引用本文:
黄怡,王夏霄,徐宏杰,等. 基于双探测器的光源相对强度噪声抑制方案[J]. 光通信技术,2024,48(6):52-55.
黄 怡1,王夏霄1*,徐宏杰1,孔令海2
(1.北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院,北京100191;2.北京控制与电子技术研究所,北京100038)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:针对传统和现有光路抑制方案在常温条件下表现良好但在全温度范围内性能却难以保证的问题,提出了一种基于双探测器的光源相对强度噪声(RIN)抑制方案。该方案通过双探测器分别检测经不同路径的光信号,并在电路中将这2路信号同步后相减,以消除RIN,从而提高光纤陀螺的精度。同时,还探究了不同调制深度对陀螺输出的影响及未来对该方案的改进思路。实验结果表明:在调制深度为3π/4并且配合双探测器的RIN抑制措施的情况下,该方案能有效提高光纤陀螺的精度,并满足全温条件下的使用要求。
关键词:相对强度噪声;高精度光纤陀螺;信噪比;调制深度;噪声抑制
中图分类号:TN929.1 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2024)06-0052-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2024.06.010
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研究背景与目的:
背景:高精度光纤陀螺在航空航天领域广泛应用,但光源相对强度噪声(RIN)对其输出精度有显著影响。
目的:提出一种基于双探测器的光源RIN抑制方案,提高光纤陀螺在全温条件下的输出信噪比和精度。
现有方案的局限性:
光路直接对消方案:受限于光器件的温度敏感性,难以满足全温条件下的高精度要求。
电路抵消方案:简单易行,但受延时控制精度限制,RIN抑制效果不易实现。
光路消偏方案:通过消偏降低RIN,但抑制效果有限。
光源处抑制方案:有效减少光功率源头波动,但设计与实现过程复杂。
基于双探测器的RIN抑制方案:
方案构成:包括光路测试模块和电路调制解调模块,通过双探测器输出信号同步做差实现RIN抑制。
实验系统:采用具有双路处理能力的光纤陀螺主板,进行原理验证实验。
实验过程与结果:
实验过程:在不同调制深度下测试陀螺输出精度,对比RIN抑制前后的效果。
实验结果:调制深度为3π/4时,进行RIN抑制后,陀螺检测精度显著提升,随机游走系数降低。
全温测试:
测试内容:对光纤陀螺进行全温(-40~70 ℃)测试,观察输出标度因数的变化。
测试结果:标度因数受温度影响引入的非线性误差小,证明方案温度稳定性好。
未来改进思路:
改进措施:通过信号采样技术实时采集信号光与参考光的强度信息,动态调整调制深度,确保两路信号稳定匹配。
预期效果:理论上能够克服现有RIN抑制技术在温度变化环境下应用的难题。
结论与展望:
结论:基于双探测器的光源RIN抑制技术有效提升了光纤陀螺的检测精度和温度稳定性。
展望:未来将优化选用器件的指标参数,完善具有信号功率自动调节功能的技术方案,并进行严格验证测试。