Sagnac效应

摘要： 基于Sagnac效应的大型激光陀螺仪是测量地球参数的核心设备.与小型的惯性导航陀螺仪相比,大型激光陀螺将转速测量的灵敏度和稳定性提高了6个数量级,性能提升使大型激光陀螺仪在地球物理、大地测量和地震学领域的全新应用成为可能.本文介绍的大型激光陀螺仪是目前用于研究地球参数(Earth Orientation Parameter,EOP)测量的重要技术手段,可直接通过测量地球自转旋转角速度解算世界时(Universal time 1,UT1).相比较于国外大型激光陀螺仪的大量成功应用,国内还需要不断提高大型激光陀螺的研制应用水平,以满足高精度测量地球旋转角速度解算UT1的需求.

摘要： 设计了一种能开放展示内部光路结构、各模块信号连接关系且关键点信号便于观测的光纤陀螺实验装置.为了便于学生在课堂上观测不同速率角运动下的萨格奈克效应,设计配套了速率连续可调的小型桌面转台.实践使用表明,通过实验装置能方便有效地将抽象的理论知识与操作实践结合起来,加深了学生对理论知识的学习理解.

摘要： 针对星地双向时间同步中卫星和地面站的相对运动造成的时间同步误差,提出了一种基于Ka链路的双向时间同步新算法.该算法无需高精度的轨道信息支持,只需卫星单点位置信息,计算卫星到地面站的Sagnac效应修正,即可实现高精度的双向时间同步.分析了该算法下,卫星位置误差对于双向时间同步精度的影响,并以西安站为例,计算出0.1 ns的时间同步精度允许的卫星位置误差约为23 km.通过西安站与北斗MEO和IGSO卫星之间的仿真实验证明了算法的可行性,验证了在该位置误差范围内,能够达到优于0.1 ns的时间同步精度.

摘要： 光纤陀螺的主要器件(如光纤环圈、宽带光源)易受周围温度变化的影响,导致陀螺输出产生较大漂移,严重影响测量精度.因此,需要采取措施降低光纤陀螺随温度零偏漂移.首先,根据光纤陀螺的工作原理,对光纤陀螺零偏漂移产生的机理和温度特性进行了分析,阐述了光纤零偏漂移的温度特性.其次,设计完成了在-40～+60°C范围内的光纤陀螺静态零偏测试试验.试验数据表明,不同温度和温度变化率会对陀螺的零偏造成影响.再次,采用回归分析法建立了光线陀螺零偏漂移的温度模型,并利用该模型对光纤陀螺零偏进行补偿.该模型是考虑温度和温度变化率的二阶多项式模型.最后,对光纤陀螺零偏漂移的补偿效果进行了试验验证,证明补偿后零偏漂移稳定性提高了69％左右.该补偿方法与BP神经网络、受控马尔科夫链模型、模糊逻辑等方法相比,具有计算量小、利于工程化应用的优点.

摘要： 高精度时间同步技术在导航定位,航空航天,军事等领域具有重要的应用价值.基于该技术,控制中心可以有效地进行系统评估、仪器测量和终端服务.然而,在动态网络中,节点移动性和自组织性对时间同步提出了新的挑战.提出了时间同步技术新的分类标准,基于该标准,详细剖析了目前时间同步技术的相关研究工作.在动态组网框架下,推导了节点位置未知情况下的双向时间比对的钟差解算表达式及Sagnac效应造成的路径时延计算公式.阐述了双向时间同步的重要影响因素及对应解决方案.最后,讨论了高精度时间同步的开放性问题,指出未来研究可能的突破重点.

摘要： 为了精确定位和判定光缆故障、缩短查障时间、降低作业成本、提升智能运检水平,实现对光缆线路的智能检测和精益管理,文章设计了一种基于移动互联技术的光缆快速寻障系统,系统包括基于光的Sagnac效应的现场测试终端、配套手机APP、云管理平台,该系统集成了光缆断点测距、识别、移动管控等功能,引进了"互联网+"检修理念,改进了传统OTDR检测方法,从而有效节约了人力、时间、费用,提升了光缆故障检测的高效性、便捷性、智慧性.

