1 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
2 北京航空航天大学物理学院, 北京 100191
在高精度光纤陀螺小型化过程中,检测电路串扰问题越发严重,在复杂应用环境下难以采用基于转台的传统方法测试光纤陀螺串扰在输出中的表现。基于此,提出一种基于施加模拟转速阶梯波的测试方法。该方法使用专用电路生成台阶高度人为可控的阶梯波,利用加法电路将其与闭环阶梯波叠加接入Y波导,通过测试陀螺响应,可确定串扰大小。对该方法进行相关实验验证,实验结果表明:该方法能在不依赖于转台的条件下实现光纤陀螺检测电路串扰的自检测,提升了应用系统的设计与测试效率。
测量 光纤陀螺 小型化 串扰 死区
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
分析了宽谱光源的平均波长对标度因数的影响,初步建立了开环光纤陀螺和闭环光纤陀螺标度因数的系统模型,详细讨论了平均波长和光纤陀螺第二闭环影响标度因数的机理,并进行了相关的实验,实验结果与理论分析结果吻合,验证了该系统模型的正确性。
光纤光学 光纤陀螺 标度因数 平均波长 光谱
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
2 CETC Key Laboratory of Aerospace Information Applications, Shijiazhuang 050081, China
3 The 54th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Shijiazhuang 050081 China
A full-band direct-conversion receiver using a microwave photonic in-phase and quadrature (I/Q) mixer is proposed and experimentally evaluated in terms of radio frequency (RF) range, port isolation, phase imbalance, conversion gain, noise figure, spurious-free dynamic range, and error vector magnitude. The proposed microwave photonic I/Q mixer shows significant advantages in local oscillator leakage and I/Q phase imbalance over entire RF bands, which are recognized as major drawbacks of conventional direct-conversion receivers.
060.5625 Radio frequency photonics 070.1170 Analog optical signal processing 250.4110 Modulators Chinese Optics Letters
2017, 15(1): 010014
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
PIN-FET(光接收组件)探测器输出噪声是衡量其工作性能的重要指标。针对PIN-FET探测器不同的噪声来源, 对不同噪声进行了全面的理论分析, 并给出了不同噪声电流的理论计算关系。详细讨论分析了三种测量噪声大小的方法, 对比分析了它们之间的优劣。介绍了PIN-FET探测器噪声测试系统的原理, 着重分析了采用外差频谱仪测量噪声的原理, 并采用标准白噪声源替代探测器进行了测试实验。实验论证了测试方法的可行性, 为进一步研究光纤陀螺用探测器的噪声特性打下了一定的基础, 也对提高器件工作性能的研究具有指导意义。
光接收组件探测器 噪声 噪声电流 光纤陀螺 PIN-FET detector noise noise current fiber-optic gyroscope
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
为了实现快速且高精度的光纤陀螺(FOG)本征频率跟踪测量, 提出了一种基于锯齿波调制的本征频率跟踪方法。根据基于偶数倍本征频率锯齿波调制的光纤陀螺本征频率测量理论, 对相位调制器施加接近偶数倍本征频率的锯齿波调制信号,然后对光波进行相位调制,解调得出的误差信号强度反映锯齿波调制频率偏离偶数倍本征频率的程度。根据误差信号的强度调节锯齿波调制信号的频率, 使误差信号为零, 此时锯齿波信号的频率等于本征频率的偶数倍且方波偏置调制准确地处于本征频率上。实验结果表明, 该方法可以实现光纤陀螺本征频率的跟踪。与传统测量方法相比, 该方法具有快速、高精度等优点, 测量的精度优于1 Hz。
测量 光纤陀螺 本征频率 频率跟踪 相位调制 中国激光
2017, 44(12): 1204002
北京航空航天大学 精密光机电一体化技术教育部重点实验室, 北京 100191
采用光纤作为传输链路, 将光子晶体光纤作为系统的输出阵列, LiNbO3波导作为相位调制器, 构建了一种基于光纤光路的光波导光学相控阵。根据光学相控阵理论和LiNbO3波导的电光效应, 分析了系统的可行性, 并研究了这种新型结构下的光波导光学相控阵的输出衍射特性和光子晶体光纤阵列结构参数的关系。研究结果表明通过控制施加在LiNbO3波导上的电压可以改变出射光束的附加相位从而实现光束的偏转; 光子晶体光纤阵列上的纤芯数量、纤芯间距以及纤芯的排列方式等结构参量会对系统的输出光束的光强分布、半峰值全宽度(FWHM)和归一化的振幅分布产生影响。随着光子晶体光纤制作工艺的不断发展, 系统的光束扫描质量将会逐渐提高并且色散特性和传输特性将会获得改善, 为今后这种光学相控阵系统的设计提供了理论基础和技术依据。
光学相控阵 光子晶体光纤 铌酸锂波导 光束控制 OPA PCF LiNbO3 wave-guide beam steering 红外与激光工程
2017, 46(6): 0620003
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100191
为了便于分析Y波导调制器残余强度调制的产生机理，提出一种Y波导调制器残余强度调制的测试方法。系统采用Spartan6系列的FPGA作为主控芯片，控制模数转换芯片ADS5560对经光电转换后的调制光信号进行采集，将采集到的数据打包后通过UART通信模式发送至PC机，获取Y波导调制器残余强度调制大小及波形信息。根据残余强度调制大小和波形信息分析模场改变引起的线性和杂散光与输出光的干涉两种机理产生的残余强度调制所占比例。测试结果表明，系统稳定性良好，对于Y波导调制器的开发有重要意义。
集成光学 Y波导调制器 残余强度调制 光纤陀螺 integrated optics Y waveguide modulator residual intensity modulation FOG
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 100191
超荧光光纤光源(SFS)具有高稳定性，是光纤传感器(FOSs)中一种理想的光源。SFS光源的相对强度噪声(RIN)是影响FOSs性能的一个重要的因素。由于使用模拟抑制电路的噪声抑制系统无法很好的抑制RIN，文中提出了使用强度调制器的数字RIN抑制系统。为了验证此想法，建立了半实物仿真模型，该模型可以在中心频率处抑制RIN达到20 dB。该数字系统相对原有模拟系统，性能有了很大的提高，因此对FOSs性能的提高有很大的贡献。
相对强度噪声(RIN) 强度调制器 光纤传感器(FOSs) relative intensity noise(RIN) intensity modulator fiber optical sensors
