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infotek 2025-07-28 08:02

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] MtaGv#mJ  
t$wbwP  
使用理想元件,输出光电流(I)为 <U1T_fiBoc  
4d cm)Xr  
(1) y_w  <3  
I:G8B5{J  
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 d;]m wLB0  
p6K~b  
(2) 0c`nk\vUy  
n6+h;+8;]  
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 J"LLj*,0"  
CbC [aVA=  
(3) s1[&WDedM  
iC/*d  
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。 ()bQmNqmO=  
Qrg- xu=  
图1.FOG DC检测布局 -Dx3*ZhP  
光纤陀螺仪系统设计:相位调制方法[2] X%j`rQk`  
4=/jh:h  
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 ZTV)D  
l`ZL^uT  
(4) KFwuz()7  
peBHZJ``RX  
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 jwa6`u  
#dL,d6a  
(5) G<D8a2q  
] xHiy+  
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。 #~)A#~4O  
 Ux*xz|^  
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)
yRyXlZC  
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: v_EgY2l(  
-d A9x~o  
2HmK['(  
W&)f#/M8  
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。 ][jwy-Uy;  
} &+]UGv  
图3.FOG 相位调制
a999879 2025-08-04 09:46
期待继续更新,谢谢
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