光学陀螺仪和降噪方法技术

本申请公开了一种光学陀螺仪，应用于检测领域。光学陀螺仪包括光源组件、第一光束传输环路、第二光束传输环路、第一光电探测器和第二光电探测器。光源组件用于生成不同的第一光束和第二光束。第一光束传输环路用于以顺时针方向传输第一光束，同时以逆时针方向传输第二光束。第二光束传输环路用于以逆时针方向传输第一光束，同时以顺时针方向传输第二光束。第一光电探测器用于接收合束后的第一光束。第二光电探测器用于接收合束后的第二光束。通过让光束传输环路同时传输相反方向的光束，本申请提供的光学陀螺仪可以降低在检测过程中的噪声，提高检测精度。提高检测精度。提高检测精度。

【技术实现步骤摘要】
光学陀螺仪和降噪方法


[0001]本申请涉及检测领域，尤其涉及光学陀螺仪和降噪方法。

技术介绍

[0002]陀螺仪被用于检测旋转运动。其中，光学陀螺仪通过萨格纳克Sagnac效应检测旋转运动。但是在检测过程中，可能会存在噪声。噪声是光源信号或光束传输环路中的随机波动。在实际应用中，噪声会影响来自Sagnac效应的信号(简称为Sagnac信号)，从而降低光学陀螺仪的检测精度。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种光学陀螺仪和降噪方法。在本申请中，通过让光学陀螺仪的光束传输环路同时传输相反方向的光束，可以降低在检测过程中的噪声，提高检测精度。
[0004]本申请第一方面提供了一种光学陀螺仪。光学陀螺仪包括光源组件、第一光束传输环路、第二光束传输环路、第一光耦合器、第二光耦合器、第一光电探测器和第二光电探测器。其中，光源组件用于生成不同的第一光束和第二光束。具体地，第一光束和第二光束的波长不同，和/或，第一光束和第二光束的偏振态正交。第一光束传输环路用于以顺时针方向传输第一光束，同时以逆时针方向传输所述第二光束。第二光束传输环路用于以逆时针方向传输第一光束，同时以顺时针方向传输第二光束。第一光耦合器用于对第一光束传输环路和第二光束传输环路传输的第一光束进行合束。第一光电探测器用于接收合束后的第一光束，得到第一电信号。第一电信号也称为第一陀螺仪信号。第二光耦合器用于对第一光束传输环路和第二光束传输环路传输的第二光束进行合束。第二光电探测器用于接收合束后的第二光束，得到第二电信号。第二电信号也称为第二陀螺仪信号。第一陀螺仪信号和第二陀螺仪信号可以用于消噪。
[0005]在本申请中，通过让光束传输环路同时传输顺时针方向和逆时针方向的光束，可以在消噪的基础上，提高检测效率，降低延迟。并且，第一光束和第二光束不同。因此，本申请可以降低第一光束和第二光束在光束传输环路中的干涉现象对陀螺仪信号的影响，提高检测的准确性。
[0006]在第一方面的一种可选方式中，第一光束传输环路用于在第一传输时间段以顺时针方向传输第一光束，同时以逆时针方向传输第二光束。第一光束传输环路还用于在第二传输时间段以逆时针方向传输第一光束。第二光束传输环路用于在第一传输时间段以逆时针方向传输第一光束，同时以顺时针方向传输第二光束。第二光束传输环路还用于在第二传输时间段以顺时针方向传输第一光束。第二光耦合器用于在第一传输时间段对第一光束传输环路和第二光束传输环路传输的第二光束进行合束。第二光耦合器还用于在第二传输时间段对第一光束传输环路和第二光束传输环路传输的第一光束进行合束。第二光电探测器用于在第一传输时间段接收合束后的第二光束。第二光电探测器还用于在第二传输时间段接收合束后的第一光束，得到第三电信号。第三电信号也称为第三陀螺仪信号。
[0007]其中，将第一电信号和第二电信号中符号相同的噪声称为互易性噪声。在实际应用中，第一电信号和第二电信号中可能会携带有符号相反的非互易性噪声。由于第一电信号和第二电信号中Sagnac信号的符号相反，即Sagnac信号和非互易性噪声同向，因此无法通过第一电信号和第二电信号消除非互易性噪声。本申请中，改变第一光束的传输方向，尝试让非互易性噪声和Sagnac信号的符号相同，进而消除非互易性噪声。因此，通过第一电信号、第二电信号和第三电信号进行消噪，可以进一步降低噪声的影响，提高检测的准确性。
