国家自然科学基金(61171004)
- 作品数：10 被引量：24H指数：3
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- 新型混合式集成光学陀螺系统(英文)
- 2014年
- 提出了一种混合式集成光学陀螺系统结构。所有的无源光学器件在单一硅片上进行加工。光源和探测器等有源器件通过倒装焊的工艺进行键合。此种结构的主要优势是去除了外部的调制器,将陀螺系统的集成化提高到一个新水平。详细阐述了混合式集成光学陀螺的调制解调技术。系统的频率调节通过在激光器的输入电流上加载高频方波来实现。当陀螺旋转时,谐振腔内传输的两路光分离,输出呈方波形式,通过检测方波信号可以得到角速度的值。该研究对集成光学陀螺系统的研究有较大贡献。
- 冯丽爽王坤博郅银周王俊杰
- 关键词：电流调制
- 谐振式集成光学陀螺中电流调谐致强度噪声研究被引量：1
- 2015年
- 采用半导体激光器(LD)是谐振式集成光学陀螺(RIOG)小型化发展的重要趋势,但是LD的电流调谐特性会引入强度噪声.理论分析了电流调谐致强度噪声对开环RIOG性能的影响,得到频率锁定位置与LD输出光强之间为线性关系.随后,提出了基于频率锁定位置的强度噪声抑制方案,通过频率锁定位置实时监测LD输出光强的变化,根据监测值得到补偿系数,并补偿陀螺输出.建立了抑制电流调谐致强度噪声的理论模型,并进行了实验验证,RIOG的零偏稳定性由0.768(°)/s提高到0.103(°)/s.
- 郅银周冯丽爽王俊杰唐依创
- 关键词：强度噪声
- PDH技术中F-P腔特性对鉴频曲线的影响(英文)被引量：1
- 2014年
- 详细介绍和分析了基于Pound-Drever-Hall(PDH)方法的激光器稳频技术。仿真分析了法布里-珀罗(F-P)腔镜面反射率及腔内损耗对鉴频曲线的影响,当反射率为0.2、不考虑腔内损耗时,鉴频曲线线性动态范围和灵敏度分别为9.6 MHz和0.2 MHz-1。与此同时,当腔内损耗为1%时,线性动态范围和灵敏度变化为14.5 MHz和0.05 MHz-1。结果证明了镜面反射率及腔内损耗都会对鉴频曲线产生显著影响。
- 李海成冯丽爽王俊杰
- 关键词：反射率腔内损耗
- 基于微光学结构的空芯光子带隙光纤环形谐振腔研究被引量：6
- 2012年
- 光纤环形谐振腔是构成谐振式光纤陀螺的核心部件。提出了一种基于微光学结构的空芯光子带隙光纤环形谐振腔。建立了这种谐振腔的归一化传递函数模型,并且仿真分析了微光学结构参数与谐振腔特性和陀螺的极限灵敏度的关系。研制出基于微光学结构的空芯光子带隙光纤谐振腔的实验样品,完成了样品性能测试,在此基础上提出了下一步优化方案。研究结果为未来进一步研究基于微光学结构的谐振式空芯光子带隙光纤陀螺提供了理论和实验依据。
- 冯丽爽邓学文任小元刘惠兰
- 关键词：光纤光学
- 谐振式集成光学陀螺噪声分析与实验研究被引量：1
- 2012年
- 针对目前谐振式集成光学陀螺(IORG)输出检测精度与其理论极限灵敏度存在两个数量级差别的情况,分析了IORG系统中存在的主要噪声源;搭建了基于单光路锁频和单光路输出的IORG噪声分离系统;分别对无光情况下信号检测系统中各部分的噪声以及陀螺静态频率锁定情况下各部分的噪声影响进行了测试与分析;得到了系统的噪声分布情况。实验结果表明:光路噪声以及包括探测器热噪声和散粒噪声的电路固有噪声为系统的主要噪声源。
- 冯丽爽粟妮雷明马迎建
- 关键词：导波光学噪声分离
- 谐振式光子带隙光纤陀螺一体化方案(英文)
- 2015年
