张桂才 作品数:14 被引量:35 H指数:4 供职机构: 天津航海仪器研究所 更多>> 发文基金: 中国人民解放军总装备部预研基金 国防科技技术预先研究基金 武器装备预研基金 更多>> 相关领域: 交通运输工程 电子电信 自动化与计算机技术 航空宇航科学技术 更多>>
基于角速率积分法的光纤陀螺标度因数不对称度测量方法 被引量:5 2012年 标度因数不对称度是评价光纤陀螺的一项重要指标,对其进行精确测量在高精度导航应用中具有重要意义。传统的测试方法受转台速率控制精度限制,很难精确测量小于1×10-6的不对称度。首次提出基于角速率积分的标度因数不对称度测量方法。该方法给定转台正反方向转动的角度,由固定在转台上的被测光纤陀螺进行角速率测量,并对输出值积分,从而得到标度因数不对称度。该方法基于转台位置控制,避免了转速不稳定及正反向转速不对称等因素造成的影响。还对可能引起测量误差的因素进行了分析。最后采用角速率积分法测得高精度光纤陀螺标度因数不对称度小于1×10-6。 杨晔 陈馨 张桂才关键词:光纤陀螺 测量方法 光纤陀螺参数匹配和调试技术研究 光纤陀螺本身存在着诸多噪声源,考虑到其作为惯性导航系统的核心器件,陀螺的噪声和零偏稳定性成为系统性能实现的关键。为抑制陀螺的噪声、提高随机游走系数(RWC)性能,本文分析了影响陀螺随机游走系数的几种重要因素,提出了可通过... 左文龙 张桂才 宋阳 乔立伟 杨志怀关键词:光纤陀螺 零偏稳定性 噪声 文献传递 光子纠缠光纤陀螺仪的相位检测灵敏度分析 被引量:3 2021年 针对量子输入通常需要双输入/双输出的特征,提出了一种采用双环行器的光子纠缠光纤陀螺光路结构。阐述了基于N00N态的光子纠缠光纤陀螺仪的工作原理,首次推导了N00N态光子纠缠光纤陀螺的德布罗意波的量子干涉公式,并将N00N态与具有相同光子数(光功率)的一般光子数态(22)输入以及经典输入的相位检测灵敏度进行了对比。分析表明,N00N态作为理想的最大路径纠缠态,可以突破散粒噪声极限而达到海森堡极限,而其它非经典态由于输出态的生成概率,其二阶符合计数及高阶符合计数存在一个固有效率,可能较难突破散粒噪声极限。 张桂才 冯菁 马林 王周祥关键词:光纤陀螺 光子纠缠 采用半导体光放大器抑制SFS相对强度噪声 被引量:3 2015年 相对强度噪声作为光源噪声之一,当光源光功率达到一定程度时,在量级上将取代散粒噪声和热噪声成为光源噪声的主要部分。为解决此问题,作者提出一种采用饱和半导体光放大器抑制相对强度噪声的全新方案。在传统光源结构的基础上,将光源与耦合器之间加入一级半导体光放大器,使光源出光功率达到半导体光放大器深饱和区,从而实现对相对强度噪声的抑制。通过对采用半导体光放大器的光源结构进行相对强度噪声测量发现,在各个频率处相比原有光源结构,均有10 d B/Hz的下降。实验结果表明,采用半导体光放大器的光源方案实现过程简单,可靠性高,在提高光功率的基础上降低了相对强度噪声。 张桂才 林毅 马林关键词:光纤陀螺 光源 相对强度噪声 半导体光放大器 隅点运动对光纤陀螺影响机理分析 隅点运动是船用光纤陀螺系统的一项重要的考核试验,光纤陀螺在进行振动和隅点运动试验中发现,采用不同调制状态的陀螺且改变闭环增益会影响隅点运动性能。本文从陀螺的隅点运动问题出发,对光纤陀螺工作原理及传递函数进行机理分析、对陀... 郑志胜 马林 张桂才 林毅 邰洋 陈桂红关键词:光纤陀螺 调制 文献传递 采用双模压缩态的光子纠缠光纤陀螺仪研究 被引量:1 2022年 对采用双模压缩态的光子纠缠光纤陀螺仪进行了理论研究,采用角动量理论首次推导了双模压缩态输入的光子纠缠光纤陀螺仪的相位检测灵敏度,并证明了当光子数足够大时,可以达到海森堡极限。针对采用双模压缩态的光子纠缠光纤陀螺仪的二阶符合计数探测方案远未达到海森堡极限的情况,通过考察光子纠缠光纤陀螺仪各输出态的二阶符合计数对总的二阶相关光强的贡献,发现二阶符合计数探测方案存在量子增强信息的抵消,也即其中一个接收端光子数为偶数的输出态和光子数为奇数的输出态的二阶符合计数形成互补的倍频干涉条纹,进而相互抵消。