1 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
2 中国航天科工集团公司第九总体设计部, 湖北 武汉 430040
磁敏感性是光纤陀螺(FOG)的主要误差源之一，而光纤环是主要的敏感源。在外界磁场作用下，光纤陀螺中会产生一个非互易相位差，影响陀螺的精度。相关实验表明保偏(PM)光纤环中轴向磁敏感性比径向磁敏感性更显著。主要从三个方面研究了轴向磁场对光纤陀螺的影响机理，包括轴向磁场平行分量引起的光纤随机扭转法拉第磁场漂移、光纤几何扭转引起的法拉第非互易相位差以及轴向磁场垂直分量引起的非法拉第非互易相位差。对理论结果进行了仿真分析和实验验证，结果表明：由垂直分量磁场引起的非互易相位差是光纤陀螺轴向磁敏感性的主要原因，其大小与光纤环骨架半径密切相关；骨架半径越小的光纤环，轴向磁敏感性越强。
光纤光学 轴向磁敏感性 光纤陀螺 法拉第效应 扭转 保偏光纤环
1 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
2 中国科学院信息工程研究所, 北京 100093
3 中国航天科工集团第九总体设计部, 湖北 武汉 430040
4 中国航天科工集团第四研究院红峰控制有限公司, 湖北 孝感 432000
在光纤陀螺中，磁场会造成法拉第相位误差。实验结果表明，轴向磁敏感性较径向更为明显。在轴向磁场作用下，在保编光纤中传播的正反两束光会产生一个与磁场有关的非互易相位差。研究了由光纤在光纤环上螺旋缠绕引起的几何轴向磁敏感性，利用耦合模方程和有限元分析法，从理论上推导出了保偏光纤陀螺在轴向磁场作用下，产生的几何法拉第非互易相位差的具体表达式，并对理论结果进行了仿真分析。研究表明，光纤环中光纤几何扭转引起的圆双折射是产生几何法拉第相位误差的主要原因。另外，轴向磁敏感性会随着半径的减小而增大。
光纤光学 几何轴向磁敏感性 耦合模理论 光纤陀螺 法拉第效应 扭转 激光与光电子学进展
2014, 51(12): 120601
