光纤激光陀螺偏频技术：克服锁区效应的关键

"光纤激光陀螺偏频技术研究" 光纤激光陀螺是一种先进的光学传感器，它基于Sagnac效应，用于检测旋转体的角速度。这种陀螺仪主要分为三类：干涉型光纤陀螺（I-FOG）、无源谐振光纤陀螺（RFOG）和有源谐振型光纤陀螺。光纤激光陀螺属于有源谐振型，它通过掺饵光纤在环形谐振腔中产生双向激光激射，利用Sagnac效应导致的顺时针（CW）和逆时针（CCW）激光频率差异来测量角速度。这种设计结合了光纤陀螺和激光陀螺的优势，有望成为高精度且成本较低的新型陀螺仪。 然而，光纤激光陀螺在研发过程中面临诸多挑战，其中一项关键问题是锁区效应。锁区效应指的是由于频率牵引效应，导致正向和反向传播的激光频率向中心频率靠拢，从而影响到角速度的精确测量。频率牵引效应源于激光输出频率与谐振腔共振频率之间的微小偏差，这通常在工作谱线的多普勒宽度内由于反常色散而发生。反常色散是指材料的折射率随频率增加而减小的现象。 为了解决锁区效应，研究人员探索了几种偏频技术。这些技术的主要目标是使正反向激光频率保持可区分，从而提高光纤激光陀螺的性能。例如，可以通过引入外部调制来改变激光频率，或者优化谐振腔的设计以减少模式耦合和增益竞争。此外，还可以通过动态控制掺饵光纤的增益分布，以避免频率牵引效应导致的锁区现象。 陈淑芬和陆俊军的研究深入探讨了锁区效应的机理，并对克服这一问题的多种偏频策略进行了实验和理论分析。这些研究对于推动光纤激光陀螺的实际应用具有重要意义，有助于解决目前技术瓶颈，提升光纤激光陀螺的测量精度和稳定性，促进其在导航、航空航天和军事等领域的广泛应用。