| 这比“菲左流水”试验的效率要高许多， 具体实施上可以考虑分成两束光，进入两个转向相反的光纤绕组， 然后用光电管接收传出， 光信号是脉冲式的，频率适当就行，要求不高， 只要光脉冲的间隔距离（也算是波长吧）小于光纤长度就行， 然后用双综示波器比较两路信号，应该会发现有“相位差”出现， 而且这个“相位差”应该与圆盘的转速成比例。 分析： 被加速的一路光脉冲： 两个脉冲的间距（脉冲的波长吧）被拉长， 相当于逆子说的“超光速波长”，但脉冲的周期T不会变， 因为被拉长的波长L除以超光速c+v后就保持不变了， 但由于它先到达，所以会产生“相位差”。 另外，为了与光速相比较，能否考虑用与光纤同长度的导线作比较呢？ 因为导线中的脉冲传输速度应该是光速吧？ 总之可以先校准两路脉冲达到同相位，然后旋转。 其实迈-雷干涉仪也是利用的“相位差”形成的“光环位移”， 但此处光纤是旋转的，所以无法利用干涉仪。 光点漂移试验有了一些进展，但还要再看看。 |
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回复:你成功了,可以领热被窝奖了 不错! 的确能观察到相位差.而且相位差也的确与转速成正比,转速不用太高,>10^-8rad救行. 在导弹和飞机上有应用,叫光纤陀螺,有多种形式,这是其中一种. 不过他们是利用多普勒效应工作的. |
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光纤陀螺的研究现状及发展趋势 title>csjt9808 光纤陀螺的研究现状及发展趋势 张炎华,吕葵,程加斌 (上海交通大学仪器工程系) 1 概述 光纤陀螺的研究开始于70年代中期，主要是对干涉式光纤陀螺(I-FOG).这一 阶段的研究重点在于改进I-FOG的灵敏度和减少误差因素的影响.70年代末，开始 了标度因子性能的研究，首次以闭环系统的形式构成I-FOG系统，并采用了声光移 频器作为反馈器件.虽然这种闭环系统无法满足实用的要求，但它的实现具有巨大 的理论价值，现在许多中、高精度的I-FOG产品均采用由该技术引伸出来的方法. 这种方法使I-FOG的标度因子具有非常好的线性度和稳定度.80年代初，研究人员 提出了光纤陀螺偏置性能的概念，并在实验室环境下，使I-FOG样机的偏置误差达 到了0.01°/h.80年代中期，闭环I-FOG大多采用数字相位斜波调制技术和电光相 位调制器实现全数字I-FOG系统，同时采用非互易性配置(最小配置)及保偏光纤构 成干涉仪，以提高精度.目前，闭环I-FOG的性能已达到偏置误差为1°～10°/h， 标度因子稳定度为10-4～10-3的水平，并致力于更高精度的I-FOG的实现(标度因 子稳定度为(5～50)×10-6，偏置误差0.000 1°~0.001°/h). 在I-FOG的研究中，作为闭环系统实现的研究基础，开环系统的研究始终贯穿 于各个阶段.目前，在解决了I-FOG的最佳配置和各种误差源的消除等问题后，开 环系统的研究转向中、低精度系统的应用，重点在于降低系统成本，并为解决闭 环系统精度要求和成本之间的矛盾打下基础. I-FOG最主要的优越性是其本质上具有的固态技术的优势，由于导波光学和低 压低耗电子电路的成功运用，使其具有成本低、重量轻、体积小、寿命长、抗冲 击和噪声能力强、起动快等优点，并逐步在惯性技术的各个领域得到成功应用， 极大地推动了惯性技术的发展，拓展了惯性技术的应用领域. 纵观I-FOG的历史，推动其发展的主要原因在于：系统结构的集成和优化的信 号处理技术的应用；导波技术的发展，包括保偏单模光纤、半导体光源、集成光 学、在线光纤元件和稀土掺杂光纤的研究.这些技术的发展、完善，使I-FOG进入 了实用化研究阶段.这方面的研究主要分为两个方面，即降低成本和实现更高精度 的I-FOG.这两方面的研究同时推动了新一代光纤陀螺的发展，尤其是谐振腔光纤 陀螺(R-FOG)和布里渊光纤陀螺(B-FOG)的研究.RFOG可以解决高精度I-FOG与成 本之间的矛盾，使用10 m的保偏光纤构成的B-FOG便可以满足在飞机中应用所需要 的性能.现在，R-FOG的研究已经解决了主要误差消除的问题，并在实验室中得到 了验证，样机性能达到0.4°/h.