<div>
	Уменьшение влияния амплитудных искажений LiNbO<sub>3</sub> фазового модулятора на сигнал волоконно-оптического гироскопа за счет применения дополнительной модуляции </div>

Востриков Евгений Владимирович , Умнова Ангелина Валерьевна , Алейник Артем Сергеевич, Погудин Григорий Константинович, Стригалев Владимир Евгеньевич, Мешковский Игорь Касьянович

doi:10.17586/2226-1494-2022-22-5-866-872

2022 , ТОМ 22, НОМЕР 5 ( сентябрь-октябрь )

ISSN 2226-1494 (print), ISSN 2500-0373 (online)

Меню

Публикации

Главный редактор

НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор

Партнеры

doi: 10.17586/2226-1494-2022-22-5-866-872

УДК 535.015

Уменьшение влияния амплитудных искажений LiNbO₃ фазового модулятора на сигнал волоконно-оптического гироскопа за счет применения дополнительной модуляции

Востриков Е.В., Умнова А.В., Алейник А.С., Погудин Г.К., Стригалев В.Е., Мешковский И.К.

Читать статью полностью

Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:

Востриков Е.В., Умнова А.В., Алейник А.С., Погудин Г.К., Стригалев В.Е., Мешковский И.К. Уменьшение влияния амплитудных искажений LiNbO₃ фазового модулятора на сигнал волоконно-оптического гироскопа за счет применения дополнительной модуляции // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2022. Т. 22, № 5. С. 866–872. doi: 10.17586/2226-1494-2022-22-5-866-872

Аннотация

Предмет исследования. Паразитная амплитудная модуляция оптического сигнала в фазовом модуляторе — один из факторов, ограничивающих точность высокочувствительных волоконно-оптических датчиков. Волоконно-оптический гироскоп — датчик угловой скорости, чувствительность которого составляет менее 0,001 °/ч. Изменение интенсивности оптического излучения при прохождении через фазовый модулятор приводит к возникновению ложного сигнала рассогласования в интерферометре Саньяка, что вносит ошибку в сигнал угловой скорости. Способы подавления паразитной амплитудной модуляции основаны на уменьшении отражений в местах стыковки оптических волокон, изготовлении поглощающих канавок для блокировки оптического излучения от нижней грани фазового модулятора и алгоритмических способов компенсации. Метод. Представлен новый метод уменьшения влияния паразитной амплитудной модуляции LiNbO₃ фазового модулятора на сигнал волоконно-оптического гироскопа. Особенность метода — применение дополнительной модуляции дифференциальным сигналом с равномерным распределением амплитуд в диапазоне рабочих напряжений фазового модулятора. Основные результаты. Предложенный метод позволяет уменьшить влияние паразитной амплитудной модуляции фазового модулятора многофункциональной интегрально-оптической схемы на сигнал волоконно-оптического гироскопа более чем в три раза. Для этого применена дополнительная модуляция треугольным сигналом с частотой f = 200,09 МГц и мощностью P = 36 дБм. Практическая значимость. Разработанный метод может использоваться для повышения точностных характеристик волоконно-оптических гироскопов. Кроме того, метод может быть применим и к другим волоконно-оптическим датчикам, в которых использованы фазовые модуляторы на основе кристалла ниобата лития. Работа может быть интересна специалистам в области высокочувствительных волоконно-оптических датчиков, волоконной и интегральной оптики.

Ключевые слова: паразитная амплитудная модуляция, фазовый модулятор, волоконно-оптический гироскоп, ниобат лития, модуляция

Благодарности. Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, Госзадание № 2019-0923.

Список литературы

Wei L., Tjin S.C. Special issue «Fiber optic sensors and applications»: An overview // Sensors. 2020. V. 20. N 12. P. 3400. https://doi.org/10.3390/s20123400
Волоконно-оптические датчики / под ред. Э.Удда. М.: Техносфера, 2008.520 с.
Lefevre H.C. The Fiber-Optic Gyroscope. Boston: Artech House, 2014. 391 p.
Lefevre H.C., Martin P., Morisse J., Simonpietri P., Vivenot P., Arditti H.J. High-dynamic-range fiber gyro with all-digital signal processing // Proceedings of SPIE. 1991. V. 1367. P. 72–80. https://doi.org/10.1117/12.24730
Новиков А.В. Принцип работы волоконно-оптического гироскопа // Гео-Сибирь. 2006. Т. 4.С. 72–75 [Электронныйресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/printsip-raboty-volokonno-opticheskogo-giroskopa (дата обращения: 15.03.2022).
Wang D., Sheng F. Residuary intensity modulation of the phase modulator in IFOG and its measurement // Guangdian Gongcheng/Opto-Electronic Engineering. 2007. V. 34. N 7. P. 26–29.
Wang W., Wang J. Study of modulation phase drift in an interferometric fiber optic gyroscope // Optical Engineering. 2010. V. 49. N 11. P. 114401. https://doi.org/10.1117/1.3509360
Погорелая Д.А. Исследование влияния фазовых и амплитудных искажений оптического сигнала в электрооптическом модуляторе на точностные характеристики волоконно-оптического гироскопа: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.11.01. СПб.:Университет ИТМО, 2019. 155 с.
Ishibashi C., Ye J., Hall J.L. Analysis/reduction of residual amplitude modulation in phase/frequency modulation by an EOM // Proc. of the Summaries of Papers Presented at the Quantum Electronics and Laser Science Conference. 2002. P. 91–92. https://doi.org/10.1109/QELS.2002.1031144
Петров В.М., Шамрай А.В. СВЧ интегрально-оптические модуляторы. Теория и практика: учебное пособие. СПб.: Университет ИТМО, 2021. 225 с.
Mondain F., Brunel F., Hua X., Gouzien E., Zavatta A., Lunghi T., Doutre F., De Micheli M.P., Tanzilli S., D’Auria V. Photorefractive effect in LiNbO₃-based integrated-optical circuits for continuous variable experiments // Optics Express. 2020. V. 28. N 16. P. 23176–23188.https://doi.org/10.1364/OE.399841
Аксарин С.М., Смирнова А.В., Шулепов В.А., Парфенов П.С., Стригалев В.Е., Мешковский И.К. Исследование пироэлектрического спонтанного переключения доменов в межэлектродном зазоре фазового модулятора на основе титан-диффузионных волноводов в кристаллах ниобата лития // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.2021. Т. 21.№ 3.С. 361–373.https://doi.org/10.17586/2226-1494-2021-21-3-361-373
Кузнецов В.Н., Литвинов Е.В., Востриков Е.В., Дейнека И.Г. Вспомогательный генератор сигнала произвольной формы для волоконно-оптического гироскопа // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2022. Т. 22. № 2. С. 302–307. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2022-22-2-302-307
Vázquez C., Vargas E.S., Sanchez Pena J.M. Sagnac loop in ring resonators for tunable optical filters // Journal of Lightwave Technology. 2005. V. 23. N 8. P. 2555–2567. https://doi.org/10.1109/JLT.2005.850793
Chan E.H.W., Minasian R.A. Widely tunable, high-FSR, coherence-free microwave photonic notch filter // Journal of Lightwave Technology. 2008. V. 26. N 8. P. 922–927. https://doi.org/10.1109/JLT.2007.912529

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License

Уменьшение влияния амплитудных искажений LiNbO3 фазового модулятора на сигнал волоконно-оптического гироскопа за счет применения дополнительной модуляции

Уменьшение влияния амплитудных искажений LiNbO₃ фазового модулятора на сигнал волоконно-оптического гироскопа за счет применения дополнительной модуляции