CN116045945A - 光纤陀螺旋转调制的光电控制方法及装置 - Google Patents
光纤陀螺旋转调制的光电控制方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116045945A CN116045945A CN202310331034.8A CN202310331034A CN116045945A CN 116045945 A CN116045945 A CN 116045945A CN 202310331034 A CN202310331034 A CN 202310331034A CN 116045945 A CN116045945 A CN 116045945A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light beam
- fiber
- photoelectric switch
- photoelectric
- waveguide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims description 73
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 62
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 34
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 25
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims description 24
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000011664 signaling Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
- G01C19/72—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams with counter-rotating light beams in a passive ring, e.g. fibre laser gyrometers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
本发明涉及光纤陀螺技术领域,公开了一种光纤陀螺旋转调制的光电控制方法及装置,用于提高光纤陀螺的测试效率以及准确率。方法包括:通过光电开关组合响应第一光电控制信号;控制第一光电开关以及第二光电开关进行连通,并获取第一光束,以及获取第二光束;对第一光束和第二光束进行波导调制,生成第一负反馈信息并通过第一负反馈信息对光纤陀螺进行第一旋转调制;接收并响应第二光电控制信号,并控制光电开关组合按照第二预设光路进行连通,生成与第一光束的偏振方向相反的第三光束以及与第二光束的偏振方向相反的第四光束;对第三光束和第四光束进行波导调制,生成第二负反馈信息并通过第二负反馈信息对光纤陀螺进行第二旋转调制。
Description
技术领域
本发明涉及光纤陀螺技术领域,尤其涉及一种光纤陀螺旋转调制的光电控制方法及装置。
背景技术
工程上应用过程中,为了充分体现陀螺性能和降低环境干扰引起的陀螺漂移,光纤陀螺在***上通常采用机械旋转调制技术,该技术的主要目的是通过台体的翻滚运动带动光纤陀螺,尤其是正反向的旋转运动可以实现空间场的均匀作用,以此抵消在空间温度梯度不均以及磁场等引起陀螺漂移。
上述调制技术的缺点是台体采用机械联轴器及电机,体积大、响应慢、有机械误差且可靠性差。另外在光纤陀螺元件的生产和测试过程中上述台体的成本高且不利于陀螺批量测试。基于以上考虑,有必要采用一种高效的非机械旋转方式实现上述旋转调制效应。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种光纤陀螺旋转调制的光电控制方法及装置,解决了对光纤陀螺进行测试时准确率较低的技术问题。