而B-FOG的研究还处于基础阶段，许多问题还未解 决.但可以预见，B-FOG将成为结构最简单的光纤陀螺. 目前，国内的I-FOG技术研究也取得了相当大的进展，实验室样机的整机性能 已达到1°/h的水平，光纤陀螺头的偏置稳定度达到0.01°～0.1°/h.现在正致力 于研制整机性能为0.1°/h的实验室样机. 除了光纤陀螺，微机械陀螺的研究也是陀螺固态技术的热点之一.虽然现在的 性能较低，只适用于短期导航系统，但由于其体积小、成本低、适合大批量生产 的特点，使其在灵巧武器、低精度的民用领域中具有广阔的应用前途.本文主要综 述光纤陀螺的研究现状和发展趋势. 2 I-FOG的研究现状 I-FOG的核心部分是由光纤线圈组成的干涉仪，其对旋转角速度的测量是通过 Sagnac效应完成的.然而在实际系统中，Sagnac效应非常微弱，并且存在各种各样 的寄生效应和噪声.为了提高旋转角速度的测量灵敏度和精度，普遍采用如下技术： (1) 采用单模互易性配置，以排除外界环境的扰动，如温度的影响；(2) 采用调制 -解调偏置方案，即在光纤线圈末端使用相位调制器，以进行方波调制或正弦调制； (3) 使用宽带光源，以减少相干噪声和漂移；(4) 以闭环形式实现系统，提高标度 因子的稳定度和线性度.在各种闭环系统实现技术中，最有价值的是数字斜波反馈 的全数字闭环系统的实现方案；(5) 波长控制技术；(6) 使用多功能集成光器件和 保偏光纤. 这些技术的运用，在实际系统中取得了较好的效果，尤其在中、低精度的开环 系统方面更是取得了激动人心的进展，但在高精度系统中，效果却不十分理想，这 主要是因为系统中非互易性寄生效应的影响，即存在非线性因素.互易性原理仅适 用于线性时不变系统，因而时变温度的扰动(Shupe效应)便成为实现高精度I-FOG的 一大障碍.为了消除这种扰动的影响，较好的方法除了采用四极法缠绕光纤线圈外， 还可以在信号处理系统中进行补偿［1］.除此之外，高精度I-FOG中引起非互易寄 生效应的还有磁光Faraday效应和非线性Kerr效应.消除Faraday效应的较好方法 是使用μ-金属来屏蔽磁场，而对Kerr效应则可使用宽带光源.另外，声学噪声和振 动也会引起较大的非互易性寄生效应，即带来AC扰动，虽然从原理上讲它们并不会 影响平均DC偏置，但仍需排除以利于信号处理.通常采用对称地缠绕光纤线圈，并 且保证线圈的稳定.为了降低成本和减小尺寸，由IFOG构成的惯性测量单元IMU通 常使一组I-FOG共享一个光源，如在三轴角速度测量系统中，3个I-FOG共用一个光 源.涂Er光纤光源由于其多路输出后依然具有噪声小的特点，为上述技术的实现提 供了有效手段.更进一步的措施是对多路通道的改进，如一个由多个干涉仪构成的 系统，其光源由这些干涉仪共享，而这些干涉仪都是由一个光纤线圈、一个多功能 集成光器件组成，它们的输出信号都将返回到一个共用的探测器.实现的方案有两 种，一种是顺序调制法，即当对一个干涉仪进行偏置调制时，其他干涉仪不调制； 另一种方案是在±π之间对其他干涉仪进行调制.这两种方案都能提高系统的信噪 比，但如果两轴返回的功率不是非常完善地平衡，则在两轴之间的开关转换时，两 方案都会出现检测功率的大波动.从而，进一步提出了多通道时移相位偏置［2］的 方案. 3 I-FOG的应用 I-FOG的应用主要有3种基本类型：定位、姿态控制和方位的测量，如表1所示. 日本的Hitachi Cable LTD已经开始了I-FOG开环系统的批量生产，并且具有每月生 产500只开环I-FOG的能力［3］.它们的I-FOG系统已经成功运用于汽车导航系统，如 Nissan汽车、矿山翻斗汽车、火车站和飞机场的清洁机器人.这些I-FOG的指标为： 动态范围±60°/s；随机游走率小于2°/h；偏置稳定度小于0.1°/s；标度因子误 差小于1%；系统运行的温度为-20～70℃.除此之外，IFOG还运用于农用直升机的 姿态控制系统，其指标为：动态范围±60°/s；随机游走率小于1.5°/h；标度因子 误差小于2%；系统运行的温度-20～70℃.在地下抢救工具中，I-FOG可作为寻找损坏 的电力线、管道和通信电缆位置的定位工具，其定位误差小于0.1%.I-FOG还具有光 罗盘和指北功能，其误差小于0.05°(1σ).Hitachi Cable LTD在I-FOG民用领域的 应用中，最重要的贡献是简化了I-FOG的系统配置，大大地降低了系统成本，如图1 所示.