干涉式光纤陀螺技术发展综述 被引量：7

1

作者 邱嘉荦 王磊 +1 位作者 黄腾超 舒晓武 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第17期128-137,共10页

自20世纪70年代以来,伴随着光通信领域中光纤、光源和相位调制器等光学器件的逐渐应用和走向成熟,具有独特优势的基于Sagnac效应的干涉式光纤陀螺(IFOG)技术得到了迅速发展。40多年来,该技术从实验室走向了陆海空天等各个领域。回顾了I... 自20世纪70年代以来,伴随着光通信领域中光纤、光源和相位调制器等光学器件的逐渐应用和走向成熟,具有独特优势的基于Sagnac效应的干涉式光纤陀螺(IFOG)技术得到了迅速发展。40多年来,该技术从实验室走向了陆海空天等各个领域。回顾了IFOG技术的发展过程。首先,介绍了自Sagnac效应发现至实用化期间IFOG技术的探索历程。然后,阐述了IFOG经典的最小互易光学结构与信号处理方案。接着,梳理了IFOG技术在高精度、小型化和环境适应性等方面的研究现状。最后,分析了该技术发展、应用的趋势和方向。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤陀螺 非互易相位差 灵敏度 标度因数

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光纤陀螺正交磁漂移研究 被引量：5

2

作者 张登伟 董丹丹 +5 位作者 陈侃 黄腾超 张彩妮 王冬云 舒晓武 刘承 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期117-122,共6页

提出了与陀螺敏感环平面垂直的正交磁场作用下保偏光纤(PMF)陀螺产生非互易相位差(NPD)的理论,建立了相应的数学模型,并对该模型进行仿真分析和实验验证。正交磁致非互易相位差源于光纤的弯曲,与光纤环的直径、光纤直径、光纤长度及正... 提出了与陀螺敏感环平面垂直的正交磁场作用下保偏光纤(PMF)陀螺产生非互易相位差(NPD)的理论,建立了相应的数学模型,并对该模型进行仿真分析和实验验证。正交磁致非互易相位差源于光纤的弯曲,与光纤环的直径、光纤直径、光纤长度及正交磁场大小等参数密切相关。理论、仿真和实验结果表明,光纤环尾纤与集成光学元件(IOC)尾纤0°熔接的保偏光纤陀螺的正交磁漂移在一定范围内随机分布,而45°熔接的保偏光纤陀螺的正交磁漂移比较稳定,其正交磁漂移与正交磁场大小呈线性关系。 展开更多

关键词 光纤光学 保偏光纤陀螺 正交磁漂移 熔接角 非互易相位差 保偏光纤环

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光纤陀螺磁温耦合效应 被引量：4

3

作者 陈一平 梁璀 +3 位作者 张登伟 杨建华 车双良 刘承 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期147-152,共6页

提出了磁场和温度场共同作用下光纤陀螺产生磁温耦合效应的理论,建立了相应的数学模型,并对该模型进行仿真分析和实验验证.理论、仿真和实验结果表明,光纤陀螺产生的磁温交叉耦合度来自于磁场产生的非互易圆双折射、不同温度下光纤环上... 提出了磁场和温度场共同作用下光纤陀螺产生磁温耦合效应的理论,建立了相应的数学模型,并对该模型进行仿真分析和实验验证.理论、仿真和实验结果表明,光纤陀螺产生的磁温交叉耦合度来自于磁场产生的非互易圆双折射、不同温度下光纤环上热应力导致的双折射、光纤固有双折射、弯曲双折射等的相互作用.在20℃~60℃的范围内,保偏光纤直径为250μm,拍长为3mm,光纤长度为1 600m,光纤扭转率为1rad/m,光源波长为1 550nm,1 mT径向磁场产生的磁温交叉耦合度的最大值为6.796%. 展开更多