本发明提供了一种光纤陀螺旋转调制的光电控制方法,所述光纤陀螺旋转调制的光电控制方法包括:基于预置的光纤陀螺接收第一光电控制信号,并通过所述光纤陀螺中的光电开关组合响应所述第一光电控制信号,所述光纤陀螺包括:光纤环圈、Y波导以及光电开关组合,其中,所述光电开关组合包括:第一光电开关以及第二光电开关;分别控制所述第一光电开关以及所述第二光电开关按照第一预设光路进行连通,并获取所述第一预设光路的连通状态,其中,所述连通状态包括:连通以及不连通;当所述第一预设光路连通时,基于所述光纤陀螺中的光源发射目标光束,并通过所述Y波导对所述目标光束进行分束,生成第一分束和第二分束;获取第一分束通过所述第一光电开关后所述光纤环圈所产生的第一光束;获取所述第二分束在通过所述第二光电开关后所述光纤环圈所产生的第二光束;对所述第一光束和所述第二光束进行波导调制,生成第一负反馈信息,并通过所述第一负反馈信息对所述光纤陀螺进行第一旋转调制;通过所述光纤陀螺接收第二光电控制信号,并通过所述光电开关组合响应所述第二光电控制信号;控制所述光电开关组合按照第二预设光路进行连通,并获取所述第二预设光路的连通状态;当所述第二预设光路连通时,获取所述第一光电开关对应的第三光束,其中,所述第三光束与所述第一光束的偏振方向相反;获取所述第二光电开关对应的第四光束,其中,所述第四光束与所述第二光束的偏振方向相反;对所述第三光束和所述第四光束进行波导调制,生成第二负反馈信息,并通过所述第二负反馈信息对所述光纤陀螺进行第二旋转调制。
在本发明中,所述基于预置的光纤陀螺接收第一光电控制信号,并通过所述光纤陀螺中的光电开关组合响应所述第一光电控制信号,所述光纤陀螺包括:光纤环圈、Y波导以及光电开关组合,其中,所述光电开关组合包括:第一光电开关以及第二光电开关,包括:基于预置的光纤陀螺接收第一光电控制信号,其中,所述光纤陀螺包括:光电开关组合、光纤环圈以及Y波导;将所述第一光电控制信号传输至所述光电开关组合,其中,所述光电开关组合包括:第一光电开关以及第二光电开关;通过所述第一光电开关以及所述第二光电开关接收并响应所述第一光电控制信号。
在本发明中,所述对所述第一光束和所述第二光束进行波导调制,生成第一负反馈信息,包括:通过所述Y波导,对第一光束和所述第二光束进行合束干涉,生成第一干涉光束;通过所述光纤陀螺中的探测器生成与所述第一干涉光束对应的第一干涉信号;将所述第一干涉信号传输至所述Y波导进行信号处理,生成第一负反馈信息,并通过所述第一负反馈信息对所述光纤陀螺进行第一旋转调制。
在本发明中,所述对所述第三光束和所述第四光束进行波导调制,生成第二负反馈信息,包括:通过所述Y波导,对第三光束和所述第四光束进行合束干涉,生成第二干涉光束;通过所述光纤陀螺中的探测器生成与所述第二干涉光束对应的第二干涉信号;将所述第二干涉信号传输至所述Y波导进行信号处理,生成第二负反馈信息,并通过所述第二负反馈信息对所述光纤陀螺进行第二旋转调制。
本发明还提供了一种光纤陀螺旋转调制的光电控制装置,该装置包括:
控制信号接收模块,用于基于预置的光纤陀螺接收第一光电控制信号,并通过所述光纤陀螺中的光电开关组合响应所述第一光电控制信号,所述光纤陀螺包括:光纤环圈以及Y波导以及光电开关组合,其中,所述光电开关组合包括:第一光电开关以及第二光电开关;
第一光束分束模块,用于分别控制所述第一光电开关以及所述第二光电开关按照第一预设光路进行连通,并获取所述第一预设光路的连通状态,其中,所述连通状态包括:连通以及不连通,当所述第一预设光路连通时,基于所述光纤陀螺中的光源发射目标光束,并通过所述Y波导对所述目标光束进行分束,生成第一分束和第二分束,获取第一分束通过所述第一光电开关后所述光纤环圈所产生的第一光束,取所述第二分束在通过所述第二光电开关后所述光纤环圈所产生的第二光束;
第一波导调制模块,用于对所述第一光束和所述第二光束进行波导调制,生成第一负反馈信息,并通过所述第一负反馈信息对所述光纤陀螺进行第一旋转调制;
第二光束分束模块,用于通过所述光纤陀螺接收第二光电控制信号,并通过所述光电开关组合响应所述第二光电控制信号,控制所述光电开关组合按照第二预设光路进行连通,并获取所述第二预设光路的连通状态,当所述第二预设光路连通时,获取所述第一光电开关对应的第三光束,其中,所述第三光束与所述第一光束的偏振方向相反,获取所述第二光电开关对应的第四光束,其中,所述第四光束与所述第二光束的偏振方向相反;
第二波导调制模块,用于对所述第三光束和所述第四光束进行波导调制,生成第二负反馈信息,并通过所述第二负反馈信息对所述光纤陀螺进行第二旋转调制。
本发明提供的技术方案中,基于预置的光纤陀螺接收第一光电控制信号,并通过所述光纤陀螺中的光电开关组合响应所述第一光电控制信号,所述光纤陀螺包括:光纤环圈、Y波导以及光电开关组合,其中,所述光电开关组合包括:第一光电开关以及第二光电开关;分别控制所述第一光电开关以及所述第二光电开关按照第一预设光路进行连通,并获取所述第一预设光路的连通状态,其中,所述连通状态包括:连通以及不连通;当所述第一预设光路连通时,基于所述光纤陀螺中的光源发射目标光束,并通过所述Y波导对所述目标光束进行分束,生成第一分束和第二分束;获取第一分束通过所述第一光电开关后所述光纤环圈所产生的第一光束;获取所述第二分束在通过所述第二光电开关后所述光纤环圈所产生的第二光束;对所述第一光束和所述第二光束进行波导调制,生成第一负反馈信息,并通过所述第一负反馈信息对所述光纤陀螺进行第一旋转调制;通过所述光纤陀螺接收第二光电控制信号,并通过所述光电开关组合响应所述第二光电控制信号;控制所述光电开关组合按照第二预设光