这种简化形式与其标准形式相比，省去了偏振器，以及它和光源、探测器之间 的耦合器. 日本航空电子工业公司(JAE)也进行了I-FOG应用的研究［4］，如TR-1A火箭的姿 态控制系统、WJR Shinkansen(子弹火车)中的火车定位检测系统和拖拉机的自动导 航等.另外，Honeywell公司也将各种精度的IFOG应用到各种系统中［5］，如民用 飞机Pornier 328和Boeing 777的姿态对准参考系统中的开环IFOG；战术导弹制导 系统中的中精度闭环I-FOG；飞机导航、空间导航和陆地导航的导航级精度的闭环I- FOG；以及航海、航天的精确级闭环I-FOG系统. 4 新型光纤陀螺 新型光纤陀螺中，除了被动式的R-FOG外，还有许多主动式的光纤陀螺，如B-FOG、 锁定模式光纤激光陀螺以及FabryPerot光纤陀螺.目前，R-FOG和B-FOG的研究正在 加速进行. R-FOG的基本结构是由光纤构成一个谐振腔，其谐振频率随Sagnac效应的大小而 改变，并由此测量旋转角速度.R-FOG中的噪声问题已经基本上得到解决，并且开始 进行集成器件实现R-FOG以及更进一步的全数字实现［6］的研究.为了降低成本，同 时也进行了以单模光纤构成谐振腔实现R-FOG的探索［7］.在R-FOG的各个噪声源中， 首先是由于温度变化而导致的两个正交的本征偏振态之间出现的互相干扰，从而引 起很大的漂移.另一方面，由于光纤中的双折射现象，两个本征谐振频率之间还存在 相当大的相差，较为有效的解决方法是将分光镜处的偏振轴倾斜90°.对于温度变化 带来的很大的谐振频率漂移的补偿，使用数字反馈方案可以得到所需的高增益反馈. 后向散射将引起两种误差，一种是其引起的干涉，即某一路光路中光波的后向散射 和折射将导致另一路中以相反方向传播的光波出现相位扰动，可以采用对其中一路 的光波进行调制来减少这种误差［8］；另一种是噪声本身的功率密度会减弱陀螺 输出的线性，可使用同步检测技术来屏蔽噪声［9］.非线性光学Kerr效应将引起两 路光强之间的失衡，用较低频率对光源进行调制，可以将Kerr效应和Sagnac效应区 分开，以便将失衡分量反馈，从而达到补偿Kerr效应所引起的误差［10］. B-FOG是利用高输出功率和入射光在光纤中引起布里渊散射光的激光器构成的陀 螺仪，是环形激光陀螺(RLG)的光纤化产品.与以往实用化的RLG相比，B-FOG无可动 部件，故使用方便，耐久性大为提高，具有更大的实用意义，而且由于其有可能成 为一种结构极为简单的光学陀螺，因而被认为是最具吸引力的新一代光学陀螺之一. 另一方面，B-FOG可以直接输出捷联惯导系统所需的频率信号，极大地简化了陀螺的 信号处理.然而，B-FOG的研究还处于基础阶段，主要集中于B-FOG中的偏振态、散射 锁定、旋转方向、Kerr效应、Faraday效应和各种噪声源(如温度和压力效应、谱宽 度、频率稳定度和后向噪声等). 研究表明，将偏振轴旋转90°［11］和使用单偏振光纤［12］都将有助于排除 偏振的波动.自锁是主动式激光陀螺中出现的最严重的问题，已经证明对激光进行推 拉式相位调制可以解决B-FOG中的自锁，然而这种方法会引起激光振荡器的不稳定， 更好的方法是利用光纤谐振腔中的Kerr效应来解决自锁［13］. 目前，已经开始对光学Kerr效应所引起的漂移和温度特性进行研究，以及对沿 光纤分布的布里渊增益扰动的分析和实验.已经有实验室样机验证了利用光学相位合 成法测量旋转角速度的方案，但是还需进一步深化B-FOG系统配置和布里渊效应的研 究. 5 结语 经过20年的研究和探索，I-FOG的研究已经进入实用化阶段，中、低精度的开环 系统的应用早已广泛开展，高精度的闭环系统已日趋完善，并逐步开始应用于实际系 统.新型光纤陀螺的研究，尤其是R-FOG和B-FOG正在加速进行.目前，国内的光纤陀螺 的研究也取得了进展.可以预见，在不远的将来，光纤陀螺不仅在导航定位及姿态测 量中大量使用，而且还将大大扩展惯性技术在航空、航天、航海及陆上的各个应用领 域. 