免费论文：基于新型干涉原理的光纤陀螺激光连续调频技术研究

光纤陀螺可以实现运载体的自主精确角速度测量，凭借自身成本低、体积小、功耗低，应用灵活，使用寿命长等优点在在现代国防科技中占有非常重要的地位。然而传统光纤陀螺容易受外界环境干扰的影响，尤其是温度变化和振动会造成光纤陀螺测量精度和分辨率的降低。为了消除环境干扰所带来的误差，人们开始研究基于新型干涉原理的光纤陀螺，这种光纤陀螺是采用窄谱激光光源的双路干涉差分系统，其中的一项关键技术是激光连续调频技术，该项技术对于提高探测器的信噪比以及陀螺的测量精度贡献非常大，因此对激光连续调频技术的研究具有十分重要的意义。国外的学者已经理论验证了新型陀螺可以抑制环境扰动所带来的影响，并搭建了实验样机，国内在这方面的研究还处于初始探索阶段。因此本文以基于新型干涉原理的光纤陀螺为应用背景，针对其中的激光连续调频技术进行研究和验证，以实现适用于陀螺的激光连续调频系统为研究目的，为探究新型光纤陀螺提供重要的参考价值。通过对激光连续调频干涉技术的基本原理和拍信号特点的理论分析，结合新型光纤陀螺的特殊要求确定了最优的调制波形和调制参数，为提高光纤陀螺系统的精度和分辨率提供了重要的理论依据；从现有调制方式特点出发，结合新型光纤陀螺对光源调频的要求，确定了采用基于直接调制的半导体激光器调频系统，针对该调频方案进行了软硬件的设计，完成了仿真和调频电路性能测试实验，并且搭建了陀螺系统进行调频方案的实验验证，研究成果为进一步实现新型光纤陀螺的工程化奠定了基础。仿真实验结果表明调频电路、实现了半导体激光器工作范围内的恒流源驱动电流输出，满足调制电流幅度指标，而且满足调制频率在1kHz~30kHz范围内保持线性度而不失真；光频调制度实验中采用干涉的方法检测皮米量级的波长移动，间接验证了激光光束的最大频移量与调制电流幅值成线性正比关系，频率调制度可以达到0.25GHz/mA；光源调制特性实验中半导体激光器输出光频率和光功率与驱动电流成线性正比关系；电路性能检测主要包括精度、分辨率、非线性度以及增益误差测试，其中电压精度可以达到±5mV，分辨率达到1024（10Bit），非线性度失真为0.0013；陀螺整机测试实验验证了调频系统的有效性。

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