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掺铒光纤光源对光纤陀螺性能影响的研究
| 论文题名： | 掺铒光纤光源对光纤陀螺性能影响的研究 |
| 关键词： | 掺铒;光纤光源;高精度光纤陀螺;平均波长;波长稳定性;谱宽;偏振态;输出功率;测量精度;光纤光栅滤波器;噪声;双程后向结构;惯性导航系统;波动;泵浦;输出信噪比;检测灵敏度;功率稳定性;指标参数;信号检测 |
| 摘要： | 随着光纤陀螺在惯性导航系统中的广泛应用,其精度的提高成为目前研究的重点。作为光纤陀螺传感载波的发射源,光源性能的好坏直接影响了陀螺性能的提高。课题以设计应用于高精度光纤陀螺的掺铒光纤光源为目标,做了以下几方面的研究工作,为今后掺铒光纤光源以及光纤陀螺性能的提高奠定了基础。 论文从掺铒光纤光源的光路入手,详细论述了光源的物理参数和发光机理,对双程后向结构的掺铒光纤光源建立了物理模型,详细分析了光源的四个重要参数:谱宽、输出功率、平均波长稳定性、偏振态对光纤陀螺性能的影响,以此为基础分析高精度光纤陀螺用光源对这四个参数的要求,为满足这些要求,提出了一些解决措施。 从光源的相干性和光在单模光纤中的传输条件以及光纤陀螺中存在的瑞利后向散射噪声、偏振非互易误差噪声和过剩随机强度噪声的产生机理出发,分析光源谱宽及谱宽波动应满足的要求。 从光纤陀螺的信号检测以及探测器的输出信噪比出发,分析了光源输出功率以及功率波动对光纤陀螺的检测灵敏度和测量精度的影响,并提出了光纤陀螺为达到高精度,对光源功率和功率稳定性的要求。 分析了平均波长的稳定性对光纤陀螺的旋转测量精度的影响,详细分析了影响超辐射光纤光源平均波长的主要的五个参量因素(温度、泵浦功率、泵浦波长、返回的光功率、泵浦偏振态),并针对各个参量因素提出了一些解决办法。提出了平均波长稳定性的指标参数。 从整个光路出发,建立了偏振光经过Y波导的传输矩阵,分析了陀螺对光源偏振态的要求。对光源的消偏和保偏提出了一些措施。 在文章的最后,对整个光源系统进行了测试,对在不同谱宽波动情况下的最佳谱宽值进行了模拟计算,并针对实验室掺铒光纤光源的输出原始谱线仿真设计了掺铒长周期光纤光栅滤波器。 |
| 作者： | 齐雪 |
| 专业： | 精密仪器及机械 |
| 导师： | 李绪友 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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