关键词 光纤陀螺 磁温耦合效应 磁温交叉耦合度 非互易相位差 保偏光纤线圈

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消偏光纤陀螺径向磁场问题的理论研究 被引量：7

4

作者 张登伟 舒晓武 +1 位作者 牟旭东 刘承 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期867-870,共4页

消偏光纤陀螺,由于单模光纤的不理想,外界磁场会对在光纤中转播的偏振光产生作用(Faraday效应),而产生一个与磁场有关的附加的非互易相位差。基于单色光,对径向磁场作用下的整个陀螺系统进行理论推导、分析,给出仿真结果和实验结果,并... 消偏光纤陀螺,由于单模光纤的不理想,外界磁场会对在光纤中转播的偏振光产生作用(Faraday效应),而产生一个与磁场有关的附加的非互易相位差。基于单色光,对径向磁场作用下的整个陀螺系统进行理论推导、分析,给出仿真结果和实验结果,并提出减小径向磁场作用下的Faraday非互易相位差的方法。 展开更多

关键词 消偏光纤陀螺 Faraday非互易相位差 残余线双折射 扭转 Lyot消偏器

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单模光纤环轴向磁场问题的理论研究 被引量：6

5

作者 张登伟 牟旭东 +1 位作者 舒晓武 刘承 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期672-675,共4页

去偏光纤陀螺的非理想单模光纤,在垂直于光纤环面的轴向磁场作用下,由于Faraday效应,在其中传播的正反两束光会产生一个与磁场有关的非互易相位差。本文基于单色光对在轴向磁场作用下的单模光纤环进行理论推导、分析,给出仿真结果和实... 去偏光纤陀螺的非理想单模光纤,在垂直于光纤环面的轴向磁场作用下,由于Faraday效应,在其中传播的正反两束光会产生一个与磁场有关的非互易相位差。本文基于单色光对在轴向磁场作用下的单模光纤环进行理论推导、分析,给出仿真结果和实验结果,并提出减小轴向磁场作用下的Faraday非互易相位差的方法。 展开更多

关键词 光纤陀螺 轴向磁场 Faraday非互易相位差 残余线双折射 扭转

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去偏光纤陀螺轴向磁场问题的理论研究 被引量：5

6

作者 张登伟 牟旭东 +1 位作者 舒晓武 刘承 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1561-1564,共4页

运用琼斯矩阵,对去偏光纤陀螺轴向磁场灵敏度进行研究.基于单色光分析了轴向磁场产生的法拉第非互易相位差的机理,理论推导了实际的非互易相位差,给出仿真结果、分析结果和实验结果,并提出减小轴向磁场作用下的Faraday非互易相位差的主... 运用琼斯矩阵,对去偏光纤陀螺轴向磁场灵敏度进行研究.基于单色光分析了轴向磁场产生的法拉第非互易相位差的机理,理论推导了实际的非互易相位差,给出仿真结果、分析结果和实验结果,并提出减小轴向磁场作用下的Faraday非互易相位差的主要方法是使得两个消偏器的45°误差之和(θ3+θ4)→0. 展开更多

关键词 去偏光纤陀螺Faraday非互易相位差 扭转 Lyot消偏器 轴向磁场

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干涉式光纤电流传感器 被引量：4

7

作者 张登伟 舒晓武 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期314-316,共3页

提出了使用干涉法精确测量较大电流的新方法。运用琼斯矩阵,分别对两种干涉系统敏感电流进行理论分析和推导,给出仿真结果,并提出使用双消偏干涉式光纤电流传感器系统可以测量极大的电流,使用单消偏系统精确测量较小电流的方案.与传统... 提出了使用干涉法精确测量较大电流的新方法。运用琼斯矩阵,分别对两种干涉系统敏感电流进行理论分析和推导,给出仿真结果,并提出使用双消偏干涉式光纤电流传感器系统可以测量极大的电流,使用单消偏系统精确测量较小电流的方案.与传统测量相比,此测量系统体积小、重量轻、可靠性高且易于野外操作,有很广阔的应用前景. 展开更多