路进行连通,并获取所述第二预设光路的连通状态;当所述第二预设光路连通时,获取所述第一光电开关对应的第三光束,其中,所述第三光束与所述第一光束的偏振方向相反;获取所述第二光电开关对应的第四光束,其中,所述第四光束与所述第二光束的偏振方向相反;对所述第三光束和所述第四光束进行波导调制,生成第二负反馈信息,并通过所述第二负反馈信息对所述光纤陀螺进行第二旋转调制,本发明通过光电开关控制光束方向、Y波导调制电压波形控制转速大小,实现正反方向和任意转速大小的旋转控制,进而提高了光纤陀螺的测试效率以及准确率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中光纤陀螺旋转调制的光电控制方法流程图。
图2为本发明实施例中Y波导施加叠加转速阶梯波形的示意图。
图3为本发明实施例中光电切换实现光束换向以及转速调制的示意图。
图4为本发明实施例中对第一光束和第二光束进行波导调制的流程图。
图5为本发明实施例中偏振控制型光电开关换向器示意图。
图6为本发明实施例中强度控制型光电开关换向器示意图。
图7为本发明实施例中光纤陀螺旋转调制的光电控制装置的示意图。
附图标记:
201、第一光源;202、第一耦合器;203、第一Y波导;2041、第一光电开关;2042、第二光电开关;2051、第二耦合器;2052、第三耦合器;206、第一光纤环圈;207、探测器;400、第二Y波导;401、第一电压驱动信号;4021、第一偏振控制器开关;4022、第二偏振控制器开关;4031、第一偏振耦合器;4032、第二偏振耦合器;4033、第三偏振耦合器;4034、第四偏振耦合器;500、第三Y波导;501、第二电压驱动信号;5021、第三光电开关;5022、第四光电开关;5023、第五光电开关;5024、第六光电开关;5031、第四耦合器;5032、第五耦合器;5033、第六耦合器;5034、第七耦合器;504、第二光纤环圈;601、控制信号接收模块;602、第一光束分束模块;603、第一波导调制模块;604、第二光束分束模块;605、第二波导调制模块。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
为便于理解,下面对本发明实施例的具体流程进行描述,请参阅图1,图1是本发明实施例的光纤陀螺旋转调制的光电控制方法的流程图,如图1所示,该流程图包括以下步骤:
S1001、基于预置的光纤陀螺接收第一光电控制信号,并通过光纤陀螺中的光电开关组合响应第一光电控制信号,光纤陀螺包括:光纤环圈、Y波导以及光电开关组合,其中,光电开关组合包括:第一光电开关以及第二光电开关;
S1002、分别控制第一光电开关以及第二光电开关按照第一预设光路进行连通,并获取第一预设光路的连通状态,其中,连通状态包括:连通以及不连通;
S1003、当第一预设光路连通时,基于光纤陀螺中的光源发射目标光束,并通过Y波导对目标光束进行分束,生成第一分束和第二分束;
S1004、获取第一分束通过第一光电开关后光纤环圈所产生的第一光束;
S1005、获取第二分束在通过第二光电开关后光纤环圈所产生的第二光束;
具体的,调制转速的大小为常值(比如10º/s),如图2所示,陀螺干涉仪应该同时完成两部分转速,其一是对待测转速的提取,其二是额外的调制转速的施加。为了实现对待测转速检测同时加入额外的恒定调制转速,需要在Y波导调制端的阶梯波中加入大小相对应的阶梯电压,波形如图2所示,其中虚线台阶高代表调制转速大小对应的,实线台阶高代表陀螺待敏感的转速。
S1006、对第一光束和第二光束进行波导调制,生成第一负反馈信息,并通过第一负反馈信息对光纤陀螺进行第一旋转调制;
S1007、通过光纤陀螺接收第二光电控制信号,并通过光电开关组合响应第二光电控制信号;
S1008、控制光电开关组合按照第二预设光路进行连通,并获取第二预设光路的连通状态;
S1009、当第二预设光路连通时,获取第一光电开关对应的第三光束,其中,第三光束与第一光束的偏振方向相反;
S1010、获取第二光电开关对应的第四光束,其中,第四光束与第二光束的偏振方向相反;
S1011、对第三光束和第四光束进行波导调制,生成第二负反馈信息,并通过第二负反馈信息对光纤陀螺进行第二旋转调制。