摘要： 为了精确定位和判定光缆故障、缩短查障时间、降低作业成本、提升智能运检水平,实现对光缆线路的智能检测和精益管理,文章设计了一种基于移动互联技术的光缆快速寻障系统,系统包括基于光的Sagnac效应的现场测试终端、配套手机APP、云管理平台,该系统集成了光缆断点测距、识别、移动管控等功能,引进了“互联网+”检修理念,改进了传统OTDR检测方法,从而有效节约了人力、时间、费用,提升了光缆故障检测的高效性、便捷性、智慧性。

摘要： 光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的环形干涉仪,常见的光纤陀螺包括干涉型和谐振型.首先,对于这2种光纤陀螺,本文采用了以惯性空间为参考系的路程叠加法证明了Sagnac效应是一种与介质无关的纯空间延迟,有效折射率n对Sagnac时间差Δt和光程差Δδ均没有影响;其次,对于干涉型光纤陀螺,有效折射率n对Sagnac相移差ΔΦ也没有影响;再次,对于谐振型光纤陀螺,文中提出了2种方法,即基于激光物理学中的行波谐振腔理论和基于多光束干涉机理,求出谐振环形腔的谐振频率差Δνq的表达式,其与光纤环匝数N无关.最后,得出光纤陀螺中的相位差ΔΦ和谐振频率差Δνq之间所满足的关系,并分别从数学形式和物理意义上对这一关系作出分析.2种陀螺的光路结构虽不同,但可使用统一的模型表达及分析光学物理量之间的关系.

摘要： 长度单位定义是建立在光直线传播、光速在真空中为常数,以及光速各向同性的理论基础上,二维球面上的直线,在三维空间中是弯曲的测地线;三维空间的直线,在四维时空中也是弯曲的测地线.长度单位的定义是否适用四维时空呢？SI秒和SI米的定义适用于全域时空,但使用它们必需明确原时和坐标时的区别.爱因斯坦的狭义相对论以及光速不变原理只适用于惯性系,不适用于非惯性系.本文以转盘上的非惯性坐标系为例,利用广义相对论的坐标变换和时空度规运算,揭示了非惯性坐标系上的时空弯曲和光的非直线传播现象.计算了非惯性坐标系上Sagnac效应对卫星和地面站双向测距的影响,初步研究表明空间测量范围从局域推广到全域的话,诸如引力红移、相对速度效应、Sagnac效应等将会成为空间长度测量不确定度的影响因素,因此空间计量理论必须建立在广义相对论基础之上,用四维时空观念理解空间距离测量问题.

摘要： 相比于激光陀螺仪,超大环光纤陀螺仪整体为全固态结构,无自锁效应,对光学工艺的要求相对来说没有那么严格,总体造价成本相对便宜,由于光纤的可延展性使得光纤环的直径可以做的很大,直接增强了Sagnac效应,在世界时UT1和大地测量学以及地震学等方面均有重要的应用.本文介绍了超大环光纤陀螺仪在世界时UT1方面的研究进展以及用途,阐明了影响光纤陀螺仪性能的零偏稳定性、标度因数、随机游走等指标参数以及面临的光纤环缠绕、Shupe效应等技术问题,对其未来发展和应用进行了构想,并进一步提出抑制超大环光纤陀螺仪噪声、降低传输损耗、提高灵敏度的可能性.

摘要： 光纤陀螺作为新型的角速率传感器，近年来发展非常迅速。本文对光纤陀螺的原理进行了简介，对比了光纤陀螺与传统机电式陀螺和激光陀螺的优点，最后对光纤陀螺在航空航天领域的应用进行了介绍。

摘要： 光纤陀螺作为新型的角速率传感器，近年来发展非常迅速。本文对光纤陀螺的原理进行了简介，对比了光纤陀螺与传统机电式陀螺和激光陀螺的优点，最后对光纤陀螺在航空航天领域的应用进行了介绍。

摘要： 光纤陀螺作为新型的角速率传感器，近年来发展非常迅速。本文对光纤陀螺的原理进行了简介，对比了光纤陀螺与传统机电式陀螺和激光陀螺的优点，最后对光纤陀螺在航空航天领域的应用进行了介绍。

摘要： 光纤陀螺作为新型的角速率传感器，近年来发展非常迅速。本文对光纤陀螺的原理进行了简介，对比了光纤陀螺与传统机电式陀螺和激光陀螺的优点，最后对光纤陀螺在航空航天领域的应用进行了介绍。

摘要： 微小型三轴光纤陀螺是基于Sagnac效应的新一代小型化光学传感器，能敏感空间三个正交方向的角速率。介绍了国内外微小型三轴光纤陀螺的发展情况及小型化光学元器件的技术水平;分析了光纤小曲率半径对微小型三轴光纤陀螺性能的不利影响，并首次从工程实际出发，提出了抑制不利影响的途径和方法;计算了其所能达到的理论极限精度;通过优化设计光路系统，首次设计出了微小型一体化三轴光纤陀螺，并对其主要技术指标进行了测试，与国外同类产品技术水平相当，为其工程化应用打下了坚实的基础。