[0008]在第一方面的一种可选方式中，第一光束传输环路还用于在第二传输时间段以顺时针方向传输第二光束。第二光束传输环路还用于在第二传输时间段以逆时针方向传输第二光束。第一光耦合器用于在第一传输时间段对第一光束传输环路和第二光束传输环路传输的第一光束进行合束。第一光耦合器还用于在第二传输时间段对第一光束传输环路和第二光束传输环路传输的第二光束进行合束。第一光电探测器用于在第一传输时间段接收合束后的第一光束。第一光电探测器还用于在第二传输时间段接收合束后的第二光束，得到第四电信号。第四电信号也称为第四陀螺仪信号。本申请中，改变第二光束的传输方向，尝试让非互易性噪声在第二陀螺仪信号和第四陀螺仪信号中的符号相反，进而再次消除非互易性噪声。在本申请中，可以理解为消除了两个非互易性噪声的平均值。因此可以进一步可以提高检测的准确性。
[0009]在第一方面的一种可选方式中，光学陀螺仪还包括光开关。光开关包括第一输入端口、第二输入端口、第一输出端口和第二输出端口。第一输入端口用于接收光源组件生成的第一光束。第二输入端口用于接收光源组件生成的第二光束。
[0010]在第一传输时间段，在第一传输时间段，第一输入端口和第一输出端口相连，第一输出端口和第一光束传输环路的第一端、第二光束传输环路的第二端相连，第二输入端口和第二输出端口相连，第二输出端口和第一光束传输环路的第二端、第二光束传输环路的第一端相连。第一光束传输环路用于通过第一端接收第一光束，以顺时针方向传输第一光束，同时通过第二端接收第二光束，以逆时针方向传输第二光束。第二光束传输环路用于通过第二端接收第一光束，以逆时针方向传输第一光束，同时通过第一端接收第二光束，以顺时针方向传输第二光束。
[0011]在第二传输时间段，第二输入端口和第一输出端口相连。第一输出端口和第一光束传输环路的第二端、第二光束传输环路的第一端相连。第一输入端口和第二输出端口相连。第二输出端口和第一光束传输环路的第一端、第二光束传输环路的第二端相连。第一光束传输环路用于通过第二端接收第一光束，以逆时针方向传输第一光束。第二光束传输环路用于通过第一端接收第一光束，以顺时针方向传输第一光束。类似地，在第二传输时间段，第一光束传输环路还用于通过第一端口接收第二光束，以顺时针方向传输第二光束。第二光束传输环路用于通过第二端接收第二光束，以逆时针方向传输第二光束。其中，通过光开关改变光束的传输方向，可以减少激光器的数量，从而降低成本。
[0012]在第二传输时间段，第二输入端口和第一输出端口相连。第一输出端口用于输出第二光束。第一输入端口和第二输出端口相连。第二输出端口用于输出第一光束。第一光束传输环路用于通过第二输出端口接收第一光束，以逆时针方向传输第一光束。第二光束传输环路用于通过第二输出端口接收第一光束，以顺时针方向传输第一光束。类似地，在第二传输时间段，第一光束传输环路还用于通过第一输出端口接收第二光束，以顺时针方向传
输第二光束。第二光束传输环路用于通过第一输出端口接收第二光束，以逆时针方向传输第二光束。其中，通过光开关改变光束的传输方向，可以减少激光器的数量，从而降低成本。
[0013]在第一方面的一种可选方式中，光源组件包括激光器和偏振分束器(Polarization Beam Splitter，PBS)。激光器用于生成目标光束。偏振分束器用于将目标光束分为偏振态正交的第一光束和第二光束。使用偏振分束器可以减少激光器的数量，从而降低成本。
[0014]在第一方面的一种可选方式中，光源组件包括激光器和分波器。激光器用于生成具有多个波长的目标光束。分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学陀螺仪，其特征在于，包括：光源组件、第一光束传输环路、第二光束传输环路、第一光耦合器、第二光耦合器、第一光电探测器和第二光电探测器，其中：所述光源组件用于生成第一光束和第二光束；所述第一光束和所述第二光束的波长不同，和/或，所述第一光束和所述第二光束的偏振态正交；所述第一光束传输环路用于以顺时针方向传输所述第一光束，同时以逆时针方向传输所述第二光束；所述第二光束传输环路用于以逆时针方向传输所述第一光束，同时以顺时针方向传输所述第二光束；所述第一光耦合器用于对所述第一光束传输环路和所述第二光束传输环路传输的所述第一光束进行合束；所述第一光电探测器用于接收合束后的所述第一光束；所述第二光耦合器用于对所述第一光束传输环路和所述第二光束传输环路传输的所述第二光束进行合束；所述第二光电探测器用于接收合束后的所述第二光束。