在一具体实施例中,如图3所示,在光纤陀螺接收到第一光电控制信号,下第一光电开关2041和第二光电开关2042默认为直通(图中实线),在有外界光电控制信号状态下上述两个开关切换到虚线端,通过光电开关的控制实现光束的换向。第一光源201通过第一耦合器202后通过第一Y波导203后分束,一束通过第一光电开关2041直接入射到第二耦合器2051,另一束光通过第二光电开关2042直接入射到第三耦合器2052,上述两束光分别沿相反方向通过第一光纤环圈206,然后依次通过相应的耦合器、光电开关回到Y波导进行合束干涉,之后干涉光通过第一耦合器202,然后在探测器207上形成干涉强度信号,供调制解调信号进行负反馈给Y波导。为了起到对光纤陀螺旋转转速的效果,通常在波导上加入一个较大的速度V,于是,上述光路可以实现一个对陀螺新型恒定转速V,沿着一个方向旋转的旋转调制。同时,为了实现光路快速反向,在原有陀螺结构中引入第一光电开关2041以及第二光电开关2042,需要说明的是,该光电开关的作用是在有光电切换信号时,完成光路通光的切换,即切断原来默认连通的光路,连通另一端断开的光路。以第一光电开关2041为例,当切换信号为1时,切断和第二耦合器2051的连接,连通和第三耦合器2052的连接,其中,第二光电开关2042与此类似,光路上连通第二耦合器2051,切断第三耦合器2052,上述两个光电开关如同铁路上的扳道叉一样,将原来正反时针通过环圈的光束分别做以180度的变向,改为反正时针通过环圈,犹如将光纤环圈的旋转轴作了180度翻转,从而实现环圈的敏感轴的极性调换。通过波导设置相应的电压可以实现任意方向和大小的旋转转速的设置。于是通过光电开关和Y波导的调制控制等效实现任意转速的旋转调制。
本发明实施例中,通过光纤陀螺中的光电开关组合响应第一光电控制信号;控制第一光电开关以及第二光电开关按照第一预设光路进行连通,并获取第一光电开关连通时光纤环圈所产生的第一光束,以及获取第二光电开关连通时光纤环圈所产生的第二光束;对第一光束和第二光束进行波导调制,生成第一负反馈信息;接收并响应第二光电控制信号,并控制光电开关组合按照第二预设光路进行连通,生成与第一光束的偏振方向相反的第三光束以及与第二光束的偏振方向相反的第四光束;对第三光束和第四光束进行波导调制,生成第二负反馈信息,本发明通过光电开关控制光束方向、Y波导调制电压波形控制转速大小,实现正反方向和任意转速大小的旋转控制,进而提高了光纤陀螺的测试效率以及准确率。
在一具体实施例中,执行步骤S101的过程可以具体包括如下步骤:
(1)基于预置的光纤陀螺接收第一光电控制信号,其中,光纤陀螺包括:光电开关组合、光纤环圈以及Y波导;
(2)将第一光电控制信号传输至光电开关组合,其中,光电开关组合包括:第一光电开关以及第二光电开关;
(3)通过第一光电开关以及第二光电开关接收并响应第一光电控制信号。
在一具体实施例中,如图4所示,执行步骤S103的过程可以具体包括如下步骤:
S301、通过Y波导,对第一光束和第二光束进行合束干涉,生成第一干涉光束;
S302、通过光纤陀螺中的探测器生成与第一干涉光束对应的第一干涉信号;
S303、将第一干涉信号传输至Y波导进行信号处理,生成第一负反馈信息,并通过第一负反馈信息对光纤陀螺进行第一旋转调制。
在一具体实施例中,执行步骤S105的过程可以具体包括如下步骤:
(1)通过Y波导,对第三光束和第四光束进行合束干涉,生成第二干涉光束;
(2)通过光纤陀螺中的探测器生成与第二干涉光束对应的第二干涉信号;
(3)将第二干涉信号传输至Y波导进行信号处理,生成第二负反馈信息,并通过第二负反馈信息对光纤陀螺进行第二旋转调制。
在一具体实施例中,当上述光电开关组合采用偏振控制型铌酸锂调制器时,如图5所示,第一电压驱动信号401为0、1类型的数字方波信号,占空比为50:50,其中信号周期为正反两个转速的保持时间,假设1代表逆时针旋转,则0代表逆时针旋转。第一偏振控制器开关4021以及第二偏振控制器开关4022在接收到第一电压驱动信号401后,对通过偏振控制开关的光纤光束进行偏振控制,控制的方法是对偏振方向进行90°的旋转,即当控制信号方向后,偏振方向旋转90°,对于保偏光纤而言,该偏振控制器可以将光纤X轴(平行)方向的偏振光扭转成Y轴(垂直)方向的偏振光。为了叙述方便假设低电平为平行偏振光,高电平调整为垂直偏振光。假设一开始为低电平电压驱动信号,则从第二Y波导400分束入射进入第一偏振控制器开关4021和第二偏振控制器开关4022的光束保持平行偏振方向,通过第一偏振耦合器4031和第二偏振耦合器4032,上述两个耦合器为偏振型耦合器,其中直通端具有平行方向偏振器,垂直偏振光被完全滤除。同理,耦合端具有垂直方向偏振器,平行偏振光被完全滤除。这样两束平行偏振光到达第三偏振耦合器4033以及第四偏振耦合器4034,上述两个偏振器为普通的偏振器耦合器(平行偏振光可以通过,垂直偏振光亦可通过)。然后通过环圈后两束光反向通过耦合器第四偏振耦合器4034,第三偏振耦合器4033再从直通端通过耦合器第二偏振耦合器4032、第一偏振耦合器4031后通过偏振控制器第二偏振控制器开关4022、第一偏振控制器开关4021后于波导处汇合并干涉,当第一电压驱动信号401为高电平的时候与上述传输路径不同,波导分束后的两束输入光通过第一偏振控制器开关4021和第二偏振控制器开关4022时,产生垂直于纸面的垂向偏振光,上述垂向偏振光通过第一偏振耦合器4031和第二偏振耦合器4032时,直通端阻断,耦合端通过,两束输入光成十字交叉方向交换射向到第三偏振耦合器4033以及第四偏振耦合器4034。