RU203287U1 - Оптическая схема ВОГ для снижения шумов источника излучения - Google Patents
Оптическая схема ВОГ для снижения шумов источника излучения Download PDFInfo
- Publication number
- RU203287U1 RU203287U1 RU2020128988U RU2020128988U RU203287U1 RU 203287 U1 RU203287 U1 RU 203287U1 RU 2020128988 U RU2020128988 U RU 2020128988U RU 2020128988 U RU2020128988 U RU 2020128988U RU 203287 U1 RU203287 U1 RU 203287U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- paths
- polarization
- fiber
- directed
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 66
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- YJWDKWRVFJZBCJ-QVJDATKISA-N (4r,4as,7ar,12bs)-4a,9-dihydroxy-3-methylspiro[1,2,4,5,7a,13-hexahydro-4,12-methanobenzofuro[3,2-e]isoquinoline-6,2'-1,3-dihydroindene]-7-one Chemical compound C1C2=CC=CC=C2CC1(C([C@@H]1O2)=O)C[C@@]3(O)[C@H]4CC5=CC=C(O)C2=C5[C@@]13CCN4C YJWDKWRVFJZBCJ-QVJDATKISA-N 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области оптической интерферометрической измерительной техники и касается оптической схемы волоконно-оптического гироскопа. Оптическая схема содержит источник оптического излучения, оптический поляризатор, два оптических разветвителя, сохраняющих поляризацию, и оптический циркулятор, сохраняющий поляризацию. Первый оптический разветвитель обеспечивает разделение на компенсационный и измерительный оптические тракты. Компенсационный тракт направлен через преобразователь поляризации и, далее, на соединяющий эти тракты второй оптический разветвитель. Измерительный тракт направлен через оптический циркулятор в схему интегрально-оптическую многофункциональную и, затем, в волоконную катушку, а выходной сигнал от схемы интегрально-оптической многофункциональной через оптический циркулятор направлен на соединяющий тракты разветвитель, который направляет оптические сигналы обоих трактов на фотоприемное устройство. Технический результат заключается в уменьшении шумовой составляющей волоконно-оптического гироскопа на частоте, равной собственной частоте волоконного контура гироскопа. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к оптической интерферометрической измерительной технике, в частности к области измерительного оборудования, позволяющего уменьшить избыточный шум источника оптического излучения, используемого в датчике угловой скорости (волоконно-оптический гироскоп).
Уровень техники
Известен волоконно-оптический интерферометрический измерительный датчик (US 20160363446 А1, 2016), в котором уменьшение избыточного шума источника оптического излучения реализовано с использованием разделения сигналов источника оптического излучения на два сигнала ортогональных поляризаций. Один сигнал подается на измерительный интерферометр Саньяка, в то время как второй при помощи оптических делителей направляется в обратную сторону на фотоприемное устройство датчика. Преимуществом является высокая степень согласованности длин оптических путей двух сигналов. Недостатком является сложность оптической схемы, в связи с увеличением числа различных оптических компонентов, а также высокие потери мощности сигнала, поскольку оптические сигналы испытывают избыточные потери из-за необходимости проходить через одни и те же оптические компоненты повторно.
Задача, на решение которой направлено техническое решение, заключается в создании чувствительного элемента волоконно-оптического интерферометрического датчика, обладающего простой конструкцией, а также обеспечивающий высокий динамический диапазон.
Сущность полезной модели
Данная задача достигается за счет того, что излучение широкополосного источника оптического излучения (например, усилителя спонтанной эмиссии), поляризованное вдоль одной плоскости поляризации в оптическом волокне, разделяется на два сигнала, измерительный сигнал и компенсационный сигнал. Измерительный сигнал, проходя по оптическому тракту, попадает непосредственно в контур волоконно-оптического гироскопа, где измерительный сигнал, разделяясь на два луча, идущих навстречу друг другу, и испытывающих фазовый сдвиг в результате вращения гироскопа вместе с объектом интерферируют между собой. Интерференционный сигнал затем возвращается через оптический тракт на фотоприемное устройство для обработки и вычисления угловой скорости гироскопа. Компенсационный сигнал, после отделения от измерительного, подается непосредственно на фотоприемное устройство, при этом плоскость поляризации компенсационного сигнала повернута, относительно измерительного сигнала на 90° для исключения возможных интерференционных эффектов на фотоприемном устройстве. При попадании на фотоприемное устройство измерительный сигнал оказывается задержан на время т, соответствующее длине оптического контура волоконно-оптического гироскопа. Оба сигнала, измерительный и компенсационный содержат в себе одинаковый по характеристикам избыточный шум, присущий широкополосному источнику излучения. При попадании на фотоприемное устройство избыточный шум компенсационного сигнала оптически складывается с избыточным шумом измерительного сигнала. Поскольку демодуляция сигнала гироскопа производится на собственной частоте волоконного контура, а время задержки сигнала равно половине периода демодуляции, то при оптическом сложении сигналов происходит фактически вычитание избыточного шума источника оптического излучения из сигнала гироскопа.