关键词 干涉式 光纤电流传感器 Faraday非互易相位差 残余线双折射 扭转

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轴向磁敏法评价消偏陀螺的性能 被引量：1

8

作者 张登伟 舒晓武 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期813-815,共3页

Lyot消偏器的性能直接决定着消偏光纤陀螺的零偏精度,评价消偏器的好坏在光纤陀螺工程化中至关重要.当前保偏焊接机精度下,精确获得Lyot消偏器的45°角需要进行多次焊接,且传统的评价方法是长期测试陀螺零偏稳定性,效率很底.本文提... Lyot消偏器的性能直接决定着消偏光纤陀螺的零偏精度,评价消偏器的好坏在光纤陀螺工程化中至关重要.当前保偏焊接机精度下,精确获得Lyot消偏器的45°角需要进行多次焊接,且传统的评价方法是长期测试陀螺零偏稳定性,效率很底.本文提出通过增大垂直于光纤环面的轴向磁场,放大双消偏陀螺中的附加非互易相位差,从而短时间检测出陀螺的零偏.和传统的评价方法相比,本方法在检测Lyot消偏器45°误差方面效率提高了36倍,能评价的45°误差小于0.01°. 展开更多

关键词 消偏陀螺 评价Lyot消偏器 轴向磁场灵敏度 附加非互易相位差 残余线双折射 扭转

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两种消偏陀螺的轴向磁场灵敏度

9

作者 张登伟 牟旭东 +1 位作者 舒晓武 刘承 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期80-83,共4页

运用琼斯矩阵,分别建立了轴向磁场作用下,单消偏陀螺系统和双消偏陀螺系统产生Faraday非互易相位差的理论模型.导出了两种系统的非互易相位差的表达式,并对其进行理论分析和仿真,最后给出两种系统轴向磁场作用下的实验结果.提出:采用双... 运用琼斯矩阵,分别建立了轴向磁场作用下,单消偏陀螺系统和双消偏陀螺系统产生Faraday非互易相位差的理论模型.导出了两种系统的非互易相位差的表达式,并对其进行理论分析和仿真,最后给出两种系统轴向磁场作用下的实验结果.提出:采用双消偏系统并使得两个消偏器的45°误差之和趋于0,可以在很大程度上减小消偏陀螺的轴向磁场灵敏度. 展开更多

关键词 消偏光纤陀螺 Faraday非互易相位差 扭转 Lyot消偏器 轴向磁场

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轴向磁场对去偏陀螺消偏器的影响 被引量：1

10

作者 张登伟 牟旭东 +1 位作者 舒晓武 刘承 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1275-1278,共4页

分析了磁场对陀螺影响的机理。运用琼斯矩阵,基于单色光,导出了与消偏器绕向平行的轴向磁场,仍能对去偏光纤陀螺中理想的消偏器产生影响,从而给陀螺带来Faraday非互易相位差的具体公式,并给出了此相位差随保偏光纤扭转率变化的仿真结果... 分析了磁场对陀螺影响的机理。运用琼斯矩阵,基于单色光,导出了与消偏器绕向平行的轴向磁场,仍能对去偏光纤陀螺中理想的消偏器产生影响,从而给陀螺带来Faraday非互易相位差的具体公式,并给出了此相位差随保偏光纤扭转率变化的仿真结果和加磁场后的实验结果。仿真结果表明:具有扭转的消偏器能产生Faraday非互易相位差;实验结果表明:作用在消偏器上的轴向磁场影响去偏陀螺零偏精度。提出了减小作用在消偏器上的轴向磁场影响陀螺精度的主要方法:使构成两个消偏器的每段保偏光纤的扭转率φ→0。 展开更多

