为抑制谐振陀螺的偏振波动噪声,提出了一体化谐振式光纤陀螺设计方案。基于特殊设计的光子晶体光纤和单偏振光纤研制了一种混合型光子晶体光纤谐振腔,该谐振腔同时具有较高的偏振消光比和良好的温度稳定性;为减小谐振腔损耗,优化了光子晶体光纤的模场直径,使其与单偏振光纤相一致,因此二者熔接损耗可被控制在0.1 dB以内,进而得到谐振腔精细度为13.2;基于该谐振腔搭建了双闭环谐振陀螺系统。测试结果表明:双闭环谐振陀螺系统具有较小的偏振波动误差特性,在300 s积分时间内陀螺输出白噪声占主导地位,零偏稳定性达到0.25 (°)·h -1;在测量范围为-240~240 (°)·s -1时,双闭环谐振陀螺系统的陀螺标度因数非线性度为2.3×10 -4,性能较单闭环陀螺系统有明显提升。

保偏光纤(PMF)谐振腔是谐振式光纤陀螺的核心元件, 在谐振腔中由于偏振耦合引起的偏振波动是陀螺的测量误差的主要来源之一, 而PMF偏振主轴旋转90°对接是克服谐振腔偏振波动的有效方法。对90°对接的双耦合器PMF谐振腔的谐振特性和偏振特性进行了理论分析, 采用锯齿波扫描的方法对90°对接的双耦合器PMF谐振腔的谐振特性和偏振特性进行实验研究, 得到理论响应和实验响应曲线。实验测得谐振腔的精细度为24, 谐振深度为0.9615, 两本征偏振态之间的相位间隔为179.65°, 证明了90°对接双耦合器PMF谐振腔的良好偏振特性。

针对成品相移光栅反射谱中透射窗口位置的不可调谐性, 提出了一种由单模光纤谐振环和普通布拉格光栅组成的新型器件。利用信号流程图的方法, 详细分析了该器件的工作原理, 给出了该器件的反射输出表达式, 并推导了该器件的精细度和半峰全宽的表达式, 利用Matlab进行了数值模拟。结果发现光栅辅助的光纤谐振环的反射谱具有相移光栅反射谱的特点, 并且该器件反射谱中透射窗口的深度和位置还具有可调谐性。最后, 分析了光纤谐振环参数对该器件反射谱的半峰全宽和精细度的影响, 为进一步提高该器件作为窄线宽单频光纤激光器选频元件的性能提供了理论依据。

从理论上详细分析了光纤环形腔有内相位调制时的输出光电流功率谱密度函数,该理论对任意相干长度的输入激光光源都是有效的。理论结果和实验数据表明,过快的相位调制能够平坦光电流功率谱上由于环形腔谐振特性而形成的周期性小峰,而弱相位调制对环形腔输出功率谱则影响不大。

提出一种基于全光纤有源环形腔结构的双可调谐窄带滤波器。它能够充分利用腔中掺铒光纤放大器(EDFA)的宽带增益特性，有效可调谐滤波范围达到39nm，并改善了腔精细度对EDFA增益非平坦度的相关性。通过改变抽运功率，可方便地对其精细度进行调谐，从而实现全光纤结构滤波器的滤波波长和精细度的双可调谐。