考虑光纤环圈形成较长,快慢轴偏振光的光程差具有较大差异,所以有必要将上述垂向偏振光通过90°熔接实现快慢轴的切换,这样就将垂向偏振光再次调整为平行偏振光(要求低损耗熔接,比如损耗小于0.1dB)。上述两束交叉方向传输的平行偏振光分别从相对方向通过光纤环圈后再次从相对应的第三偏振耦合器4033以及第四偏振耦合器4034出射,通过90°熔接点后进入第一偏振耦合器4031和第二偏振耦合器4032后,通过第一偏振控制器开关4021和第二偏振控制器开关4022后到达Y波导进行干涉。结合图5,电压信号的高低电平控制光束分别从平行方向入射/出射光纤环圈以及交叉方向入射/出射环圈,达到了对光纤环圈的角速度方向测试的方向,实现了敏感环圈敏感轴换向的等效效果。
在一具体实施例中,当上述光电开关组合采用强度控制型光电开关换向器时,如图6所示,Y波导输入的两光束,分别通过第四耦合器5031和第五耦合器5032到达第三光电开关5021、第四光电开关5022、第五光电开关5023以及第六光电开关5024处,在第二电压驱动信号501的驱动下确定光路的通断,在本发明实施例中,假定低电平电压信号对上述光开关选通,高电平对上述光开关阻断。于是,如果开始是低电平信号,则两束光分别从耦合器的平行直通端通过,交叉耦合端电压控制信号为非门(高电平)阻断。上述两束光通过第三光电开关5021、第四光电开关5022后再经耦合器第六耦合器5033、第七耦合器5034后经过第二光纤环圈504后再次通过第七耦合器5034、第六耦合器5033及相应直通端通过第五耦合器5032、第四耦合器5031到达第三Y波导500进行干涉。类似地,当第二电压驱动信号501为高电平时,相应的耦合器交叉端选通,直通端阻断。于是从波导输入的两束光分别从第四耦合器5031、第五耦合器5032经由第五光电开关5023以及第六光电开关5024后再经第六耦合器5033、第七耦合器5034后环绕第二光纤环圈504后再从第六耦合器5033、第七耦合器5034经过,再通过第五光电开关5023以及第六光电开关5024后,经过第五耦合器5032、第四耦合器5031后到达第三Y波导500进行干涉,在第二电压驱动信号501高低电平下两束光从相反方向通过光纤环圈,实现了转速检测的换向,等效于陀螺对称轴进行翻转。
本发明实施例还提供了一种光纤陀螺旋转调制的光电控制装置,如图7所示,该光纤陀螺旋转调制的光电控制装置具体包括:
控制信号接收模块601,用于基于预置的光纤陀螺接收第一光电控制信号,并通过所述光纤陀螺中的光电开关组合响应所述第一光电控制信号,所述光纤陀螺包括:光纤环圈以及Y波导以及光电开关组合,其中,所述光电开关组合包括:第一光电开关以及第二光电开关;
第一光束分束模块602,用于分别控制所述第一光电开关以及所述第二光电开关按照第一预设光路进行连通,并获取所述第一预设光路的连通状态,其中,所述连通状态包括:连通以及不连通,当所述第一预设光路连通时,基于所述光纤陀螺中的光源发射目标光束,并通过所述Y波导对所述目标光束进行分束,生成第一分束和第二分束,获取第一分束通过所述第一光电开关后所述光纤环圈所产生的第一光束,取所述第二分束在通过所述第二光电开关后所述光纤环圈所产生的第二光束;
第一波导调制模块603,用于对所述第一光束和所述第二光束进行波导调制,生成第一负反馈信息,并通过所述第一负反馈信息对所述光纤陀螺进行第一旋转调制;
第二光束分束模块604,用于通过所述光纤陀螺接收第二光电控制信号,并通过所述光电开关组合响应所述第二光电控制信号,控制所述光电开关组合按照第二预设光路进行连通,并获取所述第二预设光路的连通状态,当所述第二预设光路连通时,获取所述第一光电开关对应的第三光束,其中,所述第三光束与所述第一光束的偏振方向相反,获取所述第二光电开关对应的第四光束,其中,所述第四光束与所述第二光束的偏振方向相反;
第二波导调制模块605,用于对所述第三光束和所述第四光束进行波导调制,生成第二负反馈信息,并通过所述第二负反馈信息对所述光纤陀螺进行第二旋转调制。
通过上述各个模块的协同合作,基于预置的光纤陀螺接收第一光电控制信号,并通过所述光纤陀螺中的光电开关组合响应所述第一光电控制信号,所述光纤陀螺包括:光纤环圈以及Y波导以及光电开关组合,其中,所述光电开关组合包括:第一光电开关以及第二光电开关;分别控制所述第一光电开关以及所述第二光电开关按照第一预设光路进行连通,并获取所述第一预设光路的连通状态,其中,所述连通状态包括:连通以及不连通;当所述第一预设光路连通时,基于所述光纤陀螺中的光源发射目标光束,并通过所述Y波导对所述目标光束进行分束,生成第一分束和第二分束;获取第一分束通过所述第一光电开关后所述光纤环圈所产生的第一光束;获取所述第二分束在通过所述第二光电开关后所述光纤环圈所产生的第二光束;对所述第一光束和所述第二光束进行波导调制,生成第一负反馈信息,并通过所述第一负反馈信息对所述光纤陀螺进行第