传统光纤陀螺的光纤环骨架既要用于固定光纤线圈、相位调制器、光电探测器、耦合器和电路板,又要作为光纤陀螺的安装基座,所以要求光纤环骨架要有足够的机械强度,不能有太大的热膨胀性。另外,光纤环骨架要进行热设计,使电路板、光源、光电探测器等光电器件产生的热量有良好的导热通道传到光纤陀螺外,尽可能减小光纤线圈温度变化和温变速率。这种情况下,光纤陀螺仪生产商,使得在光纤陀螺的结构设计和材料选择上要综合考虑,这极大地降低了这些光电器件的工作性能。按照光纤陀螺各个光学器件(包括光纤线圈、相位调制器、耦合器、光电探测器、光源)的功能和对使用环境的要求,将光纤陀螺的主体结构细分成光纤环骨架、相位调制器支架、光源底板和基座几部分。
即光纤角速度传感器,光纤陀螺和环形激光陀螺一样,三轴光纤陀螺,具有无机械活动部件、无预热时间、不敏感加速度、动态范围宽、数字输出、体积小等优点。光纤陀螺在航空航天、导航等领域起到了极为关键的作用。是一种用于惯性导航的光纤传感器 因其无活动部件——高速转子,称为固态陀螺仪。这种新型全固态的陀螺仪将成为未来的主导产品,具有广泛的发展前途和应用前景。
当前光纤陀螺主要采用干涉式光纤陀螺(IFOG)、谐振式光纤陀螺(RFOG)两种方案。干涉式光纤陀螺相对比较成熟,为了提高系统探测精度降低噪声,光纤陀螺,采用了超辐射发光光源(SLD)及长达数百米的保偏光纤线圈,同时也带来了系统体积重量较大,系统稳定性降低、成本较高的缺点。谐振式光纤陀螺采用循环光束之间的多波干涉的原理,可以在较短的光纤中获得较高的探测精度,使需要高相干光源Δυlt;100 kHz、低损耗的保偏耦合器,而且高相干光源也引入了较强的后向反射散射噪声。在此之后又提出了一种再入式光纤陀螺(REFOG),该种陀螺采用低相干光源(SLD),利用光在谐振腔中相向传输的光传输相同圈数后出涉的原理,获得较高的输出曲线精细度,通过光放大器有源放大可获得较高的探测灵敏度,缺点是输出中包含了大量无转动信息(直接通过耦合器未进入谐振腔)的光,使其在无源情况下探测灵敏度较低,即使是在有源情况下,由于增益饱和也给光放大器带来了负担。而且采用SLD始终是陀螺方案中的一种折中,但该器件存在工艺技术较复杂、输出功率较低(一般lt;150 μW)、价格昂贵、光源稳定性差等缺点,特别是限制了多轴系统中光源复用方案系统精度的提高。
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