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    [技术]OptiSystem应用：光纤陀螺仪系统设计 [复制链接]

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    离线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-24
    光纤陀螺仪系统设计：DC检测方法[1] {My/+{eS!?  
    R4QXX7h!  
    使用理想元件，输出光电流（I）为 @ZK|k  
    g4j?E{M?  
    (1) }QG6KJh_%  
     }e9:2  
    其中 φs 是萨格纳克相移 ， Io  是以零角速度情况计算出的电流 O-bC+vB]M  
    D,1S-<  
    (2) cD2}EqZ 9  
    Y@^M U->+  
    P 是光源光功率， σ 是光电检测器的响应度（在我们的案例中等于1）。在等式（2）中将光功率除以2是因为在耦合器处功率损失了一半。 一旦 φs 确定了， 我们可以计算 P*R`3Y,  
    P",~8Aci(  
    (3) .wS' Xn&  
    = ?T'@C  
    其中 L 是光线长度, D 是环直径, λ 是光源波长，由此来确定环路Ω 的角速度。注意，由于等式（1）具有余弦，因此直流技术无法区分正负速度。 *]O[ZjyOY  
    .#J'+LxFr  
    图1.FOG DC检测布局 T3)/?f?|  
    光纤陀螺仪系统设计：相位调制方法[2] s'fHh G6  
    =Q Otag1;  
    当尝试测量非常低的角旋转速率时，DC方法不是很准确，所以通常使用相位调制技术。 对于该设置，光检测信号 IM)\-O\Wd  
    oXV  
    (4) n>Q/XQXB  
    -5d8j<,  
    将相位调制器幅度选择到+/-0.9 rad ，给出最大化J1(Φm) = 0.581517 的项Φm = 1.8 。提取调制频率ωm的余弦级数 2Wq)y1R<T  
    <q%buyQna  
    (5) >K;p+( <6  
    m[Px|A5{  
    公式3得到角速度。我们可以重新排列找到φ_𝑠，然后再次使用公式（3）找到角速度。 注意，在这种情况下，由于等式（5）具有正弦关系，所以我们可以确定角速度的大小和方向。另外，在这种情况下, 在等式（2）中，零速电流不是𝐼_𝑜=𝜎𝑃/2 而是 𝐼_𝑜=𝜎𝑃/8因为在光到达光电二极管的时候，其功率已经被耦合器减半了三次。 Y-@K@Zu]?  
    "DfvoQP  
    图2.OptiSystem设计的调制技术原理图（资料来源：REF）（注：光纤偏振器未包含在设计中）
    <+" Jh_N#  
    对于以下的OptiSystem设计，角速度已设置为7.27e-5rad / s（地球的转速）。 I-FOG的设置显示在红色框中（在全局参数下）。 通过使用相移分量来应用萨格纳克相移，计算如下: pvP|.sw5G  
    x(5>f9bb  
    z9YC9m)jK  
    )1Os+0az  
    在这里，我们根据前面的方程，使用C ++组件来计算角速度。 测得的角速度（在C ++组件下显示为结果）为7.29e-5rad / s。 70a7}C\/o  
    ?7/n s>}  
    图3.FOG 相位调制
    !YsL x[+  
     
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