Одномодовый волоконный пространственный фильтр

Одномодовый волоконный пространственный фильтр и поляризатор размещены между входом выходного волоконного светоделителя и центральным волоконно-оптическим светоделителем, чтобы гарантировать, что оба распространяющиеся в противоположных направлениях пучка проходят один и тот же путь по волоконно-оптической катушке. Два распространяющихся в противоположных направлениях пучка смешиваются и попадают на детектор, который используется для слежения за косинусоидальными изменениями интенсивности, вызываемыми изменениями фазы между пучками в результате вращения.

image97

Для того чтобы вывести сигнал из статической полосы, между распространяющимися в противоположных направлениях пучками вводятся невзаимные фазовые сдвиги с темпом со. Это может быть достигнуто введением колебательной фазовой модуляции пучков света около одного из концов волоконной катушки. При отсутствии вращения выходной сигнал состоит из четных гармоник фазовой модуляции на частоте uj. При вращении системы нечетные гармоники сигнала на частоте ш попадают на детектор с амплитудой, зависящей от величины скорости вращения и с фазой, определяемой направлением вращения. Эта ситуация представлена на рисунке. Используя выход одной из нечетных гармоник, можно определить скорость вращения. Показан выход волоконно-оптического гироскопа, являющийся первой гармоникой фазомодулированного управляющего сигнала. Изменение знака напряжения соответствует изменению фазы выходного сигнала.

Этот тип волоконно-оптического гироскопа считается минимальной конфигурацией. Такой волоконно-оптический гироскоп с разомкнутой петлей обратной связи представляет собой небольшое дешевое устройство для измерения вращения, подходящее для приложений с умеренными требованиями к динамическому диапазону и масштабному коэффициенту (динамический диапазон от 3000 до 10000 при точности масштабного коэффициента от 1 до 3% можно полагать типичными). В качестве примеров использования гироскопа этого типа можно привести измерения угла рыскания и тангажа, стабилизацию положения и в качестве гирокомпаса. Проводятся работы по расширению динамического диапазона волоконно-оптических гироскопов с разомкнутой обратной связью, или

См. также:  Волоконно-оптические лазеры и усилители

image98

Аналоговых, посредством обработки одновременно четных и нечетных гармоник и допущения областей нелинейности. Основным ограничением остается ограничение по точности масштабного коэффициента. Для преодоления этих трудностей разработан волоконно-оптический гироскоп с замкнутой петлей обратной связи, или с обнулением фазы, предоставляющий средства, позволяющие исключить эти ограничения в принципе.