因此,需要优化探测方案,提取完整的量子增强信息,才能实现海森堡极限的相位检测灵敏度。 张桂才 冯菁 马林 马骏 杨晔 王周祥关键词:光纤陀螺 光子纠缠 量子纠缠光纤陀螺的态演变和偏振互易性分析 2023年 量子纠缠光纤陀螺仪利用非经典光量子态的光子纠缠特性,对载体角运动引起的Sagnac相移进行超高灵敏度测量。Fink团队在2019年最早报道了基于共线型正交偏振纠缠光子对的量子纠缠光纤陀螺仪,得到突破散粒噪声极限的实验测量结果,但并未给出光量子态经历光纤陀螺各环节的具体演变过程。因此,针对Fink的光路结构,首次对量子纠缠光纤陀螺仪中量子态及算符的动力学演变以及相位检测灵敏度进行了理论分析,证实该光路结构基本上可达到2002态量子纠缠光纤陀螺仪的海森堡极限,同时研究发现,Fink的光路结构由于感生双折射引起的相位误差寄生在Sagnac相移中,实际上是一种偏振非互易性光路结构,会严重削弱相位检测灵敏度。基于此,设计了一种具有偏振互易性的量子纠缠光纤陀螺仪光路结构,光子源为非共线型自发参量向下转换(SPDC)产生的正交偏振纠缠光子对,线圈中的光量子态为i(1_(CCM-H))1_(CW-H)1_(CW-V))/√2理论研究证明,该结构不存在任何偏振非互易性相位误差。 张桂才 冯菁 马林 杨晔4J32芯轴式环圈骨架对光纤陀螺性能的改善 被引量:2 2016年 应力和温度是影响光纤陀螺特性的两个重要因数,环圈骨架是它们对光纤环施加影响的载体。本试验所制作的4J32芯轴式环圈骨架具有良好的热对称结构,低的热导率,以及几乎与光纤纤芯一致的热膨胀系数,所以它不仅可以降低光纤环轴向温度梯度,减小光纤环整体的温度梯度变化率,而且也能有效地减小环圈骨架和光纤环之间因热膨胀不一致导致的热应力对陀螺的影响。通过理论和有限元分析,结合多个光纤环样本的试验,可以看到:4J32芯轴式环圈骨架相对铝材料的骨架,其对陀螺的整体性能有将近一倍的改善作用。 杨盛林 马林 陈桂红 张桂才 王晓丹关键词:光纤陀螺 应力 温度 宽带光源光谱不对称性对光纤陀螺性能的影响 被引量:7 2017年 光谱不对称性是宽带光源的非理想特性之一,这种特性对标度因数的影响在中高精度光纤陀螺中会逐渐显现出来。为了分析光谱不对称性及其对光纤陀螺的影响,结合光纤陀螺所用宽带光源的典型光谱参数,对宽带光源的光谱不对称性进行了理论计算,分析了传统量化光谱不对称性方法存在的问题和局限性,并在此基础上提出了一种更加准确合理的光谱不对称性的量化指标。研究表明,光谱不对称性会产生相对相位误差,并在调制通道中产生视在增益误差,导致陀螺第二反馈回路"错误"调整调制通道的增益,引起光纤陀螺标度因数的非线性误差。对于类矩形光谱当不对称度小于10^(-2)时,视在增益误差引起的标度因数非线性误差会达到25′10^(-6)。因此在进行光源设计时需要将光谱不对称性作为一个定量考虑的指标。 张桂才 马骏 马林 陈馨 林毅关键词:光纤陀螺 宽带光源 标度因数 抑制闭环光纤陀螺高动态角运动测量误差的校正回路设计 被引量:2 2021年 闭环光纤陀螺控制回路存在固有延迟,若通过约束回路增益来抑制回路超调和振动零偏效应,会在一定程度上限制光纤陀螺带宽。这导致陀螺在高动态条件应用时会产生较大的角速率跟踪误差,进而影响系统的动态性能。为此,提出了一种回路校正技术,以减小大动态角速率跟踪误差及瞬态角误差。对校正后的回路稳定裕度及频率特性进行了分析,对特征角速率跟踪误差及瞬态角误差进行了仿真。仿真结果表明,对于某型光纤陀螺,采用所提出的回路校正技术和设计参数,在100°/s^(2)的角加速度输入条件下,角速率跟踪误差和最大瞬态角误差分别为13.1μrad/s和6.99μrad,比未经校正前降低了一个数量级以上,带宽提高为原来的4倍且依然保证了光纤陀螺的稳定性能,满足特定车载冲击振动条件下的角运动测量精度要求。 张桂才 冯菁 宋凝芳 林毅 罗巍 杨晔关键词:光纤陀螺 传递函数