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高精度环形谐振腔的结构设计及优化

刘耀英 薛晨阳 郑华 安盼龙 崔晓文 卢晓云 刘俊

刘耀英, 薛晨阳, 郑华, 安盼龙, 崔晓文, 卢晓云, 刘俊. 高精度环形谐振腔的结构设计及优化[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3688-3693.
引用本文: 刘耀英, 薛晨阳, 郑华, 安盼龙, 崔晓文, 卢晓云, 刘俊. 高精度环形谐振腔的结构设计及优化[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3688-3693.
Liu Yaoying, Xue Chenyang, Zheng Hua, An Panlong, Cui Xiaowen, Lu Xiaoyun, Liu Jun. Structure design and optimization of high fineness ring resonator[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(11): 3688-3693.
Citation: Liu Yaoying, Xue Chenyang, Zheng Hua, An Panlong, Cui Xiaowen, Lu Xiaoyun, Liu Jun. Structure design and optimization of high fineness ring resonator[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(11): 3688-3693.

高精度环形谐振腔的结构设计及优化

基金项目: 

国家自然科学基金(91123036,51225504)

详细信息
    作者简介:

    刘耀英(1989-),女,硕士生,主要从事光纤陀螺、光学谐振腔方面的研究.Email:liuyy0300@163.com

  • 中图分类号: TN252

Structure design and optimization of high fineness ring resonator

  • 摘要: 环形谐振器作为谐振式光学陀螺的核心敏感部件,其精细度的大小直接影响光纤陀螺的灵敏度,所以研究光纤环形谐振器的特性及其精细度是优化陀螺设计和制造及提高性能的关键.通过对比分析不同耦合器结构的耦合原理,系统分析了在一定激光器线宽的基础上,谐振式光学陀螺系统灵敏度和谐振腔光路中各参数的间的关系及耦合器耦合系数与各损耗参数间的关系.设计优化R-MOG系统的主要参数.最终在同时考虑到谐振腔的高精细度和高Q值得前提下,得到当腔长尺寸为21.4 cm时,精细度达170,Q值为3.34107,此时,灵敏度为0.48 ()/h,并且,通过建立一个R-MOG闭环实验系统,对系统双路转动的闭环响应进行了测试,这为陀螺系统的构建提供了理论和实验基础.
  • [1] Suzuki K, Takiguchi K, Hotate K. Monolithically integrated resonator microoptic gyro on silica planar light wave circuit[J]. Light Wave Technology, 2000, 18: 66-72.
    [2]
    [3]
    [4] Ma H, Zhang X, Jin Z, et al. Waveguide-type optical passive ring resonator gyro using phase modulation spectroscopy technique[J]. Opt Eng, 2006, 45: 1-5.
    [5] Vali V, Shorthill R W. Fiber ring interferometer[J]. Applied Optics, 1976, 15(5): 1099-1100.
    [6]
    [7]
    [8] Ma H, He Z, Hotate K. Reduction of backscattering induced noise by carrier suppression in waveguide-type optical ring resonator gyro[J]. Light Wave Technology, 2011, 29: 85-90.
    [9]
    [10] Hotatek. Fiber sensor technology today[J]. Optical Fiber Technology, 1997, 3(4): 356-402.
    [11]
    [12] Suzuki K, Takiguchik K, Hotatek K. Monolithically integrated resonator micro optic gyro on silica planar light wavecircuit [J]. Light Wave Technology, 2000, 18(1): 66-72.
    [13] Loren F Stokes, Marvin Chodorow, Herbert J Shaw. Sensitive All-single-mode-fiber resonant ring interferometer [J]. Journal of Light Wave Technology, 1983, 1(1): 288-290.
    [14]
    [15]
    [16] Wang Kunbo, Feng Lishuang, Wang Junjie. Alternative method for design and optimization of the ring resonator used in micro-optical gyro[J]. Applied Optics, 2013, 52(7):1481-1486. (in Chinese)
    [17]
    [18] Francesco Dell'olio, Caterina Ciminelli. Theretical investigation of indium phosphide buried ring resonators for new angular velocity sensors[J]. Optical Engineering, 2013, 52(2): 1-7.
    [19]
    [20] Caterina Ciminelli, Francesco Dell'Olio, Mario N Armenise, et al. High performance InP ring resonator for new generation monolithically integrated optical gyroscopes[J]. Optics Express, 2013, 21: 556-563.
    [21]
    [22] Hansuek Lee, Tong Chen, Jiang Li, et al. Chemically etched ultrahigh-Q wedge-resonator on a silicon chip[J]. Nature Photonics, 2012, 6: 369-373.
    [23]
    [24] Pascal Del'Haye, Scott A Diddams, Scott B Papp. Laser-machined ultra-high-Q microrod resonators for nonlinear optics[J]. Applied Physics Letters, 2013, 102: 221119.
