谐振型光纤陀螺灵敏度提升策略与影响因素分析

"谐振型光纤陀螺的灵敏度分析，激光线宽，光纤环形谐振腔(FRR)，检测技术，RFOG灵敏度公式，偏振轴90°旋转，数字调相电压，高精度设计" 谐振型光纤陀螺（RFOG）是一种先进的光学传感器，因其在敏感光纤长度和整体体积上的优势，被广泛应用于导航、航空、军事等领域。RFOG的核心是光纤环形谐振腔（FRR），它与激光线宽以及检测技术共同决定了陀螺的灵敏度。 激光线宽对RFOG的性能至关重要。更窄的激光线宽可以提高系统的分辨率，从而提升灵敏度。然而，线宽过窄可能会引入额外的噪声，因此需要找到一个平衡点，选取合适的FRR腔长来匹配特定的激光线宽，以优化灵敏度。通过推导出受光电检测器灵敏度限制的RFOG灵敏度公式，可以更精确地计算出这一匹配关系。 光纤环形谐振腔（FRR）的设计和制作工艺也是决定RFOG性能的关键因素。FRR的长度直接影响到光的干涉效果，进而影响到陀螺的灵敏度。特别是当腔内偏振轴90°旋转时，两侧光纤的长度差需要是保偏光纤半拍长的奇数倍，以确保光的正交偏振分量正确干涉，提高测量精度。 检测技术的选择和实施同样对灵敏度有显著影响。在RFOG中，通常采用数字调相技术来实现信号检测。数字调相电压的误差和噪声会直接影响到信号质量，进而影响到灵敏度。因此，为了获得高灵敏度，必须确保数字调相电压的噪声方均根值小于0.22V，以降低系统噪声水平。 RFOG的灵敏度是一个多因素综合作用的结果，包括激光线宽的控制、FRR腔长的优化、偏振轴的精确调整以及低噪声的数字调相技术。这些方面的深入理解和优化是实现高精度RFOG设计的基础。本文的研究工作为实际应用中的RFOG设计提供了理论指导，有助于推动谐振型光纤陀螺技术在高精度测量领域的进一步发展。