参考文献 1 Cordova R, Patterson R A, Goldner E L, et al. Interferometric fiber optic gyroscope with inertial navigation performance over extended dynamic environments. In:Fiber Optic and Laser Sensor XI SPIE 2070. Boston:SPIE，1993.164～180 2 Gaiffe T, Morisse J, Simonpietri P, et al. FOG multiplexing by time- shifted phase modulation. In:Fiber Optic Gyros:20th Anniversary Conference SPIE 2837. Denver:SPIE,1996.132～139 3 Kajioka H, Humagai T, Nakai H, et al. Commercial applications of mass produced fiber optic gyros. In:Fiber Optic Gyros:20th Anniversary Conference SPIE 2837. Denver:SPIE,1996.18～37 4 Sakuma K. Application of fiber optic gyros at JAE. In:Fiber Optic Gyros: 20th Anniversary Conference SPIE 2837. Denver:SPIE,1996.72～79 5 Sanders G A, Szafraniec B, Liu Renyoung, et al. Fiber optic gyros for space, marine, and aviation applications. In:Fiber Optic Gyros:20th Anniversary Conference SPIE 2837. Denver:SPIE,1996.61～71 6 Lefevre H C, Ph Martin, Gaifle T, et al. Latest advances in fiberoptic gyroscope technology at photonetics. In:Fiber Optic and Laser Sensor XII SPIE 2292. San Diego:SPIE,1994.156～165 7 Hotate K, Kurakake T. Optical fiber ringresonator composed of an ordinary single mode fiber for resonator fiber optic gyros:Experiment. In:Intern Conf on Optical Sensors. Glasdow,1994.424～437 8 Hotate K, Takiguchi K, Hirose A. Adjustmentfree method to eliminate the noise induced by the backscattering in an optical passive ring resonat or gyro. IEEE Photon Technol Lett,1990,2(1):75～77 9 Iwatsuki K, Hotate K, Higashiguchi M. Effect of rayleigh backscattering in an optical passive ringresonator gyro. Appl Opt,1992,23(21):3916～3924 10 Takiguchi K, Hotate K. Method to reduce the optical Kerr effect induced bias in an optical passive ringresonator gyro. IEEE Photon Technol Lett，1992,4(2):202～206 11 Tanaka Y, Hotate