张桂才，冯 菁，马 林，王周祥

（天津航海仪器研究所，天津 300131）

基于Sagnac效应的光纤陀螺仪在惯性导航、控制和测量领域已经得到广泛应用。在传统光纤陀螺中，光按经典场处理，但探测过程被量子化，具有一种统计特征，被探测的光子数M服从泊松统计，光子数的标准偏差其中记为探测的平均光子数。换句话说，传统光纤陀螺的相位检测灵敏度受相对不确定性的影响，称为散粒噪声极限[1]。另一方面，作为一种角速率敏感器件，光纤陀螺的精度由相位响应以及最小相位分辨率 Δφ共同确定。相位响应也即Sagnac标度因数，正比于两束反向传播光波包围的面积，反比于干涉光波的波长λ。因此增加光纤线圈的长度和直径，或者采用较短波长可以增强光纤陀螺的精度。X射线以及电子、中子和原子的德布罗意波虽具有较短的波长，但波的产生和传导相当困难且闭合面积小，不具有精度优势[2]。因此传统光纤陀螺通常需要采用较大的结构尺寸和光纤长度来进一步提高精度[3-5]。

光子纠缠光纤陀螺仪提供了一种新的技术途径，可以突破经典Sagnac干涉仪的散粒噪声极限[2,6,7]。基于光子纠缠的光纤陀螺仪理论上能够较容易实现超相位分辨率（干涉条纹加倍），但能否实现量子增强的相位敏感，还要依赖于其干涉输出的相位不确定性是否突破经典光纤陀螺仪的标准量子极限，也即超相位检测灵敏度。光子纠缠干涉测量技术采用光的非经典态，一般由自发参量向下转换（SPDC）过程产生[8]。……