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陀螺仪是一种用来测量角速度的惯性传感器。基于Sagnac效应的谐振型光纤陀螺(RFOG)具有灵敏度高,动态范围大等优点。与传统的干涉型光纤陀螺(IFOG)相比,RFOG在实现相同的检测精度的情况下,光纤环的长度更短,在进一步的小型化和集成化方面表现出明显的优势,提高了其在航海和导航系统领域中的应用价值。本论文对RFOG的光路优化及光学噪声抑制进行了深入而细致的研究。相关研究工作可以概括为以下几个部分:(1)基于多光束干涉机理推导了光波在光纤环形谐振腔(FRR)中的传输过程,理论仿真了光波在FRR中的传输模型,讨论了激光器的线宽、谐振腔的腔长、耦合器的分光比、耦合器的附加损耗、光纤的损耗等参数对FRR的主要性能参数即谐振曲线的精细度F和谐振深度D的影响,为实验研究提供理论指导和参考。(2)通过理论仿真的方法,详细阐述了耦合器的正交模式损耗差异即耦合器交叉端与直通端的输出光场相位差小于π/2,对谐振曲线、经三角波调制后的谐振信号以及解调曲线的对称性的影响,同时从理论仿真和实验两个方面都证明了谐振曲线不对称将会导致经三角波调制后的谐振信号及解调曲线不对称。提出了解决由耦合器正交模式损耗差异而引起的谐振曲线不对称问题的两种方案。(3)阐述了RFOG中的受激Brillouin散射以及Rayleigh背向散射的来源和影响。搭建出背向散射噪声的整套测试系统观察并分析背向散射曲线的特性,得出了受激Brillouin散射的阈值为7.278mW,控制FRR的入环光功率低于受激Brillouin散射的阈值,从而实现对受激Brillouin散射的抑制。理论推导自外差光路的原理,搭建自外差光路测试系统。最终得出三角波调制时最大载波抑制比为61.734dB,正弦波调制时最大载波抑制比为50.87dB。测出最佳的调制信号的电压幅值,优化加载到相位调制器(PM)上的电压,从而实现对Rayleigh背向散射噪声的抑制。(4)阐述了RFOG中的偏振噪声的来源和影响。基于传输矩阵的方法理论推导了FRR内单90°熔接方案、FRR内双90°熔接方案以及保偏光子晶体光纤(PM-PCF)混合谐振腔方案能有效地抑制偏振噪声。提出了一种能同时检测两个FRR偏振特性的光路结构。对FRR内0°熔接、单90°熔接、双90°熔接以及PM-PCF混合谐振腔四种方案进行了实验对照。与0°熔接的FRR相比,采用双点90°熔接的FRR的温度稳定性提高了71.242倍,意味着偏振噪声得到了有效的抑制。当采用单点90°熔接时,两个偏振态之间的单程相位变化差基本稳定在π的附近,实现了两个偏振态之间的单程相位变化差基本不随外界环境温度的变化而波动。PM-PCF混合谐振腔的温度稳定性是Panda-PMF谐振腔的3.2478倍,证明了PM-PCF的温度稳定性好。随着光子晶体光纤(PCF)的拉制工艺和熔接技术的提高,谐振型光子晶体光纤陀螺将会是一种具有小型化和高精度等潜在的技术优势的新型光纤陀螺。基于以上几个方面的工作,对RFOG的光路进行了优化,最终搭建了陀螺样机。最终测得,标度因数为9.17064/(°/h),在积分时间100s、测量时间1小时的情况下,陀螺样机的零偏稳定性为9.5°/h。