谐振式光纤陀螺(R-FOG)是基于Sagnac效应产生的谐振频率差来测量旋转角速率的一种新型光学传感器。信号检测技术和系统中存在的各种噪声对系统的检测精度有着重要的影响。基于调相谱检测技术的谐振式光纤陀螺系统中,除顺时针(CW)和逆时针(CCW)光路传播的光强不均匀会引入非互易相位差,使系统出现零漂外,顺时针和逆时针光路的调制系数也会引入系统零漂。光克尔效应引入的系统零漂与系统的真实旋转在测量时是无法区分的,因此成为主要的噪声之一。通过光波场叠加原理,推导得到调相谱检测方案下的谐振式光纤陀螺系统中,光克尔效应引起的系统零漂的解析表达式。依据光克尔效应产生的零漂不随陀螺转速的改变而变化,利用简单的开环系统,对光克尔效应引入的陀螺零漂进行了测试。

谐振式光纤陀螺(R-FOG)是新一代惯性旋转传感器的代表。在陀螺系统中,信号检测系统占有非常重要的地位,其检测精度的大小直接影响陀螺的分辨率,而解调曲线的优化能够进一步提高检测系统的灵敏度。利用贝塞尔函数展开和光波场叠加的方法分析了谐振式光纤陀螺调相检测系统解调输出信号与谐振频率偏差之间的关系,系统采用的是带有铌酸锂相位调制器的相位谱检测技术。根据解调输出信号的解析表达式,通过数值计算,分析了解调曲线的变化规律,得到了施加在铌酸锂相位调制器上调制波形的最佳调制系数和相应的最佳调制频率范围,并进一步用实验系统验证了上述分析结果。

利用宽角光束传输法(WA-BPM)对二氧化硅平面波导环形谐振腔进行了优化设计,详细分析了不同环形腔长度下,谐振腔清晰度与环形腔耦合器耦合系数的关系,并进一步分析了由光探测器散弹噪声所限制的谐振型光学陀螺极限灵敏度和环形腔光路参量之间的关系。在此基础上,在硅衬底上利用火焰水解化学掺GeO2的二氧化硅波导上制作成带输入/输出耦合器的环形谐振腔芯片。并通过实验测试了所研制的光波导环形谐振腔,其清晰度高达60,理论分析表明采用上述环形谐振腔研制的陀螺,其极限灵敏度可达1°/h。

谐振腔光纤陀螺(R-FOG)是利用光学Sagnac效应实现对转动检测的一种高精度的惯性传感器件。在谐振腔光纤陀螺系统中,信号检测系统占有非常重要的地位,其检测精度的大小直接影响陀螺的分辨率。光纤环形谐振腔是谐振腔光纤陀螺的核心敏感部件。采用两种频率的锯齿波组合调制,考虑激光器有限光谱线宽条件下,采用洛仑兹线型描写光纤环形谐振腔的输出光强表达式。针对输出光强与谐振频率偏差在靠近谐振点附近的近似线性关系,利用多次反馈频率操作来依次跟踪谐振腔光纤陀螺顺时针和逆时针光束的谐振点,从而避免了谐振频率偏差复杂的求根算法。仿真结果表明,多次反馈频率操作,可以较快地锁定到谐振点。

采用光波场叠加的方法计算了谐振腔光纤陀螺的核心敏感部件――光纤环形谐振腔(FRR)的传递系数，详细分析了激光器光谱线宽对光纤环形谐振腔谐振特性的影响，并进一步分析了在一定激光器光谱线宽条件下，由光探测器散弹噪声所限制的谐振腔光纤陀螺极限灵敏度和光纤环形谐振腔光路参数之间的关系，从而为谐振腔光纤陀螺的优化设计提供了理论基础。

阐述了对硅悬臂梁谐振子进行光激励研究的结果。结果表明,谐振子的振幅与激励光斑的位置以及所激励的模态有关。在模态的两节点的中心位置进行激励,可得到最大的振幅,而且振幅随着激励光斑偏离中心位置而下降;在节点处激励时,振幅达到最小。上述结论也适用于其它点热源激励的微机械谐振器,并为点热源激励的微机械谐振器的设计和制作提供了依据。

介绍一种新颖的全光型硅微机械流量传感器。给出该传感器结构及工作原理的理论分析,并阐述传感器样品的测试及结果。流量传感器具有带脊型波导的悬臂梁结构。悬臂梁用作器件的敏感区,而检测光束可以在脊型波导中传输。

本文介绍一种新颖的无损伤检测技术——连续波电光检测技术(OWEOP)对LiNbO_3定向耦合波导调制器模拟样品内场分布进行各种测量所获得的实验结果。采取了背射和端射两种测量方式,测出了波导电极条下,电极间隙区以及电极中断区电场的分布,并对实验结果进行了讨论。