K. Fiber Brillouin ring laser without instability due to interaction between the polarization lateral modes. IEEE Photon Technol Lett,1995,7(5):482～484 12 Hotate K, Tanaka Y. Fiber Burillouin laser gyro composed of single polarization single mode fiber. In:Fiber Optic and Laser Sensor XI SPIE 2070.Boston:SPIE,1993.206～215 13 Takiguchi K, Hotate K. Removal of lockin phenomenon in optical passive ringresonator gyros by using optical Kerr effect in fiber resonator. IEEE Photon Technol Lett,1992,4(7):810～812 返回摘要 返回目次 ※※※※※※ 刘武青 |
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国外光纤陀螺仪的发展现状 （第16期---2001.6.13） 本期要目 ·印度批准中程导弹发展计划 ·俄罗斯航天部队正式宣告成立 ·国外光纤陀螺仪的发展现状 印度批准中程导弹发展计划 5月31日,印度外长兼国防部长辛格说，印度政府当天正式批准了开发“火”2导弹系统计划。 辛格在向印度议会国防顾问委员会通报情况时透露了上述情况，同时还通报了目前印度短程、中程、中远程导弹的研发现状。 辛格说，经过1999年4月11日和今年1月17日的两次成功试射，射程达2000km的“火”2导弹已开始限量生产，预计2001~2002年间装备部队。 印度的“综合制导导弹开发计划”目前正稳步发展，除“火”2导弹外，印度目前已研制6种导弹，即地对地“大地”导弹和“普里斯维”导弹、地对空“特里舒尔”导弹和“阿卡什”导弹、反坦克“纳格”导弹和空对空“阿斯特拉”导弹，这些型号导弹已进入生产阶段。 辛格说，“火”2导弹系统的研制成功证明了印度政府推进本国国防和安全体系国产化的决心。他同时称，印度政府决不会允许导弹研发计划发生资金短缺的问题。 印度国防部31日发表的最新《年度报告》称，印度要建立可靠的、最低限度的核威慑，发展精确的核武器运载系统也应包括在内。 刘利 伊朗成功试射新型地对地导弹 5月31日，伊朗成功试射一种新型地对地导弹。这种型号为“胜利”（Victorious) 110的地对地导弹完全由伊朗自行设计和研制。导弹使用固体推进剂。不过，军方拒绝透露导弹的有效射程和其它相关细节。 去年，伊朗曾成功试射了一枚射程约1300km的"希哈卜"3中程弹道导弹。 刘晓川 美国和俄罗斯建立联合委员会讨论导弹防御计划 5月31日，美国和俄罗斯共同成立了一个议会间的导弹联合委员会，讨论有争议的美国导弹防御系统计划。 近几个月，由于美国不顾俄罗斯的强烈反对，执意要发展国家导弹防御系统计划，两国的关系逐渐恶化。 美国认为发展国家导弹防御系统计划是为了防止受到敌对国家的威胁，而俄罗斯则认为该计划违背了1972年美国和前苏联签订的《反弹道导弹条约》，会破坏全球的安全，引发新一轮的军备竞赛。 (刘晓川) 俄罗斯计划为印度建立反弹道导弹防御系统 6月6日，俄罗斯副总理克列巴诺夫称，俄罗斯将为印度专门研制一种反弹道导弹系统。克列巴诺夫是在与印度外长兼国防部长辛格会谈后发表这一言论的。 在这次会谈中，两国签署了至2010年的军事合作协议。俄罗斯和印度还将共同合作研制第五代战机和极先进的潜水艇，生产伊尔-124军用运输机。克利巴诺夫称无论是印度还是俄罗斯，两国以前都没签署过这样的军事合作协议。 辛格称，俄罗斯在过去四年里共向印度提供了价值超过100亿美元的军事装备。 刘利 俄罗斯航天部队正式宣告成立 6月1日，俄罗斯航天部队司令佩尔米诺夫上将宣布，自当日零时起，俄罗斯武装力量航天部队开始全面执行自己承担的任务。这标志着俄罗斯航天部队正式宣告成立。 佩尔米诺夫说，由于航天器在军事和国家安全系统中的作用不断提高，普京总统于今年初作出了建立航天部队的决定。 俄罗斯航天部队是在原隶属于战略火箭军的军事航天部队和导弹防御部队的基础上组建的。它作为总参谋部直接指挥的独立兵种，主要担负航天发射、卫星测控、卫星攻击和导弹防御等任务。根据俄罗斯军事建设计划，2005年前俄罗斯武装力量将变为由陆、海、空三个军种以及战略火箭部队、空降部队和航天部队构成。 航天部队的成立不仅是俄罗斯军事改革的组成部分，也是保护自身战略安全的需要。美国现政府不顾俄罗斯等许多国家的反对和警告，执意推行国家导弹防御系统，并可能退出1972年签署的《反弹道导弹条约》，而且至今没有承诺不在太空部署战略武器。在此情况下，俄罗斯组建航天部队无疑是应对美国的挑战。 (刘利） 俄罗斯成功发射一颗军用卫星 6月9日，俄罗斯航天部队在普列谢茨克发射场用“宇宙”号运载火箭成功地把“宇宙”2378号军用卫星送入预定轨道。 俄罗斯航天器测试控制中心和宇宙空间监测中心已收到了来自“宇宙”2378号卫星的信号。今后，上述机构将共同控制“宇宙”系列军用卫星的工作。据俄罗斯航天局提供的消息，俄罗斯目前在轨运行的卫星有95颗，其中约3/4的卫星已超过了使用寿命。今后，俄罗斯将每年至少发射30颗民用和军用卫星，以完成卫星的新老交替工作。 刘晓川 俄罗斯和澳大利亚将开始建造航天发射场 俄罗斯和澳大利亚将在位于印度洋的圣诞岛上建造航天发射场，用于进行商业卫星的发射。 俄罗斯航天局的负责人说，这个发射场将只用于民用商业卫星的发射，俄罗斯将在该发射场发射“起点”号和“联盟”号运载火箭。建造该发射场计划已列入俄罗斯2001~2005空间计划中。俄罗斯的能源火箭公司和进步研究和生产中心参加了该项计划。 刘晓川 国外光纤陀螺仪的发展现状 光纤陀螺仪自1976年美国犹他州立大学首先研制出试验装置，随后，世界各发达国家的科研机构和著名大学都投入了很大的人力、物力和精力研究这一有发展前途的新型光纤旋转速率传感器。随着光纤通信技术和光纤传感技术的发展，光纤陀螺仪已经实现了惯性器件的突破性进展。在国外，l(/h~0.01(/h的工程样机已用于飞行器惯性测量组合装置。美国利顿公司已将0.1(/h的光纤陀螺仪用于战术导弹惯导系统。新型导航系统FNA2012采用了l(/h的光纤陀螺仪和卫星导航GPS．美国国防部决定光纤陀螺仪的精度1996年达到0.01(/h ；2001年达到0.001(/h；2006年达到0.0001(/h ，有取代传统的机械陀螺仪的趋势。 光纤陀螺仪作为继激光陀螺仪之后出现的新一代陀螺，各国的研制工作已经取得了重大的进展。光纤陀螺仪的研制对惯性导航和控制领域十分重要，随着计算机、微电子和光纤技术的发展和应用，它将取代传统的机械陀螺和平台惯导系统。 光纤陀螺仪与传统的机械陀螺仪相比，优点是全固态，没有旋转部件和摩擦部件，寿命长，动态范围大，瞬时启动，结构简单，尺寸小，重量轻。与激光陀螺仪相比，光纤陀螺仪没有闭锁问题，也不用在石英块精密加工出光路，成本低。 一、光纤陀螺仪的类型 光纤陀螺仪按原理上分类，可以分为：干涉仪式、谐振腔式和光纤型环型激光陀螺仪。 干涉仪式光纤陀螺仪按照光路的组成又可以分为：消偏型、全光纤型和集成光学型。 谐振腔式光纤陀螺仪按照光路的组成又可以分为：全光纤型和集成光学型。 光纤型环形激光陀螺仪是一种利用光纤环形腔中的受激布里渊散射的方向性增益效应来实现利用Sagnet效应检测谐振速率，其原理与激光陀螺仪完全相似。由于无需复杂的调制解调检测技术，国际上倍受重视。 二、各国研制情况 1.美国 美国的光纤陀螺研制单位有：利顿公司、霍尼威尔公司、德雷泊实验室公司、斯坦福大学以及光纤传感技术公司等。 （1）利顿公司研制的光纤陀螺 利顿公司的光纤陀螺技术在低、中精度应用领域已经成熟，并且已经产品化。1988年研制出SCIT实验惯性装置，惯件器件是光纤陀螺和硅加速度计。1989年公司研制的CIGIF论证系统飞行试验装置。1991/1992年研制出用于导弹和姿态与航向参考系统的惯性测量系统。1992年研制出GPS/INS组合导航系统。 （2）霍尼韦尔公司的集成光学光纤陀螺 霍尼韦尔公司研制的第一代高性能的干涉仪式光纤陀螺采用的是Ti内扩散集成光学相位调制器。采用的其他器件还有0.83um宽带光源、光电探测器/前置放大器模块、保偏光纤偏振器、两个保偏光纤熔融型耦合器以及由1km保偏光纤构成的传感环圈。 为了满足惯性级光纤陀螺的要求，霍尼韦尔公司研制的第二代高性能干涉仪式光纤陀螺采用了集成光学多功能芯片技术以及全数字闭环电路。 （3）美国德雷珀实验室 美国德雷珀实验室从1978年起为JPL空间应用研制高精度光纤陀螺，曾研制过谐振腔式光纤陀螺，研制了9年，由于背向散射误差限制了精度，后来改为采用于涉仪式方案。 在研制干涉仪式光纤陀螺的过程中，采用了三大技术措施： a.把光源、探测器和前置放大器做成一个模块； b.光纤传感环圈结构影响精度很大，采用了无骨架绕制光纤环圈的技术途径； c.多功能集成光学器件模块，包括了所有其余的光纤陀螺的光纤器件。 德雷珀实验室的研究人员认为：目前0.01(/h 的干涉仪式光纤陀螺成本较高，需要研制自动生产线，降低成本，保证质量。 对于今后的发展问题，德雷珀实验室的研究人员认为： a.惯性级的干涉仪式光纤陀螺仪，可以取代动力调谐陀螺仪,并逐渐取代激光陀螺仪； b.惯性级干涉仪式光纤陀螺仪的难点是必须采用1km长度的保偏光纤，如果改用谐振腔式光纤陀螺仪方案，则长度可减为10m左右的光纤。为此谐振腔式光纤陀螺仍在作为研制方向，使光纤陀螺仪小型化的谐振腔式光纤陀螺的难点在于：控制电路比干涉仪式光纤陀螺复杂。随着ASIC技术的发展，将来有可能得到满意的解决，使谐振腔式光纤陀螺成为产品。采用干涉仪式和谐振腔式混合方案的光纤陀螺仪具有良好的发展前景。 2.日本 日本研制光纤陀螺的单位有东京大学尖端技术室、日立公司、住友电工公司、三菱公司、日本航空电子工业公司。 日本的干涉式光纤陀螺仪已经完成了基础研究，正进入实用化阶段。偏值漂移已经达到 。东京大学进行研究的谐振腔光纤陀螺仪取得了很大进展。 日立公司研制用于汽车导航系统的光纤陀螺，1991年用于日产汽车。 在日本，光纤陀螺作为汽车的旋转速率传感器已进入市场。利用光纤陀螺仪进行导航，用车轮转速计传感器测移动距离，用光纤陀螺测量车体的回转，同时采用图象匹配、GPS系统等配合计算汽车的位置和方位，显示在信息处理器上。 3.俄罗斯 俄罗斯的光纤陀螺有全光纤型和集成光学型。全光纤型是把所有的光纤器件都做在同一根光纤上。 Fizoptika公司研制的光纤陀螺已经商品化，产品型号有：VG949、VG941B等。 三、关键技术 光纤陀螺仪需要突破的主要技术为灵敏度消失、噪声和光纤双折射引起的漂移。 1. 灵敏度消失在旋转速率接近零时，灵敏度会消失。这是由于检测器中的光密度正比于Sagnac相移的余弦量所引起。 2. 噪声问题光纤陀螺仪的噪声是由于瑞利背向散射引起的。为了达到低噪声，应采用小相干长度的光源。 3. 光纤双折射引起的漂移 如果两束相反传播的光波在不同的光路上，就会产生飘移。造成光路长度差的原因是单模光纤有两正交偏振态，此两种偏振态光波一般以不同速度传播。由于环境影响，使两正交偏振态随机变化。 刘晓川 ※※※※※※ 刘武青 |
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不过如果两个转向相反的圆盘上绕的都是电线呢？ 说的也是，光源也在转动。 不过如果两个转向相反的圆盘上绕的不是光纤， 而是两盘电线呢？就不存在多普勒效应的问题了吧？ 如果为了证明超光速，可以让其中一盘电线静止， 如果静止的电线中的脉冲速度等于真空中的光速的话， 那此时产生的“相位差”就可以说明旋转盘中被加速了的 脉冲比静止盘中的“标准光速”先到一步？ 问题是：静止的电线盘中的脉冲速度是否等于真空中的光速呢？ 我好象记得是的。 |
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回复:不敢贪功，光纤旋转是我想出来的，主意是刘武青先生提出来的！ ※※※※※※ 欢迎访问丁一宁网站 http://dyn2000.topcool.net |
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估计旋转可以减小“感抗”？ 估计在磁场中的效果会更明显， 如果是周期较长的变化磁场就更好， 比如“电子感应加速器”的磁场吧， 此时这个较高频率的脉冲会“骑”在变化磁场产生的电流上？ |