OptiSystem应用：光纤陀螺仪系统设计
光纤陀螺仪系统设计：DC检测方法[1] ;D}E/' =
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使用理想元件，输出光电流（I）为 e# KP3Lp
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[attachment=127197] (1) |4F'Zu}g>
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其中 φs 是萨格纳克相移 ， Io 是以零角速度情况计算出的电流 pGsu#`t
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[attachment=127198] (2) M$2lK^2L
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P 是光源光功率， σ 是光电检测器的响应度（在我们的案例中等于1）。在等式（2）中将光功率除以2是因为在耦合器处功率损失了一半。 一旦 φs 确定了， 我们可以计算 Fy^MI*}BZ
t#=FFQOt
[attachment=127199] (3) gU@BEn}
Ia-nA|LBxI
其中 L 是光线长度, D 是环直径, λ 是光源波长，由此来确定环路Ω 的角速度。注意，由于等式（1）具有余弦，因此直流技术无法区分正负速度。 J; Veza
Fd >epvR
[attachment=127200] 图1.FOG DC检测布局 k4YW;6<C+
光纤陀螺仪系统设计：相位调制方法[2] n4/Jx*
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当尝试测量非常低的角旋转速率时，DC方法不是很准确，所以通常使用相位调制技术。 对于该设置，光检测信号 ^q/_D%]C
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[attachment=127201] (4) YfVZ59l4y6
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将相位调制器幅度选择到+/-0.9 rad ，给出最大化J1(Φm) = 0.581517 的项Φm = 1.8 。提取调制频率ωm的余弦级数 ,5P
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[attachment=127202] (5) b!z kQ?h
B S+=* 3J
公式3得到角速度。我们可以重新排列找到φ_𝑠，然后再次使用公式（3）找到角速度。 注意，在这种情况下，由于等式（5）具有正弦关系，所以我们可以确定角速度的大小和方向。另外，在这种情况下, 在等式（2）中，零速电流不是𝐼_𝑜=𝜎𝑃/2 而是 𝐼_𝑜=𝜎𝑃/8因为在光到达光电二极管的时候，其功率已经被耦合器减半了三次。 rY]QTS">o
)"f *Mp
[attachment=127203] 图2.OptiSystem设计的调制技术原理图（资料来源：REF）（注：光纤偏振器未包含在设计中） /xkF9
对于以下的OptiSystem设计，角速度已设置为7.27e-5rad / s（地球的转速）。 I-FOG的设置显示在红色框中（在全局参数下）。 通过使用相移分量来应用萨格纳克相移，计算如下: .a
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B^"1V{M
[attachment=127204] U
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在这里，我们根据前面的方程，使用C ++组件来计算角速度。 测得的角速度（在C ++组件下显示为结果）为7.29e-5rad / s。 a
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[attachment=127205] OL yl.#J
图3.FOG 相位调制
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