- 实现了使用光子带隙光纤的一体化谐振式光纤陀螺方案,设计并制作了谐振腔中基于微光学结构的耦合器。实验测得制作的谐振腔清晰度为3.7。搭建了基于该谐振腔的陀螺系统,并对其主、次偏振态的谐振曲线进行了实际测量。实验结果测得该系统60s零漂为2.45(°)/s,及1h长期稳定性为7.11(°)/s。同时,实现了对应陀螺输出±50(°)/s(积分时间10s)及±100(°)/s(积分时间10s)的模拟转速实验,验证了该陀螺系统的Sagnac效应。分析得到耦合损耗是影响该陀螺系统性能的主要因素。验证了该谐振腔结构具有应用于陀螺系统的可行性,为谐振式光纤陀螺性能进一步提高提供了参考。
- 冯丽爽任小元王爱民王俊杰郅银周
- 关键词：光纤传感器光子带隙光纤谐振腔
- 谐振式集成光学陀螺三角波调制误差分析被引量：4
- 2012年
- 在基于模拟三角波相位调制技术的谐振式集成光学陀螺(IORG)调制方案中,调制三角波参数受外界环境等变化而产生波动是陀螺输出误差的主要来源之一。给出了调制三角波参数与陀螺输出的特性关系;分析了调制三角波参数波动与陀螺标度因数的变化关系;仿真计算了调制三角波参数波动与陀螺输出非线性度的关系。搭建了IORG实验系统,通过采用精密高频波形产生器产生调制三角波,得到了1h零偏稳定性为0.69(°)/s,±500(°)/s动态范围内非线性度为0.96%的陀螺输出。实验验证了理论分析计算方法的正确性以及采用模拟三角波调制方法改善集成光学陀螺检测精度的可行性。
- 粟妮冯丽爽雷明马迎建
- 关键词：集成光学调制频率
- 三角波调制对谐振微光学陀螺偏置稳定性的影响(英文)
- 2015年
- 谐振式微光学陀螺是一种新型的惯性传感仪器,与传统的机械陀螺与其他光学陀螺相比具有很多理论上的优势。通过分析抑制载波和提高信噪比,深入地研究了三角波调制频率和幅度对谐振式微光学陀螺偏置稳定性的影响。通过理论计算和仿真分析,考虑得到更好的载波抑制效果,调制幅度应选为15.44V;考虑提高信噪比,调制频率应设为1 MHz。搭建了谐振式微光学陀螺系统,实验测试结果与理论分析吻合较好。此外,采用优化的调制参数,陀螺的偏置稳定性由0.39(°)/s提高到0.18(°)/s(10s积分时间)。研究结果表明:选择优化的调制三角波参数可以将陀螺偏置稳定性提高一倍,对于其他调制方案,如正弦波相位调制方案,同样可以通过分析载波抑制和信噪比优化调制参数,改善陀螺偏置稳定性。
- 刘惠兰唐依创郅银周冯丽爽王俊杰
- 关键词：谐振式微光学陀螺信噪比
- 亚微米硅基波导光学相位调制器的优化分析被引量：2
- 2012年
- 建立了基于注入式PIN结构的亚微米硅基波导光学相位调制器模型,对该调制器模型的光学特性和电学特性进行了理论分析和仿真,确定了器件的单偏振单模条件。在此条件下,重点分析并讨论了在不同结构参数与掺杂条件下器件调制效率的变化特性。结果表明,通过减小外脊高、增大掺杂浓度、减小波导区到掺杂区的距离、增大掺杂深度等均可有效提高器件的调制效率。在此基础上确定了器件的最优结构参数,结果表明其相位调制效率可达到19rad·V-1·mm-1,3dB带宽大于1GHz,同时该调制器还具有结构紧凑、工作电压低、易于集成的优点。
- 董正芳周震王坤博冯丽爽
- 关键词：光学器件绝缘体上硅PIN结构
- 石英振梁加速度计谐振器的结构设计被引量：9
- 2013年
- 石英谐振器的设计是实现高精度石英振梁加速度计的关键。首先对石英晶体的最优切型切角结构进行研究,确定石英晶体的最优切型切角为(xyt)5°。其次,理论分析并通过仿真验证了石英谐振器的结构参数对石英振梁加速度计标度因数的影响,并对石英谐振器的结构参数进行了优化。最后,对石英谐振器进行了模态仿真,并分析了石英谐振器的尺寸制作偏差对标度因数的影响。用有限元分析方法得到了石英谐振器的理想振型,且石英振梁加速度计的标度因数为40 Hz/g。理论及仿真结果表明该石英谐振器可应用于高标度因数石英振梁加速度计中。
- 冯丽爽王文璞周震杨功流
- 关键词：石英谐振器振梁加速度计有限元分析
