基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應的光纖陀螺儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應的光纖陀螺儀。光源與耦合器的第一端口連接，光纖耦合器的第二端口與光探測器連接，耦合器的第三端口與第一微環(huán)諧振器的第一端口連接，第一微環(huán)諧振器的第二端口與第二微環(huán)諧振器的第一端口連接。第二微環(huán)諧振器的第二端口與第三微環(huán)諧振器的第一端口連接，第三微環(huán)諧振器的第二端口與第四微環(huán)諧振器的第一端口連接，第四微環(huán)諧振器的第二端口與第五微環(huán)諧振器的第一端口連接，第五微環(huán)諧振器的第二端口與光纖耦合器的第三端口連接。本發(fā)明光纖陀螺儀利用光通過級聯(lián)微環(huán)諧振器，產(chǎn)生慢光效應，具有靈敏度高，可檢測慢旋轉速度等有優(yōu)點。
【專利說明】基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應的光纖陀螺儀

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于光信息【技術領域】，具體涉及一種基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應的光纖 陀螺儀。

【背景技術】
[0002] 隨著低損耗光纖的研制成功，光纖技術在光通信、光纖傳感和光信息處理方面得 到了迅速發(fā)展和廣泛應用。光纖傳感技術作為一種新型傳感技術引起了科研工作者的廣泛 關注。在未來光通信技術的發(fā)展過程中，離不開光傳感技術的發(fā)展。光纖陀螺儀是一種敏 感角速度或角位移的裝置，可以通過測量相位差來得到轉速，光邏輯器的作用是能夠實現(xiàn) 光信號在光網(wǎng)絡中傳輸線路或集成光路等不同的光通路上進行快速倒換或邏輯操作?；?級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應的光纖陀螺儀不僅在理論上實現(xiàn)了對角速度的測量，同時還具有 在低轉速時的高精度的特點。


【發(fā)明內容】

[0003] 針對其它光纖陀螺儀的缺點，本發(fā)明提供了一種基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應的 光纖陀螺儀，具有靈敏度高，可檢測慢旋轉速度等優(yōu)點，特別適合于全光通信系統(tǒng)技術中的 應用。
[0004] 本發(fā)明采取以下技術方案： 基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應的光纖陀螺儀，包括光源，光纖耦合器，第一微環(huán)諧振 器、第二微環(huán)諧振器、第三微環(huán)諧振器、第四微環(huán)諧振器、第五微環(huán)諧振器和光探測器。
[0005] 光源與耦合器的第一端口連接，光纖耦合器的第二端口與光探測器連接，耦合器 的第三端口與第一微環(huán)諧振器的第一端口連接，第一微環(huán)諧振器的第二端口與第二微環(huán)諧 振器的第一端口連接。第二微環(huán)諧振器的第二端口與第三微環(huán)諧振器的第一端口連接，第 三微環(huán)諧振器的第二端口與第四微環(huán)諧振器的第一端口連接，第四微環(huán)諧振器的第二端口 與第五微環(huán)諧振器的第一端口連接，第五微環(huán)諧振器的第二端口與光纖稱合器的第三端口 連接。
[0006] 優(yōu)選的，該光纖稱合器的交叉稱合系數(shù)為〇. 5。
[0007] 優(yōu)選的，光源產(chǎn)生的光波長為1550nm，光信號初始值為10。
[0008] 本發(fā)明的特點是在光纖f禹合器的第一輸入端口，由光源產(chǎn)生的光信號輸入進去， 利用耦合器耦合出兩路光信號，兩路信號分別沿相反方向進入微環(huán)諧振器，在微環(huán)諧振器 中由于慢光效應和薩格納克效應，產(chǎn)生相位的偏置，從而實現(xiàn)光纖陀螺儀對角速度的測量 功能。
[0009] 本發(fā)明利用級聯(lián)微環(huán)諧振器的慢光效應將兩路相反方向輸入光信號進行相位偏 置，再一起進入光纖耦合器，在光纖耦合器的第二端口放置光探測器，由于兩束光具有相干 性，實現(xiàn)對角速度的測量功能。
[0010] 本發(fā)明光纖陀螺儀具有靈敏度高，可檢測慢旋轉速度等優(yōu)點，特別適合全光通信 系統(tǒng)技術中的應用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應光纖陀螺儀的結構示意圖。
[0012] 圖2為輸出光強隨旋轉角速度變化的特性曲線。
[0013] 圖3為光纖陀螺儀靈敏度特性曲線。