摘要： 微小型三轴光纤陀螺是基于Sagnac效应的新一代小型化光学传感器，能敏感空间三个正交方向的角速率。介绍了国内外微小型三轴光纤陀螺的发展情况及小型化光学元器件的技术水平;分析了光纤小曲率半径对微小型三轴光纤陀螺性能的不利影响，并首次从工程实际出发，提出了抑制不利影响的途径和方法;计算了其所能达到的理论极限精度;通过优化设计光路系统，首次设计出了微小型一体化三轴光纤陀螺，并对其主要技术指标进行了测试，与国外同类产品技术水平相当，为其工程化应用打下了坚实的基础。

摘要： 微小型三轴光纤陀螺是基于Sagnac效应的新一代小型化光学传感器，能敏感空间三个正交方向的角速率。介绍了国内外微小型三轴光纤陀螺的发展情况及小型化光学元器件的技术水平;分析了光纤小曲率半径对微小型三轴光纤陀螺性能的不利影响，并首次从工程实际出发，提出了抑制不利影响的途径和方法;计算了其所能达到的理论极限精度;通过优化设计光路系统，首次设计出了微小型一体化三轴光纤陀螺，并对其主要技术指标进行了测试，与国外同类产品技术水平相当，为其工程化应用打下了坚实的基础。

摘要： 微小型三轴光纤陀螺是基于Sagnac效应的新一代小型化光学传感器，能敏感空间三个正交方向的角速率。介绍了国内外微小型三轴光纤陀螺的发展情况及小型化光学元器件的技术水平;分析了光纤小曲率半径对微小型三轴光纤陀螺性能的不利影响，并首次从工程实际出发，提出了抑制不利影响的途径和方法;计算了其所能达到的理论极限精度;通过优化设计光路系统，首次设计出了微小型一体化三轴光纤陀螺，并对其主要技术指标进行了测试，与国外同类产品技术水平相当，为其工程化应用打下了坚实的基础。

摘要： 光纤陀螺是一种全固态的陀螺仪,具有极其广泛的应用前景.本文介绍了光纤陀螺仪的发展及基本原理、结构与特点.分析了光纤陀螺及其应用现状,并对光纤陀螺在各个方面特别是高精度领域的应用进行了展望.

摘要： 光纤陀螺是一种全固态的陀螺仪,具有极其广泛的应用前景.本文介绍了光纤陀螺仪的发展及基本原理、结构与特点.分析了光纤陀螺及其应用现状,并对光纤陀螺在各个方面特别是高精度领域的应用进行了展望.

摘要： 本发明属于光通信技术领域，具体涉及基于偏振烧孔效应与Sagnac环的可调谐多波长光纤激光器，包括泵浦激光器、波分复用器、掺铒光纤、第一偏振控制器、Sagnac环、光环行器、偏振分束器、偏振相关隔离器、1×2光耦合器、光谱仪，泵浦激光器与波分复用器的第一端口通过光纤连接，波分复用器的第三端口与掺铒光纤的第一端口通过光纤连接，掺铒光纤的第二端口与第一偏振控制器的第一端口通过光纤连接，第一偏振控制器的第二端口与光环行器的第一端口通过光纤连接，光环行器的第二端口与偏振分束器的第三端口通过光纤连接，偏振分束器的第一端口和第二端口均与Sagnac环通过光纤连接。本发明的光纤激光器具有高可调谐性。

摘要： 本发明公开了一种基于Sagnac效应角加速度计的重力梯度探测方法，本发明的探测方法为：1)在支撑面上固定一个或两个正交的棒‑质量块结构，该棒‑质量块包括两个质量相等的质量块及其连接棒，在所述棒‑质量块上固定一光纤角加速度计；2)驱动所述支撑面以恒定角速度转动，并测量棒的转动角加速度；3)解算重力梯度分量。本发明可降低重力梯度测量单元一致性要求，提高重力梯度探测信噪比，实现重力梯度全张量测量。

摘要： 本发明涉及一种基于计算摄像法检测叠加态涡旋光Sagnac效应的装置。涡旋光Sagnac效应指由叠加态涡旋光螺旋波阵面形成的干涉环而产生的Sagnac效应。它包括激光器、衰减片、反射镜、扩束镜、空间光调制器(SLM)、凸透镜、光阑、凸透镜反射镜、图像传感器(CCD)、实验转台。首先，激光器产生高斯光束后，通过衰减片降低激光功率；而后经反射镜组改变传播方向，增大光斑；光束通过扩束镜扩展激光束直径、减小发散角；之后经SLM调制为叠加态涡旋光，将待测角频率耦合到频率变化中，敏感信息内容通过4f成像系统进入CCD待观测。本装置结构简单，具有较高的灵敏度和精度。

