舆论纲要：谐振式集成光学陀螺谐振腔安排及噪声领会

微弱型和高精度是弹性器件的要害兴盛目标。对准弹性器件在宇航、航天、帆海等军用范围及普遍民用范围的宏大需要及特出运用范围的体积控制，弹性器件的微弱型化飞腾到越来越要害的位置。集成光学陀螺依附其单片集成、批量化消费和低本钱的超过上风，变成暂时接洽的热门。按照美利坚合众国Draper试验室2008年报，其短期目的为策略级0.01º/h~1º/h，远期目的为导航级0.01º/h~0.001º/h，到2020年将和MEMS陀螺一道吞噬中低精度陀螺运用范围。所以发展集成光学陀螺的接洽具备要害意旨。本舆论依靠于“十一五”部长级某纵向课题，以谐振式集成光学陀螺的要害元件—波导谐振腔的接洽为干线，贯串导波光学、资料学、工艺学和全矢量光束传递表面及旗号处置表面，安身于表面接洽、仿真领会及试验考证，辨别接洽了谐振式集成光学陀螺谐振腔的光束传递机理和光学缺点源的爆发、扰效果理。提出了低耗费保偏硅基波导谐振腔的安排本领，经过对谐振腔特性参数的优化普及了谐振明显度和体例极限精巧度，并经过旗号调制及谐振腔构造的优化安排控制瑞利背向散射光和偏振啮合引入的缺点；安排并搭建集成光学陀螺道理原型机，实行了陀螺效力的试验考证，结果试验尝试了陀螺道理原型机的本能，胜利的考证了表面领会的精确性。舆论发展的重要处事如次：1、接洽谐振式集成光学陀螺的弹性敏锐机理，提出了谐振式集成光学陀螺的光路完全计划，安排了陀螺体例的光路单位并领会了其输入旗号特性。运用有限差分光束传递法（FD-BPM）和Matlab建抄袭真计划法，创造了集成光学陀螺的中心角速率敏锐元件—波导谐振腔的数学模子和表面领会本领，归纳集成光学陀螺的光路噪声模子，产生了集成光学陀螺波导谐振腔的仿真安排平台，仿真计划了由光电变换散粒噪声确定的谐振式集成光学陀螺的表面极限精巧度。2、接洽波导谐振腔安排本领及本能优化道路。鉴于上述波导谐振腔的数学模子，领会优化了谐振腔内啮合器的分光比、光带导的形式传输前提、加工资料等要害成分，使谐振腔的表面明显度融洽振深度到达最好；优化了等离子体巩固型化学气相堆积（PECVD）与感触啮合等离子体刻蚀（ICP）的硅基波导加工工艺，实行对硅基波导好多加工精度和外表精细度的精细遏制，最大控制地贬低光传输耗费，灵验地控制了硅基波导里面传输光的散射效力。加工创造了高明显度的硅基二氧化硅波导谐振腔，并试验尝试了谐振腔抽样的特性参数。3、接洽硅基波导谐振腔光带导里面介质不平均性惹起的瑞利背向散射噪声的产盼望理。沿用光束传递表面、多光束干预表面及波导里面不均点等效的积分表面算法领会了谐振式集成光学陀螺中瑞利背向散射噪声的静态与动静个性；并沿用频次偏移相位调制本领控制波导谐振腔内瑞利背向散射噪声的感化，试验截止表白其陀螺原型机精度跟同频载波调制比拟从45.14 º/s普及到0.67 º/s。4、接洽集成光学陀螺中输出光偏振态振动及偏振啮合缺点对体例精度的感化。沿用琼斯矩阵法对集成光学陀螺原型机中的各个器件举行矩阵刻画，领会了两本征偏振态（ESOP）串扰对体例精度的感化；表面领会了偏振噪声关系的三大成分（输出光的偏振态、波导保偏个性、温度振动）对光路输入旗号的感化。在噪声控制上面，沿用LiNbO3起偏器透彻遏制输出光的偏振态，并经过优化安排波导截面构造革新波导的光束偏振维持本领，灵验地贬低了波导谐振腔中两本征偏振态（ESOP）的串扰，仿真截止表白陀螺本能从3.34o/s革新到0.011o/s。5、接洽谐振式集成光学陀螺道理原型机的体例计划，搭建了集成光学陀螺道理原型机的研制，胜利地考证了陀螺道理原型机的陀螺效力，灵验地证领会集成光学陀螺体例计划的本质可行性。结果对集成光学陀螺原型机举行了静态、动静尝试试验，原型机试验尝试截止为：零偏宁静性为0.67 º/s（1钟点），标度因子0.91，非线性度为1.2%。