[分享]OptiSPICE应用：环形谐振陀螺仪（1） [复制链接]

光纤陀螺仪构建模块 }aI
fIJ  
b>EUa> h  

图片:1-1PQ6120032396.png

*RM'0[1F4  
3!W&J  
相位调制器 '+wTrW m~j  
+.cv,1Vx  
相位调制 RMXj)~4.  
□ 第一个分束器用于使用单个激光源在环形谐振器中产生顺时针（CW）和逆时针（CCW）传播波 dG+xr!  
□ 在OptiSPICE中，相位延迟元件可用于使用电压节点来改变光信号的相位 lY`<-`{I_  
□ 在这种环形谐振器陀螺仪设计中，相位延迟元件用于引入随时间线性增加的相位，以改变CW和CCW传播波的载波频率 bS<p dOX_  
□ 该频移用于保持谐振时的CW和CCW传播波的载波频率 +Eg# 8/q  
N|}`p"  

图片:1-1PQ612014K45.png

A@r,A?(  
^Quy64M  
线性相位增加 7a net  
iI7~9SCE  
 模拟结果显示了相位线性增加的影响 @d|9(,Q  
 在时间等于0时，载波频率等于环形谐振器的谐振频率 l<?wB|1'  
 随着时间的推移，引入相位的线性增加会改变在环形谐振器内传播波的载波频率 f_8~b0`  
 随着时间的推移，由于载波频率向非共振方向移动，下载端的输出降低并达到新的稳定状态 {VG6m Hw  
a6_
`V;  

图片:1-1PQ6120230251.png

{{\HU0g>&  
>rubMGb  
OptiSPICE环谐振器模型 iqeGy&F-  
W!*vO>^1W  
环谐振器参数 yk/XfwQ5  
 环周长, L = 3.14 m "5K:"m  
 波导的折射率, n = 1.5 r^)<Jy0|r  
 传播损失, a = 1
v},sWjv  
 耦合系数, r1 = 0.045, r2 = 0.045 9`AQsZ2  
 长度变化(L1 = L + alphaL*V) , alphaL = 1 ! ZEKvW  
基本方程* kTV D4Z=  
}=gGs  

图片:1-1PQ61212124Y.png

p(Mv^ea  
3]acfCacC  

图片:1-1PQ6121224561.png

sTDBK!9I  
m`~ Qr~  

图片:1-1PQ6121312I8.png

mf#oa~_  
rH,N.H#]  
*Bogaerts, Wim, et al. "Silicon microring resonators." Laser & Photonics Reviews 6.1 (2012): 47-73. ^E^:=Q?'_  
1Jt%I'C?  
环谐振器/ Sagnac效应 ff0,K#-  
S5JnJkNn  
构建块 zPe .  
ln5On_Wm  
 2个交叉耦合器 N<x5:f#+  
 4个波导 5> UgBA  
 4个光隔离器 #~b9H05D  
 4个波导 )
=[Tgh  
OptiSPICE 模型  ~$B,K]  
 使用单层结构来设置多层滤波器模型 ryN-d%t?  
 波导的长度变化可以由电压源控制 /+u*9ZR&1  
 波导长度变化与电压之间的关系可以是线性的或非线性的 @)B_e*6>'  
 光学叉元件和隔离器用于分离顺时针（CW）和逆时针（CCW）传输信号，可以对每个信号应用不同的长度变化（由于Sagnac效应） !wgj$5Rw.  
Sagnac 效应* t
yh%s"  
 匝数, N [>E0(S]  
 光速, c ?4_;9MkN  
 电介质中的光速,   -nW-I\d%  
 环形谐振器的面积, A l< Y
x  
 转速,   n2E2V<#  
 从CW和CCW信号看到的距离变化, dZ*o H#
B  
!s$fqn 6  
（来源：讯技光电）