1 哈尔滨工程大学自动化学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 东北电力大学自动化工程学院, 吉林 长春 132012
通过深入分析光纤陀螺敏感环的特点，提出了一种工艺简单的双柱型（D-CYL）绕法。通过有限元方法仿真分析了双柱型绕法环圈瞬态传热性能，对比分析了在相同变温条件下双柱型绕法与交叉绕法对陀螺性能的影响。结果表明，在对称的温度环境下，双柱型绕法在抑制陀螺温度漂移方面的效果与交叉绕法相当，两者漂移误差均低于0.01 (°)/h，与理论分析相符。
光纤光学 双柱型绕法 有限元法 光纤环 隔热腔体 热致漂移
Author Affiliations
Abstract
Harbin Engineering University, College of Automation, Harbin, Heilongjiang 150001, China
By studying the thermal-induced phase shift mechanism of an interferometric fiber-optic gyroscope (IFOG) sensing coil, a novel generalized expression based on a three-dimensional (3D) model is proposed. Compared with the traditional pure Shupe effect model, the simulation results show that the new 3D model, including elastic strain and the elasto-optical effect, can describe the thermal effect of the coils more accurately. Experiments with temperature change rates between 40°C and 70°C are performed to verify the effectiveness of the proposed generalized expression. The results of our work can guide researchers in identifying countermeasures to reduce the thermal-induced bias error in IFOG.
060.2370 Fiber optics sensors 060.2800 Gyroscopes 050.5080 Phase shift 120.5790 Sagnac effect 140.6810 Thermal effects Chinese Optics Letters
2015, 13(9): 090603
哈尔滨工程大学 自动化学院, 哈尔滨 150001
提出一种新型的缓变锥型光纤接口器件。该接口器件是一个长度为150 mm左右的缓变锥型光子晶体光纤。利用有限元方法对模场直径差别较大的不同光纤进行拼接时的损耗问题进行研究。研究结果表明: 在模场直径分别为9 μm和10.4 μm的光纤之间加入锥型光纤后可以有效降低耦合损耗, 并且在不同波长下耦合损耗都维持在一个较低水平。因此, 该接口器件能够实现光纤拼接时物理结构的过渡和不同模场直径的转换, 从而使拼接损耗降到最低。
光纤光学 锥型光纤接口 有限元法 光子晶体 单模光纤 fiber optics tapered fiber device finite element method photonic crystal fiber single-mode fiber 强激光与粒子束
2015, 27(5): 051008
哈尔滨工程大学自动化学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
建立了一个精确到匝的光纤环有限元模型，基于此对比分析了交叉绕法与四极对称(QAD)绕法环圈瞬态传热性能，得出交叉绕法能更好地改善光纤陀螺温度性能。此外,重新设计了传统四极对称法绕制光纤环的槽体，并分析了在相同温度激励下新旧槽体内嵌交叉绕法光纤环对抑制陀螺温度漂移的影响。结果表明：采用新型槽体的交叉绕法光纤环圈能充分发挥交叉绕法抑制温漂的性能，能够使热致误差降低一个数量级，与理论分析相符。
光学器件 光纤环 交叉绕法 槽体 有限元法 热致漂移
