光纤陀螺用掺铒光纤光源的研究

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1、光纤陀螺用掺铒光纤光源的研究摘要近些年来，光纤陀螺在惯性导航系统中得到了非常广泛的应用，从而使得光纤陀螺的研究成为了各研究所和高校研究的重点，进而，作为光纤陀螺的一个关键部件——光纤光源的研究也得到的广泛重视。光源作为光纤陀螺的信号源，其性能的好坏直接影响的光纤陀螺的精度，欲提高光纤陀螺的精度，以使其应用在更高精度的场合，首先应该对其所用光源做较为深入的研究。本文以实验室白行研发的干涉式光纤陀螺为背景，对光纤陀螺用掺铒光纤光源做了较为深入的研究。本文从光纤陀螺和其信号检测的基本原理出发，分析了其所用光源的

2、性能指标，并分析了光纤光源的谱宽、中心波长和输出功率对光纤陀螺的影响。同时对几种典型结构的掺铒光纤光源进行了比较分析，确定的较佳的光纤光源结构。在以上基础上，总结掺铒光纤光源的分类及优缺点，而后详细分析其基本原理及分析模型，概述掺铒光纤光源的常用分析方法，并且列出宽谱光在掺铒光纤中的演变方程。同时对几种常见结构的掺铒光纤光源进行了模拟仿真，比较了各类掺铒光纤光源的光纤长度、泵浦功率等参数对中心波长和输出功率的影响，提出了一个灵活性更高、可调谐性更好的双阶段掺铒光纤光源。依据仿真分析和结论，并从激光二极管的

3、基本原理和掺铒光纤光源的基本原理出发，对一个掺铒光纤光源进行总体设计。包括光源的泵浦驱动电路设计和光路部分的分析和设计，并对光源驱动电路的恒流源电路和温度控制电路进行了实验和分析讨论，实验结果表明，文章设计的光源驱动电路可以满足较高性能指标掺铒光纤光源设计的需要。在波形分析方面，本章从波长稳定性的基本原理出发，对比了各个波形平坦化方案，选择了较佳的波长稳定性方案。最后，在严格阐述了掺铒光纤光源主要性能指标及其定义的基础上，说明其测试方法。而后分别对所设计掺铒光纤光源的输出功率、平均波长稳定性和光谱宽度进行

4、测试，本文对所设计的掺铒光纤光源进行整体性测试，得出了一个谱宽>20hm，波长稳定性为_3mW的掺铒光纤光源，其性能满足了一般光纤陀螺对光源的要求，从而对高精度掺铒光纤光源的进一步研究具有借鉴和参考意义。关键词：光纤陀螺；掺铒光纤光源；平均波长；谱宽；输出功率光纤陀螺用掺铒光纤光源的研究AbstractInrecentyears，forfiber-opticgyro(FOG)waswidelyusedintheinertialnavigationsystem，theresearch

5、forFOGbecomeaveryimportantforinstitutionsanduniversities．Andthen，theresearchofthesource，asakeycomponentfortheFOG,wasreceivedextensiveattention．Lightsource，whoseperformancedirectlyaffectstheaccuracyoftheFOG,wasthesourceofsignalforFOG．Athoroughstudyshouldbe

6、firstlydoneforthesourcetoimprovetheaccuracyoftheFOG,SOthattheFOGcarlbeappliedinthemoreprecisetheoccasion．BasedontheresearchofinterferometricfiberopticgyrofortheLaboratory,amorein-·depthstudyontheerbium··dopedfibersourceforthefiberopticgyroscopewasdoneinth

7、epapeEInthispaper,theperformanceindicatorswereanalyzedfromthebasicprinciplesofthefiberopticgyroscopesandsignaldetection．Andthen，variouseffectswereanalyzedfortheFOGfromfiber-opticlightsourcespectralwidth，centerwavelengthandoutputpowerofthesource．Atthesamet

8、ime，acomparativeanalysisWaSdoneforseveraltypicalstructureoftheerbium—dopedfiberlightsourcetodetermineabetterstructureforafiber—opticlightsource．Basedontheabove，Theclassificationandtheadvantagesoftheerbium-dopedfiber