Повышение точности волоконно-оптического гироскопа за счет подавления паразитных эффектов в интегрально-оптических фазовых модуляторах
https://doi.org/10.17285/0869-7035.2019.27.2.052-069
Аннотация
Приводятся результаты исследований опытного образца волоконно-оптического гироскопа класса точности 0,01–0,001°/ч. Гироскоп содержит первый контур обратной связи для компенсации разности фаз Саньяка, второй контур обратной связи для стабилизации масштабного коэффициента и третий быстродействующий контур обратной связи для компенсации влияния на измерительный тракт постоянной составляющей оптического сигнала на фотоприемнике. Для повышения точности опытного образца гироскопа до уровня 0,001°/ч предлагается использование четвертого и пятого контуров обратной связи, с помощью которых осуществляется подавление паразитных эффектов в интегрально оптических фазовых модуляторах.
Об авторах
А. М. Курбатов
Филиал ФГУП ЦЭНКИ «НИИ ПМ им. акад. В. И. Кузнецова» (Москва).
Россия
Россия
Курбатов Александр Михайлович. Заместитель главного конструктора по ВОГ
Р. А. Курбатов
Филиал ФГУП ЦЭНКИ «НИИ ПМ им. акад. В. И. Кузнецова» (Москва)
Россия
Россия
Курбатов Роман Александрович. Кандидат физико-математических наук
А. М. Горячкин
Филиал ФГУП ЦЭНКИ «НИИ ПМ им. акад. В. И. Кузнецова» (Москва).
Россия
Россия
Горячкин Андрей Михайлович. Заместитель начальника отдела
Список литературы
1. Lefevre, H.C., Potpourri of comments about for its 40th anniversary, and how fascinating it was and it still is, Proc. of SPIE, 2016, vol. 9852, p. 985203-1.
2. Sanders, G.A., Sanders, S.J., Strandjord, L.K., Qiu, T., Wu, J., Smiciklas, M., Mead, D., Mosor, S., Arrizon, A., Ho, W., Salit, M. Fiber optic gyro development at Honeywell, Proc. of SPIE, 2016, vol. 9852, p. 985207-1.
3. Унтилов А.А., Егоров Д.А., Рупасов А.В., Новиков Р.Л., Нефоросный С.Т., Азбелева М.П., Драницына Е.В. Результаты испытаний волоконно-оптического гироскопа // Гироскопия и навигация. 2017. Т. 25. № 3. С. 78.
4. Vali, V., Shorthill, R. W. Fiber ring interferometer, Appl. Opt., 1976, vol. 15, p. 1099.
5. Ulrich, R., Johnson, M., Fiber-ring interferometer: polarization analysis, Opt. Lett., 1979, vol. 4, p. 152.
6. Schiffner, G., Leeb, W.R., Krammer, H., Wittmann, J., Reciprocity of birefringent singlemode fibers for optical gyros, Appl. Opt., 1979, vol. 18, p. 2096.
7. Ulrich, R., Fiber-optic rotation sensing with low drift, Opt. Lett., 1980, vol. 5, № 5, p. 173.
8. Burns, W.K., Chen, C., Moeller, R.P., Fiber-optic gyroscopes with broad-band sources, J. Lightwave Technol., 1983, vol. 1, p. 98.
9. Shupe, D.M., Thermally induced non-reciprocity in the fiber-optic interferometer, Appl. Opt., 1980, no. 5, p. 654.
10. Frigo, N.J., Compensation of linear sources of nonreciprocity in Sagnac interferometers, Proc. SPIE, 1983, vol. 412, p. 268.
11. Malvern, A., Optical fiber gyroscope sensing coil having a reduced sensitivity to temperature variations occurring therein, US Patent № 5,465,150, November. 1995.
12. Cordova, A., Bilinsky, D.J., Fersht, S.M., Surabian, J.M., Wilde, J.D., Hinman, P.A., Sensor coil for low bias fiber optic gyroscope, 1994, US Pat. № 5,371,593.
13. Cordova, A., Surabian, G., Potted Fiber optic gyro sensor coil for stringent vibration and thermal environments, 1996, US Pat. № 5,546,482.
14. Tirat, O. F. J., Euverte, J. M. Finite element model of thermal transient effect in fiber optic gyro, Proc. SPIE, 1996, vol. 2837, p. 230.
15. Курбатов, А. М., Курбатов, Р. А. Температурные характеристики чувствительных катушек волоконно-оптического гироскопа // Радиотехника и Электроника. 2013. №7. С. 735.
16. Lefevre, H.C., The fiber optic gyroscope, Artech House, 1993.
17. Pavlath, G.A., Method for reducing random walk in fiberoptic gyroscopes, US Patent № 5,530,545, 1996.
18. Killian, K.M., Burmenko, M., Hollinger, W., High-performance fiber optic gyroscope with noise reduction, Proc. SPIE, 1994, vol. 2292, p. 255.
19. Straindjord, L.K., Sanders, G.A., Relative intensity noise controller for fiber light sources, US Patent № US2003/0128365 A1. July. 2003.
20. LuValle, M.J., Friebele, E.J., Dimarcello, F.V., Miller, G.A., Monberg, E.M., Wasserman, L.R., Wisk, P.W., Yan, M.F., Birtch, E.M., Radiation-induced loss predictions for pure silica core polarization-maintaining fibers, Proc. SPIE, 2006, vol. 6193, p. 61930J-1.
21. Kurbatov, A.M., Kurbatov, R.A., Radiation resistant fibers with depressed claddings for fiber optic gyro sensing coil, Proc. SPIE. OFS-22, 2012, vol. 8421, p. 842180-1.
