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光纤陀螺中光纤环的偏振特性研究

作　者: 王晓
导　师: 石顺祥
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 物理电子学
关键词: 光纤陀螺保偏光纤偏振态耦合模理论
分类号: TN253
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

光纤陀螺是基于萨格奈克效应的角速率传感器,从开始研制发展到现在,都以提高精度为目的。保偏光纤是光纤陀螺的重要元器件,其性能的优劣直接影响陀螺的输出精度。本文针对光纤陀螺的光路系统,探讨了线偏振、部分偏振光在保偏光纤环中传播时的偏振特性以及光纤中的非线性效应产生的非互易相移误差对光纤陀螺零漂的影响;利用琼斯矩阵法和相干矩阵法建立了部分偏振光在光纤中传输的数学模型,分析了部分偏振光传播过程偏振态的变化;提出通过耦合模理论分析线偏振光在高双折射保偏光纤中的偏振特性,得到了交叉相位调制引起的非线性相移对光纤陀螺角速度测量精度的影响;研究了偏振方向与双折射轴成任意角度时,不同偏振方向、不同功率条件下保偏光纤中反常色散区和正常色散区所产生的调制不稳定性。此外,分析了克尔效应、法拉第效应引入的非互易性相移,并提出了相应误差的消除方法。对光纤陀螺保偏光纤环偏振特性的研究为提高光纤陀螺的性能奠定了一定的基础。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 光纤陀螺的发展历程  7-8
  1.2 国内外光纤陀螺的研究现状  8-10
  1.3 光纤陀螺惯导系统的应用前景  10-11
  1.4 课题研究意义  11-12
  1.5 论文主要内容  12-13
第二章光纤陀螺的工作原理  13-25
  2.1 Sagnac效应  13-16
  2.2 光纤陀螺的互易性原理  16-18
  2.3 各种光纤陀螺的结构及原理  18-21
  2.4 光纤陀螺的性能指标及其分析  21-25
第三章保偏光纤的基本原理  25-29
  3.1 保偏光纤的基本原理  25-26
  3.2 保偏光纤的结构与分类  26-27
  3.3 保偏光纤的特性及参数分析  27-29
第四章偏振光的基本理论  29-39
  4.1 偏振光的基本描述方法  29-35
    4.1.1 完全偏振光的描述  29-31
    4.1.2 部分偏振光的描述  31-35
  4.2 利用琼斯矩阵分析光纤中光的偏振态变化  35-36
  4.3 利用相干矩阵分析光纤中光的偏振态变化  36-39
第五章基于耦合模理论分析保偏光纤中光的偏振特性  39-57
  5.1 光纤中的非线性双折射  39-41
    5.1.1 光纤中的偏振效应  39-40
    5.1.2 非线性双折射的起因  40-41
  5.2 基于耦合模理论分析光纤中的偏振效应  41-54
    5.2.1 耦合模方程  41-45
    5.2.2 椭圆双折射光纤  45-46
    5.2.3 SPM和XPM引起的非线性相移  46-49
    5.2.4 光纤中的交叉相位调制不稳定性研究  49-54
  5.3 光纤中的其他非线性效应  54-57
    5.3.1 光克尔效应引起的非线性相移  54-55
    5.3.2 法拉第效应引起的非线性相移  55-57
第六章总结与展望  57-59
  6.1 论文总结  57
  6.2 今后的研究方向  57-59
致谢  59-61
参考文献  61-65
作者在读期间的研究成果  65

光纤陀螺中光纤环的偏振特性研究

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