光子学报, 2018, 47 (5): 0506005, 网络出版: 2018-09-07   

光纤陀螺磁温耦合效应

Magnetic-temperature Coupling Effect of a Fiber Optic Gyroscope
作者单位
浙江大学 光电科学与工程学院 现代光学仪器国家重点实验室, 杭州 310027
摘要
提出了磁场和温度场共同作用下光纤陀螺产生磁温耦合效应的理论, 建立了相应的数学模型, 并对该模型进行仿真分析和实验验证.理论、仿真和实验结果表明, 光纤陀螺产生的磁温交叉耦合度来自于磁场产生的非互易圆双折射、不同温度下光纤环上热应力导致的双折射、光纤固有双折射、弯曲双折射等的相互作用.在20℃~60℃的范围内, 保偏光纤直径为250 μm, 拍长为3 mm, 光纤长度为1 600 m, 光纤扭转率为1 rad/m, 光源波长为1 550 nm, 1 mT径向磁场产生的磁温交叉耦合度的最大值为6.796%.
Abstract
A theory for magnetic-temperature coupling effect generated in a Fiber Optic Gyroscope (FOG) under the combined action of magnetic and temperature fields was proposed. The magnetic-temperature coupling in FOG originates from the interaction of the magnetic field, fiber twist, birefringence caused by thermal stress, and the intrinsic and bending birefringence of the fiber. The cross-coupling changes with temperature. When the polarization maintaining fiber has a diameter of 250 μm, beat length of 3 mm, length of 1 600 m, twist rate of 1 rad/m, and optical source wave length of 1550 nm, the maxim degree of magnetic-thermal coupling generated by a 1 mT radial magnetic field within the temperature range of 20℃ to 60℃ is 6.796%.

陈一平, 梁璀, 张登伟, 杨建华, 车双良, 刘承. 光纤陀螺磁温耦合效应[J]. 光子学报, 2018, 47(5): 0506005. CHEN Yi-ping, LIANG Cui, ZHANG Deng-wei, YANG Jian-hua, CHE Shuang-liang, LIU Cheng. Magnetic-temperature Coupling Effect of a Fiber Optic Gyroscope[J]. ACTA PHOTONICA SINICA, 2018, 47(5): 0506005.

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