2.根据权利要求1所述的光学陀螺仪，其特征在于，所述第一光束传输环路用于以顺时针方向传输所述第一光束，同时以逆时针方向传输所述第二光束具体包括：所述第一光束传输环路用于在第一传输时间段以顺时针方向传输所述第一光束，同时以逆时针方向传输所述第二光束；所述第一光束传输环路还用于在第二传输时间段以逆时针方向传输所述第一光束；所述第二光束传输环路用于以逆时针方向传输所述第一光束，同时以顺时针方向传输所述第二光束具体包括：所述第二光束传输环路用于在所述第一传输时间段以逆时针方向传输所述第一光束，同时以顺时针方向传输所述第二光束；所述第二光束传输环路还用于在所述第二传输时间段以顺时针方向传输所述第一光束；所述第二光耦合器用于对所述第一光束传输环路和所述第二光束传输环路传输的所述第二光束进行合束具体包括：所述第二光耦合器用于在所述第一传输时间段对所述第一光束传输环路和所述第二光束传输环路传输的所述第二光束进行合束；所述第二光耦合器还用于在所述第二传输时间段对所述第一光束传输环路和所述第二光束传输环路传输的所述第一光束进行合束；所述第二光电探测器用于接收合束后的所述第二光束具体包括：所述第二光电探测器用于在所述第一传输时间段接收合束后的所述第二光束；所述第二光电探测器还用于在所述第二传输时间段接收合束后的所述第一光束。3.根据权利要求2所述的光学陀螺仪，其特征在于，所述第一光束传输环路还用于在所述第二传输时间段以顺时针方向传输所述第二光束；所述第二光束传输环路还用于在所述第二传输时间段以逆时针方向传输所述第二光束；所述第一光耦合器用于对所述第一光束传输环路和所述第二光束传输环路传输的所
述第一光束进行合束具体包括：所述第一光耦合器用于在所述第一传输时间段对所述第一光束传输环路和所述第二光束传输环路传输的所述第一光束进行合束；所述第一光耦合器还用于在所述第二传输时间段对所述第一光束传输环路和所述第二光束传输环路传输的所述第二光束进行合束；所述第一光电探测器用于接收合束后的所述第一光束具体包括：所述第一光电探测器用于在所述第一传输时间段接收合束后的所述第一光束；所述第一光电探测器还用于在所述第二传输时间段接收合束后的所述第二光束。4.根据权利要求2或3中所述的光学陀螺仪，其特征在于，所述光学陀螺仪还包括光开关，所述光开关包括第一输入端口、第二输入端口、第一输出端口和第二输出端口，其中：所述第一输入端口用于接收所述光源组件生成的所述第一光束，所述第二输入端口用于接收所述光源组件生成的所述第二光束；在所述第一传输时间段，所述第一输入端口和所述第一输出端口相连，所述第一输出端口和所述第一光束传输环路的第一端、所述第二光束传输环路的第二端相连，所述第二输入端口和所述第二输出端口相连，所述第二输出端口和所述第一光束传输环路的第二端、所述第二光束传输环路的第一端相连；在所述第二传输时间段，所述第二输入端口和所述第一输出端口相连，所述第一输出端口和所述第一光束传输环路的第二端、所述第二光束传输环路的第一端相连，所述第一输入端口和所述第二输出端口相连，所述第二输出端口和所述第一光束传输环路的第一端、所述第二光束传输环路的第二端相连。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的光学陀螺仪，其特征在于，所述光源组件包括激光器和偏振分束器，其中：所述激光器用于生成目标光束；所述偏振分束器用于将所述目标光束分为偏振态正交的所述第一光束和所述第二光束。6.根据权利要求1至4中任意一项所述的光学陀螺仪，其特征在于，所述光源组件包括激光器和分波器，其中：所述激光器用于生成具有多个波长的目标光束；所述分波器用于将所述目标光束分为所述第一光束和所述第二光束，其中，所述第一光束和所述第二光束具有不同的波长。7.根据权利要求1至6中任意一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾凡超，程远兵，李彦波，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：