22. Kurbatov, A.M., Kurbatov, R.A., Voloshin, V.V., Vorob’ev, I.L., Kolosovsky, A.O., Polarisation maintaining fibre with pure silica core and two depressed claddings for fibre optic gyroscope, Opt. Fiber Technol., 2016, vol. 32, p. 6.
23. Егоров Д.А., Рупасов А.В., Унтилов А.А. Проблемы обеспечения радиационной стойкости волоконно-оптических гироскопов и пути ее повышения (обзор) // Гироскопия и навигация. 2018. Том. 26. №4 (103).
24. Yang, Y., Suo, X., Yang, M., Active radiation hardening technology for fiber-optic source, Proc. SPIE, 2013, vol. 8924, p. 89240W-1.
25. Зотов К.В., Лихачев М.Е., Томашук А.Л., Бубнов М.М., Яшков М.В., Гурьянов А.Н., Радиационно-стойкий волоконный световод на основе кварцевого стекла, легированного эрбием // Квантовая Электроника. 2007. № 10. С. 946.
26. Кель О.Л., Мелькумов М.А. Азанова И.С., Гурьянов А.Н., Рюмкин К.Е., Яшков М.Н., Носова Е.А., Шаронова Ю.О., Коффер К.В., Поносова А.А. Суперлюминесцентный волоконный эрбиевый источник ИК-излучения, стойкий к воздействию ионизирующего излучения // ВКВО-2017, волоконные лазеры и усилители. С. 45.
27. Lin, S.C., Giallorenzi, T.G., Sensitivity analysis of the Sagnac-effect optical-fiber ring interferometer, Appl. Opt., 1979, no. 6, p. 915.
28. Курбатов А. М. О новых путях совершенствования волоконно-оптических гироскопов с открытым и закрытым контуром обратной связи // Гироскопия и навигация. 2015. № 1. C. 43.
29. Ebberg, A., Schiffner, G., Closed-loop fiber-optic gyroscope with a sawtooth phase-modulated feedback, Opt. Lett., 1985, no. 6, p. 300.
30. Lefevre, H.C., Graindorge, Ph., Arditty H.J., et al., Double closed-loop hybrid fiber gyroscope using digital phase ramp, Optical Fiber Sensors (OFS), 1985, San Diego, CA, January 1, Post Deadline, p. PDS7-1.
31. Pavlath, G.A., Closed-loop fiber optic gyros, Proc. SPIE, 1996, vol. 2837, p. 46.
32. Spahlinger, G., Fiber optic Sagnac interferometer with digital phase ramp resetting via correlation free demodulator control, 1992, US Patent no. 5,123,741.
33. Chung, Jen-Chen, Interferometric fiber optic gyroscope dead band suppression, Applied Physics Express, 2008, no. 7, p. 072501-1.
34. Курбатов А.М., Курбатов Р.А. Пути повышения точности волоконно-оптических гироскопов // Гироскопия и Навигация. 2012. №1. С. 102.
35. Kurbatov, A.M., Kurbatov, R.A., Polarization and modal filters based on W-fibers Panda for fiber-optic gyroscopes and high-power fiber lasers, Opt. Eng., 2013, no. 3. p. 035006-1.
36. New optical W-fiber Panda for fiber optic gyroscope sensitive coil, Technical Physics Letters, 2010, 36 (9), 789–791.
37. Kurbatov, A.M., Kurbatov, R.A., Polarisation non-reciprocity cancelling in Sagnac fibre-ring interferometer: an attempt of realistic study, Optical and Quantum Electronics, 2019, 51, № 5, pp. 1–20.
38. Курбатов А.М., Курбатов Р.А. Волоконно-оптический гироскоп с большим динамическим диапазоном измерения угловых скоростей. Патент РФ №2620933. Приоритет от 25.08.16 г.
39. Курбатов А.М., Курбатов Р.А. Способ повышения точности волоконно-оптического гироскопа при воздействии вибраций. Патент РФ RU 2627020 Приоритет от 25.08.2016.
40. Hollinger, W.P., Covacs, R.A., Tuned integrated optic modulator on a fiber optic gyroscope, US Patent no. 5,504,580, 1996.
41. Greening, T.C., Khari, S.H., Newlin, M.P., Minimal bias switching for fiber optic gyroscope, US Patent no. 7,336,364, 2008.
42. Yi, X., Wen, X., Y-integrated optic chip (Y-IOC) applied in fiber optic gyro, Proc. SPIE, 2006, vol. 6344, p. 63440U-1.
43. Курбатов А.М., Курбатов Р.А. Вибрационная ошибка угловой скорости волоконно-оптического гироскопа и методы ее подавления // Радиотехника и Электроника. 2013. № 8. С. 842.
44. Колеватов А.П., Николаев С.Г., Андреев А.Г., Ермаков В.С., Струк В.К., Парфёнов А.С., Нестеров И.И. Успехи в разработке бесплатформенных инерциальных навигационных систем на базе волоконно-оптических гироскопов // XVI Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб., 2009.
Рецензия
Для цитирования:
Курбатов А.М., Курбатов Р.А., Горячкин А.М. Повышение точности волоконно-оптического гироскопа за счет подавления паразитных эффектов в интегрально-оптических фазовых модуляторах. Гироскопия и навигация. 2019;27(2):52-69. https://doi.org/10.17285/0869-7035.2019.27.2.052-069
For citation:
Kurbatov A.M., Kurbatov R.A., Goryachkin A.M. Fiber-Optic Gyroscope Accuracy Improvement by Suppressing the Parasitic Effects in Integrated Optic Phase-Shift Modulators. Giroskopiya i Navigatsiya. 2019;27(2):52-69. (In Russ.) https://doi.org/10.17285/0869-7035.2019.27.2.052-069
Просмотров:
1
Послать статью по эл. почте 