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[發明專利]一種基于極化子Sagnac相位的角速率高精度檢測方法有效

專利信息
申請號: 201611244307.1 申請日: 2016-12-29
公開(公告)號: CN107045070B 公開(公告)日: 2019-04-12
發明(設計)人: 任元;張建偉;謝璐;李俊超;林源;王盛軍;王衛杰;劉通 申請(專利權)人: 中國人民解放軍裝備學院
主分類號: G01P3/36 分類號: G01P3/36
代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489 代理人: 陳超
地址: 101416 北京市懷柔*** 國省代碼: 北京;11
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摘要:
搜索關鍵詞: 一種 基于 極化 sagnac 相位 速率 高精度 檢測 方法
【權利要求書】:

1.一種基于極化子Sagnac相位的角速率高精度檢測方法:受到疊加態渦旋光的激發影響,極化子輻射出的大量光子繼承了疊加態渦旋光的相位信息并在檢測裝置上形成干涉圖樣,將干涉圖樣進行分區:奇數空間和偶數空間;利用疊加態渦旋光波函數可得出奇數空間和偶數空間總光強大??;利用奇數空間、偶數空間總光強相減建立相對光強差,推導相對光強差與極化子Sagnac相位的關系表達式,進而得出相對光強差和系統轉速之間的關系表達式;考慮各種噪聲的影響,得出信噪比達到1所需的時間,當信噪比大于1時,可以檢測出極化子的Sagnac相位,得出系統角速率信息。

2.根據權利要求1所述的基于極化子Sagnac相位的角速率高精度檢測方法,其特征在于:極化子受疊加態渦旋光的激發,極化子會輻射出大量的光子并在檢測裝置上形成干涉圖樣,將干涉圖樣等份分成兩部分,分為奇數空間和偶數空間,根據疊加態渦旋光波函數,分別得出奇數空間和偶數空間的總光強與極化子Sagnac相位的關系式:

定義δ為通過空間相減得到的相對光強變化:

得出相對光強差與極化子Sagnac相位之間的關系式:

得出相對光強差與系統轉速之間的關系:

從而相對光強差可以作為陀螺信號敏感系統轉速,可由相對光強差求出系統轉速,I0為總光強,I1為奇數空間總光強,I2為偶數空間總光強,Δφ為極化子的Sagnac相位差,Ω為系統轉速,l為渦旋光拓撲荷數,t為檢測時間;信噪比公式:

其中N(0)為空間時間無關噪聲,N(θ)為空間相關時間無關噪聲,N(q)為量子極限噪聲,空間累加可以減小N(q),空間相減可以消除N(0),N(θ);在只考慮量子極限噪聲情況下,信噪比:

其中Np為CCD檢測的總信號光子數,滿足

其中Nel為單個像素點的滿阱電子數,Npi為總像素點數,Nfp為每秒采樣次數,t為檢測總時間,可得

SNR=1所需的時間:

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