摘要： 本发明涉及一种用于测试光纤陀螺Sagnac效应环组件性能的测试系统，包括：电源模块、光源驱动模块、探测器驱动模块、信号处理模块、测试光路和数据处理模块；所述电源模块分别与所述光源驱动模块、所述探测器驱动模块和所述信号处理模块连接；所述光源驱动模块、所述探测器驱动模块和所述信号处理模块还分别与所述测试光路连接；所述信号处理模块还分别与所述数据处理模块和所述测试光路连接。本发明通过直接检测Sagnac效应环组件的性能，测试结果与Sagnac效应环组件的实际性能相符，使得本申请的测试结果准确率高。

摘要： 本申请公开了一种验证Sagnac效应的装置及方法，该装置包括激光器、第一分束器、第一环形器、第二环形器、光纤、光学微腔、第二分束器、合束器、第一光电探测器、锁相放大器、示波器、转台；所述方法包括通过验证Sagnac效应的装置获取拍频信号的频率；获取转台的旋转速度；根据拍频信号的频率和所述旋转速度验证Sagnac效应。该装置和方法能够对光学Sagnac效应进行验证。

摘要： 本发明公开了一种基于Sagnac效应角加速度计的重力梯度探测方法，本发明的探测方法为：1)在支撑面上固定一个或两个正交的棒‑质量块结构，该棒‑质量块包括两个质量相等的质量块及其连接棒，在所述棒‑质量块上固定一光纤角加速度计；2)驱动所述支撑面以恒定角速度转动，并测量棒的转动角加速度；3)解算重力梯度分量。本发明可降低重力梯度测量单元一致性要求，提高重力梯度探测信噪比，实现重力梯度全张量测量。

摘要： 本申请公开了一种验证Sagnac效应的装置，该装置包括激光器、第一分束器、第一环形器、第二环形器、光纤、光学微腔、第二分束器、声光控制器、合束器、第一光电探测器、锁相放大器、示波器、转台；该装置能够对光学Sagnac效应进行验证。

摘要： 一种基于Sagnac效应的大型设备的角速度主动式检测装置，包括光学腔，激光源设置于光学腔内，激光源发出两束激光束分别在光腔回路中经高反射率反射镜反射并相向传输后，从光学腔的激光出口端分两支射向第一平面镜及第二平面镜，经第一平面镜及第二平面镜反射至光路强度分束器合束后，到达光电探测器；激光源发出的激光束，经反射进入光学腔，利用在惯性旋转系统中的获得相互作用效果与Sagnac效应结合，实现对大型设备角速度的测量；从激光束在惯性旋转体系中的相互作用的本质出发，为高精度测量大型设备的发展提供了新途径；本实用新型具有结构简单，灵敏度高，测量角速度精度高的优点。

摘要： 一种基于Sagnac效应的大型设备的角速度被动式检测装置，包括激光源，激光源发出的激光束经第一光路强度分束器分为两束，分别射向第一、第二平面镜反射后，从光学腔激光入口端进入光学腔传输，然后从光学腔激光出口端分两支射向第三、第四平面镜，继而反射至第二光路强度分束器合束后到达光电探测器；激光源发出的激光束，经反射进入光学腔，利用在惯性旋转系统中的获得相互作用效果与Sagnac效应结合，实现对大型设备角速度的测量；从激光束在惯性旋转体系中的相互作用的本质出发，为高精度测量大型设备的发展提供了新途径；本实用新型具有结构简单，灵敏度高，测量角速度精度高的优点。

摘要： 本发明公开了一种分布式光纤授时系统及其sagnac效应补偿方法，包括以下步骤：根据收集的信息建立各个光纤授时站点之间由于地球自转带来的sagnac效应引入的授时偏差数据库；根据每个光纤授时接收站点当前实时的光纤路由信息，调用光纤授时运控中心数据存储区的授时偏差数据库中的数据，实现地球自转带来的sagnac效应引入的授时偏差的补偿修正。本发明通过建立各个光纤授时站点之间由于地球自转带来的sagnac效应引入的授时偏差数据库，可对地球自转带来的sagnac效应所引入的光纤时间传递偏差进行较精确补偿，可提高光纤授时的精度。