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激光器线宽对谐振式光纤陀螺标度因数的影响

2020-06-13于昌龙孙桂林于怀勇

中国惯性技术学报 2020年1期

司 琪,冯 喆,于昌龙,孙桂林,于怀勇,雷 明

(北京自动化控制设备研究所,北京100074)

谐振式光纤陀螺是基于光学Sagnac效应来检测载体相对于惯性空间的旋转角速度的传感器件[1-3],采用光纤环形谐振腔作为核心敏感部件,通过测量谐振腔顺时针和逆时针两路光的谐振频率的差值来得到转动角速度。在谐振式光纤陀螺系统中,具有一定线宽的激光器的相干长度会影响谐振腔输出的干涉光之间的相干度,造成谐振峰的展宽,影响谐振腔的清晰度。因此,随着激光器线宽的加宽,会使得谐振腔的谐振特性变差。为得到较好的谐振特性,以及为便于小型化应用,常使用连续可调谐的窄线宽半导体激光器作为光源。但是由于半导体激光器加工工艺的影响,其输出并不是理想的单频光,并且受外围驱动电路性能和温度漂移的影响,其线宽会发生不同程度的展宽。激光线宽的展宽制约着谐振式光纤陀螺的发展,因此定量分析半导体激光器线宽对陀螺性能的影响,不仅对激光器驱动的设计具有理论指导作用,更对谐振式光纤陀螺的发展具有重要意义。

在激光器对谐振式光纤陀螺影响的研究中,2003年浙江大学马慧莲课题组在激光器线宽对谐振式光纤陀螺谐振腔清晰度测试以及陀螺极限灵敏度的影响方面作出了一定的理论分析[4],而近几年针对激光器线宽的研究较少。2015年北京航空航天大学的冯丽爽课题组在激光器强度噪声对谐振式光纤陀螺的影响方面取得了较好的进展,并有效抑制了由激光器电流调谐导致的激光强度噪声[5]。……

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