Фактори, що обмежують роздільну здатність

Серед факторів, що обмежують короткочасну роздільну здатність, найбільш сильний вплив робить зворотне розсіювання по оптичному шляху. Світло відбиття Френеля від поверхонь елементів оптичної системи або світло зворотного розсіювання Релея, наприклад, у самому оптичному волокні інтерферує зі світлом сигналу, що приводить до виникнення безлічі шумів. Для боротьби з ними пропонуються модуляція фази світлової хвилі, імпульсні методи, а також метод, при якому використовується джерело світла із широким спектром і низькою когерентністю, що погіршує інтерференцію через велику різницю довжини оптичного шляху для світла зворотного розсіювання Релея й світла сигналу.

Шуми вихідного сигналу гіроскопа можна виразити наступною формулою:

(8.10)

де a₀ - втрати розсіювання Релея в оптичному волокні;

b_R - частка світлового розсіювання Релея, що поширюється у зворотному напрямку;

Df_s - ширина спектра джерела світла.

На рис.8. 8 представлені результати експерименту, що показують, як у міру розширення спектра випромінювання підвищується розв'язна здатність волоконно-оптичного гіроскопа. Таким чином, у волоконно-оптичних гіроскопах зменшення когерентності джерела світла ефективно для зниження не тільки шумів відстані Релея, але й шумів ефекту Керра.

Рисунок 8.8 - Зменшення шумів релеївського розсіювання за допомогою розширення спектру світлового джерела

У цей час розроблені експериментальні системи, у яких вжиті заходи по підвищенню чутливості й по зниженню шумів. У цих системах, що працюють по методу фазової модуляції, зміни частоти й світлового гетеродування, досягнута роздільна здатність, що дозволяє вимірювати швидкості, рівні або менші швидкості власного обертання Землі (15°/год=7,3×10^-5 рад/с). Особливо великі досягнення в системах з фазовою модуляцією, у яких роздільна здатність і дрейф приблизно 0,02/год, що прийнятно для інерциальної навігації.

Досліджується можливість реалізації гіроскопів з використанням технології мікрооптики, функціональних волоконних і хвилеводних елементів. Уже випускаються волоконно-оптичні гіроскопи з роздільною здатністю 1/год. Крім того, поглиблюється вивчення систем, придатних для інерційної навігації.

Дата добавления: 2015-06-27