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第1章 概述1

1.1 引言1

1.2 谐振式光学陀螺的发展现状5

1.2.1 国外谐振式光学陀螺发展现状5

1.2.2 国内谐振式光学陀螺发展现状17

1.3 谐振式光学陀螺的发展趋势及所面临的挑战22

第2章 谐振式光学陀螺的传感机理25

2.1 ROG的基本原理25

2.1.1 光学Sagnac效应25

2.1.2 谐振腔的特征参量27

2.1.3 谐振腔的光传输特性30

2.1.4 ROG的系统构成33

2.2 ROG的信号检测原理35

2.2.1 ROG的调相谱信号检测原理35

2.2.2 谐振频率的跟踪与锁定原理42

2.2.3 基于调相谱技术的ROG系统组成43

2.3 本章小结45

第3章 微谐振腔的结构设计和优化47

3.1 FRR结构设计和优化47

3.1.1 光纤耦合器47

3.1.2 FRR参量分析47

3.1.3 FRR结构设计52

3.2 硅基楔形盘腔的结构设计、测试和优化55

3.2.1 不同直径楔形盘腔的结构设计和制备55

3.2.2 楔形盘腔的测试及其结果分析61

3.3 本章小结65

第4章 谐振式光学陀螺的典型噪声及其抑制技术66

4.1 基于FRR的背向散射噪声及其抑制技术66

4.1.1 瑞利背向散射噪声的机理和测试分析66

4.1.2 背向散射噪声对陀螺输出的制约分析70

4.1.3 背向散射噪声抑制技术76

4.2 基于楔形盘腔的非互易性噪声及其抑制技术91

4.2.1 非互易性的产生机理和仿真分析91

4.2.2 非互易性的测试和分析93

4.2.3 非互易性噪声对陀螺输出的影响96

4.2.4 楔形盘腔耦合单元的封装技术97

4.3 本章小结105

第5章 谐振式光学陀螺的信号检测技术107

5.1 检测系统的组成107

5.2 数字信号检测的关键技术108

5.2.1 微弱信号的锁相放大108

5.2.2 三角波相位调制的同步解调技术109

5.2.3 正弦波相位调制的同步解调技术111

5.2.4 谐振频率的跟踪与锁定技术116

5.3 本章小结120

第6章 谐振式光学陀螺系统的测试与分析121

6.1 谐振式光纤陀螺测试系统组成121

6.2 系统测试结果与分析122

6.2.1 谐振谱线的测试分析122

6.2.2 解调曲线的测试分析124

6.2.3 谐振频率跟踪与锁定测试分析130

6.2.4 系统转动测试分析133

6.3 研究工作展望135

6.4 本章小结139

附录A 光学与光电子学基础141

A.1 光的反射、折射特性141

A.2 光波的干涉特性146

A.2.1 干涉的条件146

A.2.2 光波的相干性147

A.3 光纤中的光波特性151

A.3.1 光纤中的散射151

A.3.2 光纤中的吸收152

A.3.3 光纤中的色散154

A.4 光电子统计特性156

A.4.1 光电计数分布156

A.4.2 泊松噪声和附加噪声158

附录B 缩略语161

参考文献163