光纖陀螺儀需要突破的主要技術(shù)為靈敏度消失、噪聲和光纖雙折射引起的漂移。
A.靈敏度消失在旋轉(zhuǎn)速率接近零時(shí),靈敏度會(huì)消失。這是由于檢測(cè)器中的光密度正比于Sagnac相移的余弦量所引起。
B.噪聲問題光纖陀螺儀的噪聲是由于瑞利背向散射引起的。為了達(dá)到低噪聲,應(yīng)采用小相干長(zhǎng)度的光源。
C.高溫對(duì)光纖環(huán)的影響
如果兩束相反傳播的光波在不同的光路上,就會(huì)產(chǎn)生飄移。造成光路長(zhǎng)度差的原因是單模光纖有兩正交偏振態(tài),此兩種偏振態(tài)光波一般以不同速度傳播。由于環(huán)境影響,使兩正交偏振態(tài)隨機(jī)變化。
國(guó)外研究情況
美國(guó)德雷珀實(shí)驗(yàn)室從1978年起為JPL空間應(yīng)用研制高精度光纖陀螺,曾研制過諧振腔式光纖陀螺,研制了9年,由于背向散射誤差限制了精度,后來改為采用于涉儀式方案。
在研制干涉儀式光纖陀螺的過程中,采用了三大技術(shù)措施:
a.把光源、探測(cè)器和前置放大器做成一個(gè)模塊;
b.光纖傳感環(huán)圈結(jié)構(gòu)影響精度很大,采用了無骨架繞制光纖環(huán)圈的技術(shù)途徑;
c.多功能集成光學(xué)器件模塊,包括了所有其余的光纖陀螺的光纖器件。
德雷珀實(shí)驗(yàn)室的研究人員認(rèn)為:目前0.01(/h 的干涉儀式光纖陀螺成本較高,需要研制自動(dòng)生產(chǎn)線,降低成本,保證質(zhì)量。
對(duì)于今后的發(fā)展問題,德雷珀實(shí)驗(yàn)室的研究人員認(rèn)為:
a.慣性級(jí)的干涉儀式光纖陀螺儀,可以取代動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀,并逐漸取代激光陀螺儀;
b.慣性級(jí)干涉儀式光纖陀螺儀的難點(diǎn)是必須采用1km長(zhǎng)度的保偏光纖,如果改用諧振
腔式光纖陀螺儀方案,則長(zhǎng)度可減為10m左右的光纖。為此諧振腔式光纖陀螺仍在作為研制方向,使光纖陀螺儀小型化的諧振腔式光纖陀螺的難點(diǎn)在于:控制電路比干涉儀式光纖陀螺復(fù)雜。
隨著ASIC技術(shù)的發(fā)展,將來有可能得到滿意的解決,使諧振腔式光纖陀螺成為產(chǎn)品。采用干涉儀式和諧振腔式混合方案的光纖陀螺儀具有良好的發(fā)展前景。
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。