干涉光纤陀螺仪-浙江大学光电科学与工程学院.PDF

干涉光纤陀螺仪 组员：张天天 何为陀螺仪？ 干涉陀螺仪 干涉型原子陀螺仪 光纤陀螺仪 （Interferometric （fiber-optic atom gyroscope ） gyroscope） 核心：基于物质波 基于光波实现干 动特性而实现干涉 涉效应 效应 光纤陀螺仪（fiber-optic gyroscope） 光纤陀螺作为新一代的惯性器件，是利用 Sagnac效应产生的非互易相位差来高精度 测量角速度的仪器。 Sagnac效应: 同一束光分两束，沿环路相反 方向循行一周，产生干涉， 当环路平面有旋转角速度 时，干涉条纹会发生移动。 • 由Sagnac效应（由于光纤陀螺旋转产生了两束光 的相位差） • 其中S是光纤环面积，N是匝数，λ是波长，c是真 空中光速。便可以求得角速度w 。 调制器 光纤环 B 宽谱光源 # 0 # 1  起偏器 # 2 光电探测器 调制器 光纤环 B 宽谱光源 # 0 # 1  起偏器 # 2 光电探测器 SLD发出的相干性较好的光束，通过P而成线偏光,再分束成两束光，经 IOC调制加上适当的相位差Φ0后，通过由保偏光纤绕制而成的光纤环， 利用Sagnac效应产生的相位差补偿初始相位差Φ0 ，使两束光的相位相 同，更易于探测，这由PIN探测并通过改变控制IOC调制的初始相位差 Φ0 来实现。 磁场环境带来的影响 磁光法拉第效应：一束线偏振光在磁场作用下通过 磁光材料时它的偏振面将发生旋转，旋转角θ正比于磁 场沿着偏振光通过材料路径的线积分θ＝V·l·B 。 光纤陀螺的应用及发展 •现代导航仪器中的关键部件,精度可达0.01 °/h 最高精度已达到0.00001 °/h (2008) Part 1 军用方面 Part 2 民用方面 光纤陀螺的应用及发展 • 在军用方面，飞机、舰艇、潜艇以及导弹均将装 备光纤陀螺用以导航和制导，而且卫星、宇宙飞 船上也将会装备光纤陀螺仪用于与地形跟踪匹配 和导向，火箭发射场上光纤陀螺仪用于火箭升空 发射跟踪及测定等。 光纤陀螺的应用及发展 • 在民用方面，光纤陀螺仪可用于飞机导航和石油 勘察、钻井导向（确定下钻的位置），特别是在 工业上的应用具有极大的发展潜力。 • 捷联式惯性测量系统 参考并阅读的文献 • [1] K.Hotate,and K.Tabe. Drift of an Optical Fiber Gyroscope Caused