Техническим результатом является уменьшение шумовой составляющей волоконно-оптического гироскопа на частоте, равной собственной частоте волоконного контура гироскопа. При этом не происходит существенных потерь мощности полезного сигнала.
Оптическая схема снижения шума волоконного гироскопа устроена и работает следующим образом. Оптическое излучение, выходя из широкополосного источника излучения 110 (фиг. 1), проходит через волоконный линейный поляризатор 111 (фиг. 1), приобретая соответствующее состояние поляризации. Линейно поляризованный свет S1, || затем попадает по оптическому тракту 12 в волоконный делитель 121 (фиг. 1), коэффициент деления которого преимущественно может находиться в пределах 0.95/0.05 ~ 0.90/0.10, в зависимости от потерь, вносимых чувствительным элементом ВОГ. Оптический сигнал S1, || делится соответственно коэффициенту деления на сигналы S2, || и S3, ||. Сигнал S1, ||, проходя по оптическому тракту 231 через оптический циркулятор 131 (фиг. 1) направляется в чувствительный элемент ВОГ 140 (фиг. 1). Оптический сигнал S2, ||, пройдя через схему интегрально-оптическую многофункциональную (СИОМ) 141 (фиг. 1) и волоконно-оптический контур 142 (фиг. 1), и проинтерферировав, преобразовывается в оптический сигнал S2', ||. Оптический сигнал S2', ||, пройдя через чувствительный элемент ВОГ 140 (фиг. 1) направляется через оптический циркулятор 131 по оптическому тракту 312 в оптический разветвитель 132 с коэффициентом деления 50/50 (с погрешностью ±5%) и, далее, идет на фотоприемное устройство 150.
Оптический сигнал S3, || направляется через оптический тракт 232. Проходя по оптическому тракту 232, оптический сигнал S3, || подвергается повороту плоскости поляризации путем прохождения через оптическое сварное соединение 130, оси сохранения поляризации которого соединены под углом 90°±1°. Оптический сигнал S3, ﬩ после поворота плоскости поляризации направляется через оптический разветвитель 132 на фотоприемное устройство 150. Далее, сумма сигналов S2', || и S3, ﬩ поступает через согласующие каскады на операционных усилителях на аналого-цифровой преобразователь 160 и, затем демодулируется на собственной частоте контура, т.е. вычитаются значения сигнала нечетных тактов из четных тактов, при этом происходит вычитание шума источника из сигнала с чувствительного элемента ВОГ.
Claims (2)
1. Оптическая схема волоконно-оптического гироскопа, содержащая источник оптического излучения, оптический поляризатор, два оптических разветвителя, сохраняющих поляризацию и оптический циркулятор, сохраняющий поляризацию, отличающаяся тем, что первый оптический разветвитель, сохраняющий поляризацию света и обеспечивающий разделение на два оптических тракта, один из которых, «компенсационный», направлен через преобразователь поляризации и, далее, на соединяющий эти тракты второй оптический разветвитель, сохраняющий поляризацию, а второй оптический тракт - «измерительный» направлен через оптический циркулятор, сохраняющий поляризацию, в схему интегрально-оптическую многофункциональную и, затем, в волоконную катушку, а выходной сигнал от схемы интегрально-оптической многофункциональной через указанный оптический циркулятор направлен на соединяющий тракты разветвитель, который направляет оптические сигналы обоих трактов на фотоприемное устройство.
