统，可以显著提高数字闭环光纤陀螺精度和并抑制光源强度噪声。

主权项

一种具有双干涉仪系统的数字闭环光纤陀螺仪，其特征在于，包括：光产生模块、光处理模块以及差分解算模块，其中，光产生模块，包括光源和光源驱动，光源由光源驱动产生的恒流源驱动后发出的光通过第三分束器后，形成两束入射光，分别进入第一角速度敏感单元和第二角速度敏感单元；光处理模块，包括：第三分束器、第一角速度敏感单元以及第二角速度敏感单元，其中，第三分束器用于将光源发出的光分成两路入射光分别进入第一角速度敏感单元以及第二角速度敏感单元，第一角速度敏感单元以及第二角速度敏感单元分别通过偏振分束/合束处理使得该光纤环中形成两个不同的偏振态，并通过偏振分束/合束处理使两个偏振态分离并输出电流信号；差分解算模块，用于对上述两个偏振态输出的电流信号进行差分解算，得到最终的结果；光处理模块的第一角速度敏感单元包括：第一分束器、第一集成光学调制器、第一偏振分束/合束器、第一光电探测器、第一前放电路、第一AD采样电路、第一DA反馈电路；所述第二角速度敏感单元包括：第二分束器、第二集成光学调制器、第二偏振分束/合束器、第二光电探测器、第二前放电路、第二AD采样电路、第二DA反馈电路；第一集成光学调制器和第二集成光学调制器均采用一个闭环回路自动实现调制系数的在线补偿；两路入射光的一路通过第一分束器后由第一集成光学调制器进行调制并分为两束线偏光，其中一束线偏光通过第一偏振分束/合束器的A端后以原有的偏振态进入光纤环，并以顺时针方向传输并敏感速率信息，然后通过第二偏振分束/合束器，在第二偏振分束/合束器的A’端口以原有的偏振态输出，然后携带敏感的速率信息返回第一集成光学调制器，而另一束光通过第二偏振分束/合束器的A’端后以原有的偏振态进入光纤环，以逆时针方向传输并敏感速率信息，然后通过第一偏振分束/合束器，在第一偏振分束/合束器的A端口以原有的偏振态输出，然后携带敏感的速率信息返回第一集成光学调制器，并由第一集成光学调制器补偿敏感到的相位信息，在第一集成光学调制器处发生干涉，经第一分束器返回第一光电探测器，第一光电探测器将干涉形成的光强信号转换为电流信号输出，由第一前放电路调理后，经过第一AD采样电路转化为数字信号输入差分解算模块处理后，由第一DA反馈电路反馈第一集成光学调制器补偿敏感到的相位信息；两路入射光的另一路通过第二分束器后由第二集成光学调制器进行调制并分为两束线偏光，其中一束通过第一偏振分束/合束器的B端后原有的偏振态旋转90°，然后进入光纤环，并以顺时针方向传输并敏感相位信息，然后通过第二偏振分束/合束器，在第二偏振分束/合束器的B’端口，偏振光旋转90°以原有的偏振态输出，然后携带敏感的速率信息返回第二集成光学调制器，而另一束光通过第二偏振分束/合束器的B’端后原有的偏振态旋转90°进入光纤环，以逆时针方向传输并敏感速率信息，然后通过第一偏振分束/合束器，在第一偏振分束/合束器的B端口，偏振光旋转90°以原有的偏振态输出，然后携带敏感的速率信息返回第二集成光学调制器，在第二集成光学调制器处发生干涉，经第二分束器返回第二光电探测器，第二光电探测器将干涉形成的光强信号转换为电流信号输出，由第二前放电路调理后，经过第二AD采样电路转化为数字信号输入差分解算模块处理后，由第二DA反馈电路反馈第二集成光学调制器补偿敏感到的相位信息；同时差分解算模块对两个角速度敏感单元输出的分别经过数字解调后得到的敏感相位信息进行差分解算，即可得到两个角速度敏感单元共同敏感到的速率信息。