关键词 去偏光纤陀螺 Faraday非互易相位差 扭转 Lyot消偏器 轴向磁场

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保偏光纤陀螺轴向磁敏感特性研究 被引量：1

11

作者 张彩妮 杨梦放 +3 位作者 赵宇翔 张登伟 舒晓武 刘承 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期11-16,共6页

研究了与光纤线圈敏感轴平行的轴向磁场作用下保偏光纤陀螺的漂移特性,建立了保偏光纤陀螺产生的非互易相位差与入射光偏振态关系的数学模型,并对该模型进行了实验验证.结果表明：轴向磁场对保偏光纤陀螺产生的非互易相位差源于光纤线... 研究了与光纤线圈敏感轴平行的轴向磁场作用下保偏光纤陀螺的漂移特性,建立了保偏光纤陀螺产生的非互易相位差与入射光偏振态关系的数学模型,并对该模型进行了实验验证.结果表明：轴向磁场对保偏光纤陀螺产生的非互易相位差源于光纤线圈内光纤的弯曲,且与线圈中光纤扭转分布具有密切关系,即当线圈绕制完毕,光纤扭转分布固定时,对应的保偏光纤陀螺轴向磁场灵敏度不变;保偏光纤陀螺轴向磁场灵敏度与射入光纤线圈内光的偏振态密切相关,通过改变入射偏振光的入射角,可在0~5°/h/mT范围内改变典型保偏光纤陀螺的轴向磁场灵敏度. 展开更多

关键词 保偏光纤陀螺 轴向磁致非互易相位差 光纤线圈 光纤弯曲 光纤扭转 入射光的偏振态

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交叉绕制单模光纤环减小轴向磁场灵敏度

12

作者 张登伟 牟旭东 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期93-96,共4页

垂直光纤环面变化的轴向磁场会降低去偏陀螺的精度,因此提出减小轴向磁场灵敏度的新方法:用交叉绕法单模光纤环作为敏感环。与普通绕法相比,理想交叉绕法光纤环中的正反任一束光经过的路径可分为相等的两段,每段路径上产生的Faraday相... 垂直光纤环面变化的轴向磁场会降低去偏陀螺的精度,因此提出减小轴向磁场灵敏度的新方法:用交叉绕法单模光纤环作为敏感环。与普通绕法相比,理想交叉绕法光纤环中的正反任一束光经过的路径可分为相等的两段,每段路径上产生的Faraday相位延迟大小相等、符号相反,整个路径上相互抵消,从而两束光不存在与磁场有关的Faraday非互易相位差。仿真结果表明,交叉环有很低的轴向磁场灵敏度,与轴向磁场灵敏度为23.4°/(h·mT)的普通环相比,其他参数相同、不对称度为1%的交叉二极子光纤环,轴向磁场灵敏度仅为0.23°/(h·mT)。 展开更多

关键词 光纤陀螺 轴向磁场 Faraday非互易相位差 残余线双折射

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对称法减小去偏陀螺轴向磁场灵敏度

13

作者 张登伟 牟旭东 +1 位作者 舒晓武 刘承 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期2484-2487,共4页

基于单色光,利用琼斯矩阵,导出了去偏光纤陀螺对垂直于光纤环面的轴向磁场敏感的具体公式.分别对单个光纤环和两个对称的光纤环进行理论分析、给出仿真结果,并首次提出减小轴向磁场灵敏度的新方法:采用两个对称的光纤环减小轴向磁场灵敏... 基于单色光,利用琼斯矩阵,导出了去偏光纤陀螺对垂直于光纤环面的轴向磁场敏感的具体公式.分别对单个光纤环和两个对称的光纤环进行理论分析、给出仿真结果,并首次提出减小轴向磁场灵敏度的新方法:采用两个对称的光纤环减小轴向磁场灵敏度.与单个光纤环相比,不对称度为1%的两个对称光纤环,轴向磁场灵敏度可以下降到3‰以下. 展开更多

关键词 光纤陀螺 轴向磁场 Faraday非互易相位差 残余线双折射 扭转 对称光纤环

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