干涉式光纤陀螺教学实验装置研制

傅 军， 常 扬，2， 宁治文， 江鹏飞， 韦宏玮

（1.海军工程大学电气工程学院，武汉430033；2.中国人民解放军92768 部队，广东汕头515800）

0 引 言

随着干涉式光纤陀螺仪（Interferometric Fiber Optic Gyroscope，IFOG）在航空、航海等领域的广泛应用［1］，高等院校相关本科专业对光纤陀螺仪技术的教学需求也在不断增长。IFOG 的理论和实验教学是惯性传感器相关课程中的重要内容。Sagnac 效应是IFOG技术的物理基础［2］，IFOG 螺仪可用来测量运载体相对惯性空间的旋转角速度（Angular Velocity of Rotation，AVR），运载体旋转过程中，Sagnac 相移导致光波干涉条纹产生微小移动，从而测得AVR［3-4］。

封装好的成品光纤陀螺［5］直接运用到光纤陀螺的原理教学时，只能观测其输入和输出，无法直观反映光纤陀螺仪内部光路结构、连接关系和信号特征。国内外虽有少数公司推出了一些光纤陀螺原理教学的相关产品，但是在成本、易用性和实验项目的覆盖程度上与教学需求还存在一定差距。为此根据惯性传感器原理本科相关专业教学需要，本文设计了一种同轴IFOG实验装置。其主要特点是能将光纤陀螺光路结构、连接关系进行直观展示，光纤环的敏感轴和旋转台体的旋转轴同轴设置，关键信号通过滑环从转台引出便于测量，配套的小型桌面转台转速可调。

1 总体设计

IFOG教学实验装置包括光路、电路和旋转控制三部分。光路部分主要包括超辐射发光管（SLD）、保偏光纤分束器（PMFS）、多功能集成光波导调制器（MIOC）、带骨架光纤环（PMFC）和光接收组件（PINFET）。电路部分主要包括信号处理电路板、光源驱动与温控电路板和电源配适电路板等。……