并联双环形腔瑞利后向散射光纤陀螺仪：一种新型结构

"双环形腔并联瑞利后向散射式光纤陀螺" 本文主要介绍了一种基于单环后向瑞利散射式光纤陀螺改进而来的新型双环形腔并联的光纤陀螺仪。传统的光纤陀螺利用光的干涉原理来检测旋转，而瑞利后向散射则提供了在光纤内部监测光信号的新途径。在该新结构中，两个2×2单模光纤耦合器被用来构建并联的双环形腔，这样的设计增强了系统的稳定性和精度。 首先，作者们通过理论建模分析了这种双环结构的工作原理。利用2×2光纤耦合器，光信号可以在两个环形腔内循环并产生瑞利后向散射，这两个散射信号可以被耦合器再次合并，从而形成一个复合信号。通过对环长和分光比的优化，可以调整系统的灵敏度和信噪比，以实现最佳的测量效果。 在实验部分，选择了1500米和1078米长度的光纤环，并设置了相应的耦合系数（95.23%和94.88%），构建了一个测试系统。通过光时域反射计（OTDR）对不同转速下的后向瑞利散射信号进行测量，结果证实了双环结构能够有效增强信号的可识别性，提高测量转速的精度。 与单环结构相比，双环形腔并联的光纤陀螺有以下几个显著优势：第一，它增加了可用的数据点，使得信号处理更加可靠；第二，由于有更多的后向散射信号，系统的识别能力得到提升，这有助于降低误判的可能性；第三，通过优化参数，双环结构可以进一步提升陀螺仪的测量分辨率，从而在高精度应用中具有更大的潜力。 双环形腔并联的瑞利后向散射式光纤陀螺是光纤传感技术在惯性导航和精密测量领域的一个创新，其优点在于提高了陀螺仪的性能和稳定性，尤其适用于需要高精度旋转速率测量的场合。这项工作不仅展示了理论模型的有效性，也为未来光纤传感器的设计和优化提供了新的思路。