一旋转调制;通过所述光纤陀螺接收第二光电控制信号,并通过所述光电开关组合响应所述第二光电控制信号;控制所述光电开关组合按照第二预设光路进行连通,并获取所述第二预设光路的连通状态;当所述第二预设光路连通时,获取所述第一光电开关对应的第三光束,其中,所述第三光束与所述第一光束的偏振方向相反;获取所述第二光电开关对应的第四光束,其中,所述第四光束与所述第二光束的偏振方向相反;对所述第三光束和所述第四光束进行波导调制,生成第二负反馈信息,并通过所述第二负反馈信息对所述光纤陀螺进行第二旋转调制,本发明通过光电开关控制光束方向、Y波导调制电压波形控制转速大小,实现正反方向和任意转速大小的旋转控制,进而提高了光纤陀螺的测试效率以及准确率。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种光纤陀螺旋转调制的光电控制方法,其特征在于,所述光纤陀螺旋转调制的光电控制方法包括:
基于预置的光纤陀螺接收第一光电控制信号,并通过所述光纤陀螺中的光电开关组合响应所述第一光电控制信号,所述光纤陀螺包括:光纤环圈、Y波导以及光电开关组合,其中,所述光电开关组合包括:第一光电开关以及第二光电开关;
分别控制所述第一光电开关以及所述第二光电开关按照第一预设光路进行连通,并获取所述第一预设光路的连通状态,其中,所述连通状态包括:连通以及不连通;
当所述第一预设光路连通时,基于所述光纤陀螺中的光源发射目标光束,并通过所述Y波导对所述目标光束进行分束,生成第一分束和第二分束;
获取第一分束通过所述第一光电开关后所述光纤环圈所产生的第一光束;
获取所述第二分束在通过所述第二光电开关后所述光纤环圈所产生的第二光束;
对所述第一光束和所述第二光束进行波导调制,生成第一负反馈信息,并通过所述第一负反馈信息对所述光纤陀螺进行第一旋转调制;
通过所述光纤陀螺接收第二光电控制信号,并通过所述光电开关组合响应所述第二光电控制信号;
控制所述光电开关组合按照第二预设光路进行连通,并获取所述第二预设光路的连通状态;
当所述第二预设光路连通时,获取所述第一光电开关对应的第三光束,其中,所述第三光束与所述第一光束的偏振方向相反;
获取所述第二光电开关对应的第四光束,其中,所述第四光束与所述第二光束的偏振方向相反;
对所述第三光束和所述第四光束进行波导调制,生成第二负反馈信息,并通过所述第二负反馈信息对所述光纤陀螺进行第二旋转调制。
2.根据权利要求1所述的光纤陀螺旋转调制的光电控制方法,其特征在于,所述基于预置的光纤陀螺接收第一光电控制信号,并通过所述光纤陀螺中的光电开关组合响应所述第一光电控制信号,所述光纤陀螺包括:光纤环圈、Y波导以及光电开关组合,其中,所述光电开关组合包括:第一光电开关以及第二光电开关,包括:
基于预置的光纤陀螺接收第一光电控制信号,其中,所述光纤陀螺包括:光电开关组合、光纤环圈以及Y波导;
将所述第一光电控制信号传输至所述光电开关组合,其中,所述光电开关组合包括:第一光电开关以及第二光电开关;
通过所述第一光电开关以及所述第二光电开关接收并响应所述第一光电控制信号。
3.根据权利要求1所述的光纤陀螺旋转调制的光电控制方法,其特征在于,所述对所述第一光束和所述第二光束进行波导调制,生成第一负反馈信息,包括:
通过所述Y波导,对第一光束和所述第二光束进行合束干涉,生成第一干涉光束;
通过所述光纤陀螺中的探测器生成与所述第一干涉光束对应的第一干涉信号;
将所述第一干涉信号传输至所述Y波导进行信号处理,生成第一负反馈信息,并通过所述第一负反馈信息对所述光纤陀螺进行第一旋转调制。
4.根据权利要求1所述的光纤陀螺旋转调制的光电控制方法,其特征在于,所述对所述第三光束和所述第四光束进行波导调制,生成第二负反馈信息,包括:
通过所述Y波导,对第三光束和所述第四光束进行合束干涉,生成第二干涉光束;
通过所述光纤陀螺中的探测器生成与所述第二干涉光束对应的第二干涉信号;
将所述第二干涉信号传输至所述Y波导进行信号处理,生成第二负反馈信息,并通过所述第二负反馈信息对所述光纤陀螺进行第二旋转调制。
5.一种光纤陀螺旋转调制的光电控制装置,其特征在于,用以执行如权利要求1至4任一项所述的光纤陀螺旋转调制的光电控制方法,包括:
控制信号接收模块,用于基于预置的光纤陀螺接收第一光电控制信号,并通过所述光纤陀螺中的光电开关组合响应所述第一光电控制信号,所述光纤陀螺包括:光纤环圈以及Y波导以及光电开关组合,其中,所述光电开关组合包括:第一光电开关以及第二光电开关;
第一光束分束模块,用于分别控制所述第一光电开关以及所述第二光电开关按照第一预设光路进行连通,并获取所述第一预设光路的连通状态,其中,所述连通状态包括:连通以及不连通,当所述第一预设光路连通时,基于所述光纤陀螺中的光源发射目标光束,并通过所述Y波导对所述目标光束进行分束,生成第一分束和第二分束,获取第一分束通过所述第一光电开关后所述光纤环圈所产生的第一光束,取所述第二分束在通过所述第二光电开关后所述光纤环圈所产生的第二光束;