    [25] Yoshihiro Ohtsuka. Analysis of a fiber-optic passive loop-resonator gyroscope: dependence on resonator parameters and light-source coherence[J]. Journal of Light Wave Technology, 1985, 3(2): 378-384.
  • [1] 雷鸿毅, 张家洪, 张元英, 王新宇, 陈志炎.  铌酸锂晶体结构对电场传感器灵敏度影响分析 . 红外与激光工程, 2023, 52(2): 20220370-1-20220370-8. doi: 10.3788/IRLA20220370
    [2] 苏李, 张晓彤, 吕沛桐, 孙铭阳, 王成虎, 陈晨, 张天瑜.  大量程高灵敏度的光纤光栅低频振动传感器研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200340-20200340. doi: 10.3788/IRLA20200340
    [3] 杜海伟.  弱场偏振探测技术灵敏度及噪声的定性分析 . 红外与激光工程, 2020, 49(3): 0305006-0305006-7. doi: 10.3788/IRLA202049.0305006
    [4] 李斌, 蔡春龙, 孟祥涛.  基于组合滤波的光纤陀螺惯导/星敏感器组合导航算法 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1217005-1217005(5). doi: 10.3788/IRLA201847.1217005
    [5] 安佳, 王永杰, 李芳, 刘元辉, 彭丹丹.  采用聚酰胺酸层的高灵敏度长周期光纤光栅温度传感器 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 822002-0822002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0822002
    [6] 梁赫西, 代永红, 艾勇, 石倩芸, 周凌林, 单欣.  空间光耦合平衡探测器设计与测试 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 320002-0320002(7).
    [7] 李文超, 何家欢, 李志全, 王亚娟, 冯丹丹, 顾而丹.  新型双通道可选择性SPR光纤传感器的研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 322002-0322002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0322002
    [8] 谢良平, 李瑞, 张斌, 王京献, 张春熹.  单模光纤弯曲半径对光纤陀螺标度因数稳定性的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 122001-0122001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0122001
    [9] 何俊, 徐可欣, 刘蓉, 李晨曦.  近红外漫反射光程对葡萄糖浓度检测灵敏度的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 29-34. doi: 10.3788/IRLA201645.S104006
    [10] 郑华, 郑永秋, 安盼龙, 张婷, 卢晓云, 薛晨阳.  光纤环形谐振腔输入功率波动对谐振式光纤陀螺的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1122002-1122002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1122002
    [11] 单联洁, 马玉洲, 梁迎春.  一种光纤陀螺干涉仪光纤长度误差量测量方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1574-1578.
    [12] 刘颖, 范永青, 徐金涛.  光纤陀螺组合的热设计及分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3750-3754.
    [13] 邢德胜.  太赫兹波段金属光子晶体光纤增强拉曼散射现象的研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 519-522.
    [14] 李彦, 孙彦凤, 王旭, 姜漫.  采用光纤滤波器的高波长稳定性掺铒光纤光源 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 244-248.
    [15] 代永红, 刘彦飞, 周浩天, 单欣, 艾勇.  空间相干光通信中平衡探测器灵敏度测试实验 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3110-3116.
    [16] 韩正英, 高涵, 高业胜, 赵耀.  光纤环应力分布测试对光纤陀螺性能的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 4128-4132.
    [17] 潘雄, 张春生, 王夏霄, 王熙辰, 赵亚飞, 王定球.  反馈延迟对光纤陀螺振动误差特性的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2607-2612.
    [18] 赵曦晶, 刘光斌, 汪立新, 何志昆, 赵晗.  光纤陀螺温度漂移自适应网络模糊推理补偿 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 790-794.
    [19] 孟祥涛, 王巍, 向政.  基于光纤陀螺与经验模态分解的航天器微小角振动检测技术 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2619-2625.
    [20] 陈海云, 顾铮先, 陈鑫.  倾斜长周期光纤光栅薄膜传感器特性研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3116-3121.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-03-11
  • 修回日期:  2014-04-13
  • 刊出日期:  2014-11-25

高精度环形谐振腔的结构设计及优化

    作者简介:

    刘耀英(1989-),女,硕士生,主要从事光纤陀螺、光学谐振腔方面的研究.Email:liuyy0300@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(91123036,51225504)

  • 中图分类号: TN252

摘要: 环形谐振器作为谐振式光学陀螺的核心敏感部件,其精细度的大小直接影响光纤陀螺的灵敏度,所以研究光纤环形谐振器的特性及其精细度是优化陀螺设计和制造及提高性能的关键.通过对比分析不同耦合器结构的耦合原理,系统分析了在一定激光器线宽的基础上,谐振式光学陀螺系统灵敏度和谐振腔光路中各参数的间的关系及耦合器耦合系数与各损耗参数间的关系.设计优化R-MOG系统的主要参数.最终在同时考虑到谐振腔的高精细度和高Q值得前提下,得到当腔长尺寸为21.4 cm时,精细度达170,Q值为3.34107,此时,灵敏度为0.48 ()/h,并且,通过建立一个R-MOG闭环实验系统,对系统双路转动的闭环响应进行了测试,这为陀螺系统的构建提供了理论和实验基础.

English Abstract

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