【具體實施方式】
[0014] 以下結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0015] 如圖1所示，本實施例基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應的光纖陀螺儀，包括光源 1-1，光纖耦合器2-1，第一微環(huán)諧振器3-1、第二微環(huán)諧振器3-2、第三微環(huán)諧振器3-3、第四 微環(huán)諧振器3-4、第五微環(huán)諧振器3-5和光探測器4-1。光源1-1所產(chǎn)生的信號光波長范圍 為1550nm，光纖稱合器2-1的交叉稱合系數(shù)為0. 5。
[0016] 光源與耦合器的第一端口 al連接，光纖耦合器的第二端口 a2與光探測器連接， 奉禹合器的第三端口 a4與第一微環(huán)諧振器的第一端口 bl連接，第一微環(huán)諧振器的第二端 口 b2與第二微環(huán)諧振器的第一端口 b3連接。第二微環(huán)諧振器的第二端口 b4與第三微環(huán) 諧振器的第一端口 b5連接，第三微環(huán)諧振器的第二端口 b6與第四微環(huán)諧振器的第一端口 b7連接，第四微環(huán)諧振器的第二端口 b8與第五微環(huán)諧振器的第一端口 b9連接，第五微環(huán) 諧振器的第二端口 blO與光纖耦合器的第三端口 a3連接。整個裝置以定點0做角速度為 Γ2的順時針旋轉，0是以五個級聯(lián)微環(huán)諧振器直徑和作為底的等邊三角形的頂點。
[0017] 可通過光在微環(huán)諧振器的慢光效應，對兩束相反光的相位進行偏置，利用耦合器 進行耦合，從而實現(xiàn)對旋轉角速度的測量。
[0018] 圖2顯示了 ：探測光強隨角速度的變化，從圖中可以看出，該光纖陀螺儀克服了其 他陀螺儀在低轉速時探測光強很弱的缺點，在低轉速具有較高的探測光強。
[0019] 圖3顯示了 ：靈敏度隨旋轉速度的變化關系，隨著旋轉速度的增大靈敏度也不斷 提1?。
[0020] 本發(fā)明光纖陀螺儀的實現(xiàn)過程： 1、根據(jù)光纖耦合器的耦合作用，對信號進行相位耦合，可以通過改變耦合器系數(shù)，改變 對相位的影響，本設計中優(yōu)選耦合系數(shù)0. 5。
[0021] 2、根據(jù)光信號在級聯(lián)微環(huán)諧振器的慢光效應和薩格納克相移，對兩路信號進行相 位調制，利用兩路信號的相干性實現(xiàn)對旋轉角速度測量的功能。
[0022] 以上對本發(fā)明的優(yōu)選實施例及原理進行了詳細說明，對本領域的普通技術人員而 言，依據(jù)本發(fā)明提供的思想，在【具體實施方式】上會有改變之處，而這些改變也應視為本發(fā)明 的保護范圍。
【權利要求】
1. 基于級聯(lián)微環(huán)諧振器慢光效應的光纖陀螺儀，包括光源（1-1)、光纖耦合器（2-1)、 第一微環(huán)諧振器（3-1)、第二微環(huán)諧振器（3-2)、第三微環(huán)諧振器（3-3)、第四微環(huán)諧振器 (3-4)、第五微環(huán)諧振器（3-5)和光探測器（4-1)，其特征在于： 光源與耦合器的第一端口（al)連接，光纖耦合器的第二端口（a2)與光探測器連接，耦 合器的第三端口（a4)與第一微環(huán)諧振器的第一端口（bl)連接，第一微環(huán)諧振器的第二端 口（b2)與第二微環(huán)諧振器的第一端口（b3)連接；第二微環(huán)諧振器的第二端口（b4)與第三 微環(huán)諧振器的第一端口（b5)連接，第三微環(huán)諧振器的第二端口（b6)與第四微環(huán)諧振器的 第一端口（b7)連接，第四微環(huán)諧振器的第二端口（b8)與第五微環(huán)諧振器的第一端口（b9) 連接，第五微環(huán)諧振器的第二端口（blO)與光纖耦合器的第三端口（a3)連接。
2. 如權利要求1所述的光纖陀螺儀，其特征在于：光纖耦合器（2-1)的交叉耦合系數(shù) 為 0· 5。
3. 如權利要求1所述的光纖陀螺儀，其特征在于：光源（1-1)產(chǎn)生的光的波長為 1550nm〇
【文檔編號】G01C19/72GK104101340SQ201410298194
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權日:2014年6月26日
【發(fā)明者】李齊良, 李冬強, 朱夢云, 張真, 胡淼, 唐向宏, 曾然, 魏一振, 周雪芳, 盧旸, 錢正豐 申請人:杭州電子科技大學