第一波导调制模块,用于对所述第一光束和所述第二光束进行波导调制,生成第一负反馈信息,并通过所述第一负反馈信息对所述光纤陀螺进行第一旋转调制;
第二光束分束模块,用于通过所述光纤陀螺接收第二光电控制信号,并通过所述光电开关组合响应所述第二光电控制信号,控制所述光电开关组合按照第二预设光路进行连通,并获取所述第二预设光路的连通状态,当所述第二预设光路连通时,获取所述第一光电开关对应的第三光束,其中,所述第三光束与所述第一光束的偏振方向相反,获取所述第二光电开关对应的第四光束,其中,所述第四光束与所述第二光束的偏振方向相反;
第二波导调制模块,用于对所述第三光束和所述第四光束进行波导调制,生成第二负反馈信息,并通过所述第二负反馈信息对所述光纤陀螺进行第二旋转调制。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310331034.8A CN116045945A (zh) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | 光纤陀螺旋转调制的光电控制方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310331034.8A CN116045945A (zh) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | 光纤陀螺旋转调制的光电控制方法及装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116045945A true CN116045945A (zh) | 2023-05-02 |
Family
ID=86118516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310331034.8A Pending CN116045945A (zh) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | 光纤陀螺旋转调制的光电控制方法及装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116045945A (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4382681A (en) * | 1980-01-17 | 1983-05-10 | International Standard Electric Corporation | Measurement of rotation rate using Sagnac effect |
CA2016302A1 (en) * | 1989-05-15 | 1990-11-15 | Kenichi Okada | Fiber optic gyro |
CN101694386A (zh) * | 2009-10-22 | 2010-04-14 | 浙江大学 | 高灵敏度的光纤陀螺仪 |
US20160146607A1 (en) * | 2013-06-20 | 2016-05-26 | Tubitak (Turkiye Bilimsel Ve Teknolojik Arastirma Kurumu) | Dynamically monitoring the instantaneous zero rotation rate voltage of interferometric fiber optic gyroscope (ifog) |
CN110440784A (zh) * | 2018-05-04 | 2019-11-12 | 武汉长盈通光电技术有限公司 | 一种光路复用的多轴闭环光纤陀螺 |
CN113532412A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-10-22 | 浙江大学 | 一种提升干涉式光纤陀螺互易性的装置 |
CN114935348A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-08-23 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种基于光开关阵列的光纤环圈性能测试方法与*** |
-
2023
- 2023-03-31 CN CN202310331034.8A patent/CN116045945A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4382681A (en) * | 1980-01-17 | 1983-05-10 | International Standard Electric Corporation | Measurement of rotation rate using Sagnac effect |
