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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: 2025-03-25
    光纤陀螺仪系统设计：DC检测方法[1] V`[P4k+b   
    @7fm1b  
    使用理想元件，输出光电流（I）为 vGMJ^q  
    2)=la%Nx  
    (1) L@nebT;\'  
    4#_$@ r  
    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 BB63x Ex  
    Ge^Qar  
    (2) 9s(i`RTM  
    IO"hF  
    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 Y87XLvig}  
    0vn[a,W<A  
    (3) 3"Yif  
    x/xb1"  
    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。 ljVIE/iq  
    \DS^i`o)rY  
    图1.FOG DC检测布局 vr4O8#  
    光纤陀螺仪系统设计：相位调制方法[2] :Jk33 N4y0  
    @(>XOj?+  
    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 +xZQJeKb  
    LWD#a~  
    (4) w.uK?A>W,  
    _f|/*. @Q  
    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 Z(; AyTXA  
    =Dk7RKoHF  
    (5) 8+>\3j  
    cIb4-TeV  
    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。 I+",b4  
    88l,&2q  
    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）
    Sy  
    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: L M /Ga  
    .YR8v1Cp  
    \ha-"Aqze3  
    h/K@IA d  
    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。 }Eh*xOta  
    =X@o@1  
    图3.FOG 相位调制
    0hwj\{"  
     
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