2. Оптическая схема ВОГ по п. 1, отличающаяся тем, что в оптический тракт компенсационного сигнала встроен оптический регулируемый аттенюатор, управляемый вручную или автоматически.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020128988U RU203287U1 (ru) | 2020-09-01 | 2020-09-01 | Оптическая схема ВОГ для снижения шумов источника излучения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020128988U RU203287U1 (ru) | 2020-09-01 | 2020-09-01 | Оптическая схема ВОГ для снижения шумов источника излучения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU203287U1 true RU203287U1 (ru) | 2021-03-30 |
Family
ID=75356050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020128988U RU203287U1 (ru) | 2020-09-01 | 2020-09-01 | Оптическая схема ВОГ для снижения шумов источника излучения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU203287U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2444704C1 (ru) * | 2010-10-26 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Волоконно-оптический гироскоп |
| US20160363446A1 (en) * | 2014-02-26 | 2016-12-15 | Ixblue | Interferometric measurement device |
| CN104075704B (zh) * | 2014-06-26 | 2017-08-29 | 中航捷锐（北京）光电技术有限公司 | 一种具有双干涉仪系统的数字闭环光纤陀螺仪 |
| US20190331492A1 (en) * | 2016-06-20 | 2019-10-31 | Ixblue | Measuring system and gyrometer comprising such a system |
-
2020
- 2020-09-01 RU RU2020128988U patent/RU203287U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2444704C1 (ru) * | 2010-10-26 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Волоконно-оптический гироскоп |
| US20160363446A1 (en) * | 2014-02-26 | 2016-12-15 | Ixblue | Interferometric measurement device |
| CN104075704B (zh) * | 2014-06-26 | 2017-08-29 | 中航捷锐（北京）光电技术有限公司 | 一种具有双干涉仪系统的数字闭环光纤陀螺仪 |
| US20190331492A1 (en) * | 2016-06-20 | 2019-10-31 | Ixblue | Measuring system and gyrometer comprising such a system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11268811B2 (en) | Non-interferometric optical gyroscope based on polarization sensing | |
| CN109752581B (zh) | 偏振检偏式闭环全光纤电流互感器 | |
| CN102128967B (zh) | 三相共用超荧光光纤光源的光纤电流互感器 | |
| CN101660910B (zh) | 一种低噪声的双偏振干涉式光纤陀螺 | |
| JP6949950B2 (ja) | 測定システム及びかかるシステムを含むジャイロスコープ | |
| CN111337052B (zh) | 一种y波导参数测量仪、测量系统及测量方法 | |
| CN103743553B (zh) | 一种集成波导调制器的双通道光学性能测试装置及其偏振串音识别与处理方法 | |
| US6370289B1 (en) | Apparatus and method for electronic RIN reduction in fiber-optic sensors | |
| CN105091877A (zh) | 基于光的偏振态进行转动传感的方法及其光学陀螺仪 | |
| CN107328405A (zh) | 一种互易型差动式调频连续波干涉保偏光纤陀螺仪 | |
| CN112066972A (zh) | 一种单光源双偏振的光纤陀螺仪 | |
| CN115452012B (zh) | 一种超高灵敏的偏振分束结构移频探测的光频域偏振计 | |
| CN112066970A (zh) | 一种双独立偏振态的光纤陀螺结构 | |
| RU203287U1 (ru) | Оптическая схема ВОГ для снижения шумов источника излучения | |
| CN114935306B (zh) | 一种基于多芯光纤芯间锁相的高稳定干涉装置 | |
| US7095963B2 (en) | Multi-channel optical receiver for processing tri-cell polarization diversity detector outputs | |
| CN120141428B (zh) | 一种基于双y波导抑制光源相对强度噪声的光纤陀螺光路设计 | |
| CN118836907A (zh) | 基于光路互易的激光干涉增量调制方法和装置 | |
| Huang et al. | An Interferometric Fiber Optic Gyroscope Based on Fiber Delay With Reduced Bias Instability and Enhanced Sensitivity | |
| US6563587B1 (en) | Fiber optic Sagnac interferometer with spatial filter | |
| CN116337033B (zh) | 一种基于四口环形器的双偏振光纤陀螺 | |
| JP2001281272A (ja) | 電流・磁界測定装置 | |
| CN115452152B (zh) | 一种超高灵敏偏振分束探测的分布式偏振串音测量装置 | |
| JP7487617B2 (ja) | 光反射測定装置 | |
| CN102565949A (zh) | 基于无回波反馈延迟结构的白光干涉方法及其实现系统 |