干涉型光纤陀螺的误差分析与产业化问题.pdf

维普资讯 2O05年 2月 导航与控制 Feb2005 第4卷 第 1期 NAVIGArI1ONANDCONTROL V01．4 No．1 干涉型光纤陀螺的误差分析与产业化 问题 章燕申 (清华大学精密仪器系，北京 100084) 摘 要：分析了干涉型光纤陀螺的主要误差，介绍了国外公司研究和开发光纤陀螺产品的成 功经验，提出了减小光纤陀螺误差的技术途径、以及改进我国光纤陀螺产品设计与工艺的建议。 关键词：干涉型光纤陀螺；多功能集成光学芯片；集成光／电子模块 TheErrorAnalysisandProductionTechnologyof InterferenfialFiberOpticGyro ZhangYanshen (TheDepartmentofPrecisionInstrument，TsinghuaUniversity，Beijing100084) Abstract：Errorsofhteinterferentialfd~er-opticgyro(IFOG)havebeenaJ1alyzed．SomeSuccessful experiencesabroad in theresearch and developmentofIFOG areintroduced．Th etechnicalmethodsfor rm’m’rm’zl’nghteerlorsofIFOGhavebeenpro0o~ andhtemeasuresofrimprovinghteproductiontcehnologyof IFOG inChinahavebeensuggestde ． Keywords：IFOG；Mulfifur~onalIntegratedOpticChip(MIOC)；Integrated0pto-口ecnDcsModule(IOEM) 制经验表明，为了保证相位调制频率等于光纤线圈的 1 引 言 本征频率，必须采用响应频率较高的“多功能集成光学 干涉型光纤陀螺()G)的原理是测量S岬ac效应 芯片”(MuhifunctionalIntegratdeOpticChip~Ⅱ0C)。 造成的非互易相位。为此，在顺、逆时针双向传播的光 MIOC中的直线光波导部分(图1)为 “起偏器”。 束中，IFOG的系统结构必须具有互易性。同时，各种干 从机理上看 ，起偏器是一个 偏“振滤波器”，它具有互 扰所造成的非互易相位必须小于IFOG的分辨率。 相正交的两根光轴：(1)“通过轴”(Passaxis)；(2)“抑 以导航级 IFOG为例，假设光源的波长为 = 制轴”(Rejcetaxis)。通过起偏器的 “抑制轴”后，光 1．3／zm，Sagnac效应敏感环 (光纤线圈)的直径和长 波幅值被衰减的倍数 e被称为起偏器的“偏振消光 度分别选择为 D =75mm和L=500mm，则这种 比”(PolarizationExtinctionRatio)。在MIOC中光波导 WOG的标度因数为 SF=0，604S。如果要求这种 起偏器的情况下，￡：60—65dB。 IFOG的分辨率为： △ = 0．01deg／h = 48 ×10一rad／s 则在这种 IFOG中，各种干扰所造成的非互易相位 角均应低于以下水平： AONn= 48×10一 ×0．6O4 30 nrad 为了把双向光束干涉