OptiSystem应用：光纤陀螺仪系统设计
光纤陀螺仪系统设计：DC检测方法[1] H\k5B_3OU
*@&
"MZ/M
使用理想元件，输出光电流（I）为 -0X> y
J9 =gv0
[attachment=127197] (1) % *G)*n
heKI<[8l
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 9>#|~P&FE
|i`@!NrFL
[attachment=127198] (2) HxM sH5;
4r. W :}4:
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 B~NC
LNZ#%R~r
[attachment=127199] (3) K( d!0S
?W
n(ciO
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。 oS l>%}
W =zG
[attachment=127200] 图1.FOG DC检测布局 ger <JSL%
光纤陀螺仪系统设计：相位调制方法[2] xB(:d'1|
}S V3PdE
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 `"H?nf0
wF uh6!J
[attachment=127201] (4) zFtGc
X4$e 2 f
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 2f!oA~|2
RNdnlD#P
[attachment=127202] (5) %)9]dOdOk
MQ*#oVqv
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。 vVYduv w
z\t J~
[attachment=127203] 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） a+/|O*> #
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: rl%Kn^JJ~
aHC;p=RQ\A
[attachment=127204] ]uvbQ.l_t
Qm#i"jvV
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。 pC mJY
"Cc" y* P
[attachment=127205] 6Qb)Uq3}]
图3.FOG 相位调制
|