集成光学陀螺技术研究
本文对各种集成光学陀螺结构方案进行了总结，并对干涉式、谐振干涉式、反射谐振式、透射谐振式等四种典型的陀螺方案进行了详细的分析和比较。
 0.前言 集成光学陀螺是光学陀螺向小型化、集成化发展的重要方向之一。和光纤陀螺相同，集成光学陀螺仍然通过Sagnac效应来敏感角速度，因此在光路结构方面和光纤陀螺非常相似，所不同的是集成光学陀螺的各元器件采用了集成的方式。集成光学陀螺中敏感线圈通过平面光波回路技术集成在一个芯片中，而且光源、探测器等光电器件也可以通过光电混合集成技术或光电单片集成技术集成在一个芯片上，因此集成光学陀螺有望实现单芯片集成。 集成光学陀螺的高度集成特点，使陀螺具有体积小、重量轻的特点，而且集成光学陀螺无任何活动部件，因此其潜在的抗冲击能力是其它陀螺难以比拟的。集成光学陀螺的生产工艺完全是基于半导体的工艺平台，因此可以实现类似微电子产业的批量生产，并不断的降低成本。 正是由于集成光学陀螺所蕴含的诸多优点，所以引起了国内外众多研究者的注意，提出了许多陀螺方案并进行了样机演示。本文首先对各种集成光学陀螺方案进行了总结，然后对四种典型的陀螺方案进行了理论分析和比较，最终研制出了集成光学陀螺样机。 1.陀螺技术方案研究 根据线圈中是否具有光增益功能，集成光学陀螺方案可分为有源、半有源和无源三种类型。在有源陀螺中，敏感线圈就像一个环形激光器，半导体有源波导线圈通过电注入产生激光，激光在线圈中产生谐振，并且在Sagnac效应的作用下，顺、逆时针传输的光的谐振频率不同，通过检测两个方向的频率差来获得角速度信息。半有源陀螺是线圈中具有光放大功能的陀螺，通过光的放大功能部分抵消光传输过程中的损耗，提高谐振腔的精细度，提高陀螺性能。线圈的放大功能通常是通过Er／Yb掺杂SiO：波导实现的。 ......
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