光纤陀螺光路集成工程化技术研究

摘要

惯性导航技术是国防的关键技术之一。光纤陀螺仪是一种新型的光学型陀螺仪，国外已经进入实用化阶段，国内工程技术的研究刚刚起步。本文对光路集成工程化应用中光纤陀螺的温度特性进行了理论分析和实验研究。主要内容如下： ⑴介绍了光纤陀螺的基本原理，从光波的偏振态理论和光纤陀螺的互易性理论出发，研究了光纤的特性以及光波信号在光纤中传播的特点，分析了光学信号在光纤陀螺中的干涉原理以及光波在传播过程中的误差机理，这对提高光纤陀螺的精度和稳定性，减小光学信号误差对光纤陀螺的影响是十分有意义的。 ⑵分析了光源特性对陀螺的影响，以及光源控制电路的原理。由于光源的稳定对光纤陀螺十分重要，对多种SLD光源的控制方法进行了研究，设计了SLD光源的精密稳定控制系统，该系统可以用于SLD光源的筛选和评价。为了减小温度对光纤传感线圈的影响，采用四机子绕线法，并且利用自行研制的半自动绕线机构完成了多个光纤环的绕制。 ⑶从实际的研制过程出发，对光纤陀螺仪的光学元器件和光纤陀螺仪进行了温度实验和分析。在温度实验中，总结出了光纤陀螺仪元器件筛选方法。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要符号表

声明

1绪论

1.1光纤陀螺的原理及其特点

1.1.1光纤陀螺的原理

1.1.2光纤陀螺的特点

1.2光纤陀螺的发展现状

1.3课题的意义及主要研究内容

2光纤陀螺光路集成原理分析及工程化设计

2.1光纤陀螺光路集成原理分析

2.2闭环光纤陀螺的基本原理

2.2.1数字闭环光纤陀螺的原理分析

2.2.2光纤陀螺的互易性

2.2.3闭环光纤陀螺检测原理

2.3光纤陀螺误差源及其消除办法

2.3.1抑制光纤中的散射噪声

2.3.2改进半导体激光光源的噪声特性

2.3.3减小温度引起的系统漂移

2.3.4改善光纤功能元件的性能

2.3.5抑制光电检则器及电路的噪声

2.3.6其它

2.4光纤陀螺的光路集成工程化设计

2.4.1光纤陀螺用光纤元器件的特性分析

2.4.2光纤陀螺光路集成焊接及焊点固定分析

2.4.3光纤陀螺光路集成目标计算

2.5本章小结

3光源控制电路的设计

3.1光纤陀螺用光源的特性

3.2光源特性对光纤陀螺的影响

3.3光纤陀螺用光源的稳定性控制研究

3.3.1光源控制的工作原理及特性分析

3.3.2光源驱动电路的工作原理与设计

3.3.3光源温度控制电路的工作原理与设计

3.3.4光源驱动控制电路设计

3.4光源温度试验

3.5本章小结

4光纤陀螺光路集成工程化措施

4.1解决温度梯度对光纤环的影响措施

4.1.1光纤环的温度Shupe误差

4.1.2常用的光纤环的绕制方法

4.2解决光纤陀螺元器件的在线测试的措施

4.2.1光源偏振度测试

4.2.2耦合器分光比测试

4.2.3保偏光纤的偏振串音试验

4.3光纤陀螺光路集成

4.3.1光纤陀螺光路集成工艺流程

4.3.2光纤陀螺光路集成仿真效果

4.4本章小结

5结论

参考文献

致谢