CA2016302A1 (en) * | 1989-05-15 | 1990-11-15 | Kenichi Okada | Fiber optic gyro |
CN101694386A (zh) * | 2009-10-22 | 2010-04-14 | 浙江大学 | 高灵敏度的光纤陀螺仪 |
US20160146607A1 (en) * | 2013-06-20 | 2016-05-26 | Tubitak (Turkiye Bilimsel Ve Teknolojik Arastirma Kurumu) | Dynamically monitoring the instantaneous zero rotation rate voltage of interferometric fiber optic gyroscope (ifog) |
CN110440784A (zh) * | 2018-05-04 | 2019-11-12 | 武汉长盈通光电技术有限公司 | 一种光路复用的多轴闭环光纤陀螺 |
CN113532412A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-10-22 | 浙江大学 | 一种提升干涉式光纤陀螺互易性的装置 |
CN114935348A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-08-23 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种基于光开关阵列的光纤环圈性能测试方法与*** |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112710294B (zh) | 一种低光学噪声的双环并联谐振式陀螺***及方法 | |
CN101694386B (zh) | 高灵敏度的光纤陀螺仪 | |
CN105705907A (zh) | 低损耗光学陀螺仪装置 | |
CN108645405B (zh) | 一种光学陀螺与加速度计高度融合的惯性传感单元 | |
CN109738988B (zh) | 基于透镜的全固态水平二维光束转向装置 | |
CN115014318B (zh) | 一种空芯微结构光纤陀螺 | |
CN110849345A (zh) | 一种基于多圈微纳光纤三维谐振腔的微型谐振式光学陀螺 | |
CN109981182A (zh) | 一种四相位反射式相干光通信*** | |
CN116045945A (zh) | 光纤陀螺旋转调制的光电控制方法及装置 | |
CN117433500A (zh) | 基于光子芯片的偏振模式复用双倍光程的光纤陀螺 | |
CN114740669A (zh) | 一种纠缠光子源 | |
CN214375657U (zh) | 混合集成光电芯片以及光调制器、光纤陀螺 | |
US20220121081A1 (en) | Micro Magneto-optical Fiber Switch | |
CN102305629B (zh) | 基于高集成度加速度计的惯性测量*** | |
CN213957807U (zh) | 一种基于共线bbo晶体的双纠缠光子对发生装置 | |
CN113566806A (zh) | 单偏振低光学噪声空间微镜耦合***及数字信号处理*** | |
CN110601756B (zh) | 一种用于空间激光通信的电光章动耦合***及方法 | |
CN113532412A (zh) | 一种提升干涉式光纤陀螺互易性的装置 | |
CN113690727A (zh) | 一种单模光纤激光器单偏振光输出方法及装置 | |
CN106931958B (zh) | 一种三轴一体式光纤陀螺的解调方法 | |
RU2107318C1 (ru) | Многоканальный волоконно-оптический коммутатор | |
Ruff et al. | Self-healing free space optical link | |
CN220933304U (zh) | 一种保偏1x4双通磁光开关 | |
CN111811494B (zh) | 一种光纤陀螺光路的多次光学倍增装置及方法 | |
CN116045956B (zh) | 光纤陀螺及其基于光偏振态感测旋转的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20230502 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |