Banner
首页 > 行业知识 > 内容
FOG 中影响互易特性的因素及这些因素可能的解决途径
- 2019-10-11-

在实际的 FOG 中,影响互易特 性的因素很多,这些因素及其可能的解决途径归纳 如下:
(l)抑制光纤中的散射噪声 光纤中的后向瑞利散射及来自光界面的后向散 射是 FOG 的主要噪声源。这些散射光会通过对其 原点进行寄生干涉而引起测量误差。抑制这些散射 噪声的有效方法目前主要有:a. 采用超发光二极管 等低相干光源;b. 对后向散射光提供频差并对光源 进行脉冲调制;c. 采用光隔离器;d. 用宽带激光 器、跳频激光器、相位调制器等作光源,以破坏光源 的时间相干性,使其后向散射光的干涉平均为零。
(2)改进半导体激光光源的噪声特性 FOG 的检测灵敏度及精度直接受噪声的限制。 要提高 FOG 的精度和分辨率,除采用低损耗保偏光 纤和大功率光源外,还应改进光源的噪声特性及研 制出量子效率高的光电检测器,以最大限度地抑制 FOG 内部产生的有害噪声。 (3)减小温度引起的系统漂移 温度是引起系统漂移的又一重要原因。对于高 灵敏度的 FOG 而言,克服温度的影响尤为重要。由于光纤线圈周围的温度场对光纤线圈的作用是不均 匀的,从而会引起非互易相移的随机漂移,因此,须 对光纤线圈进行恒温处理,如用铅箔进行屏蔽隔离 并进行适当的温度补偿等,以减小温度引起的系统 漂移。
(4)改善功能元件的性能 FOG 内的功能元件有很多,如偏振镜、分束器、 合束器、相位调制器以及光电检测器等,进一步改善 这些功能元件的匹配及相位漂移是提高其检测灵敏 度和精度,降低短期漂移率的保证。
(5)抑制光电检测器及电路的噪声 光电检测器的散粒噪声及电路的白噪声等也是 影响 FOG 检测灵敏度和测量精度的重要因素。对 于电路的白噪声,可以选择高于 l khz 的相位调制 频率来减小噪声(!l/ !);也可选用高输入阻抗的低 噪声前置放大电路来提高信噪比;对于光电检测器 的散粒噪声,以目前的情况看,采用高量子效率光电 检测器、低损耗保偏光纤和大功率激光光源等,则有 较好的抑制效果。
(6)提高 FOG 的环境适应性 提高 FOG 在振动、变形和加速度等条件下的稳 定性并扩大测定旋转速度的动态范围,可以提高其 可靠性及环境适应性,也是导弹制导、飞机和舰艇导 航以及卫星、地形匹配跟踪等恶劣环境条件下对 FOG 的基本要求。减少 FOG 的测量误差并提高其 分辨率、灵敏度,则是获得上述诸多特性的前提。 引起 FOG 测量误差的原因还包括:a. 法拉第效 应。例如由地球的磁场引起的测量误差的典型值是 l0 /1,采用电磁屏蔽和使用保偏光纤,即可消除环 路中的每隔一圈为一周期的扭曲失真误差。b. 光 学克尔效应。光学克尔效应是一种三阶非线性光学 效应,采用低相干光源可能是一种有效的解决途径。 c. 光纤端面的菲涅尔反射。采用消除后向散射的 办法(如采用超发光二极管等低相干光源或对光源 进行脉冲调制等)或者采用折射率匹配液的方法可 减小菲涅尔反射。d. 光纤的双折射特性。在光路 中设置偏振控制器,采用分集接收技术及保偏光纤 技术可减小光纤双折射特性引起的 FOG 测量误差。 e. 偏振变化。可采用保偏光纤或者偏振面补偿装 置及退偏振镜来解决。f. 两束光之间的光程差。 可进行强度补偿,用光隔离器消除返回光的影响。 g.时变温度扰动(S1upe)。可采用四极法缠绕光纤 线圈,并在信号处理电路中进行补偿。h. 声学噪声 和振动。声学噪声和振动可引起较大的非互易性寄 生效应,可采用对称缠绕光纤线圈及保证线圈稳定的方法来克服。

咨询热线