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目 录 1

第一章绪论 1

参考文献 3

第二章光纤陀螺的基本原理 4

2.1萨格奈克效应 4

2.1.1 萨格奈克干涉仪 4

2.1.2在媒质中的情形 9

2.2.1环形激光陀螺（RLG） 11

2.2有源和无源环形谐振腔 11

2.2.2谐振式光纤陀螺（R-FOG） 14

2.3无源光纤环形干涉仪 15

2.3.1 干涉式光纤陀螺（I-FOG）的原理 15

2.3.2理论灵敏度 18

2.3.3噪声、漂移和标度因数 21

2.3.4带宽 23

参考文献 23

3.1.1波传播的互易性 25

第三章光纤环形干涉仪的互易性 25

3.1互易性原理 25

3.1.2分束器的互易性 26

3.2环形光纤干涉仪的最小结构 28

3.2.1互易性结构 28

3.2.2互易性偏置调制—解调 30

3.2.3 固有（或本征）频率 34

3.3全导波方案的互易性 41

3.3.1 渐逝场耦合器（或X型耦合器、四端口耦合器） 41

3.3.2 Y分支 44

3.3.3全光纤的方案 47

3.3.4采用集成光路的混合结构：最佳“Y接头”或“Y型耦合器”结构 48

3.4偏振互易性问题 52

3.4.1普通单模光纤的偏振抑制要求 52

3.4.2采用保偏光纤 55

3.4.3采用消偏器 56

3.4.4采用非偏振光源 56

参考文献 58

第四章背向反射和背向散射 61

4.1背向反射问题 61

4.1.1采用斜抛端面减少背向反射 61

4.1.2光源相干性的影响 63

4.2背向散射问题 65

4.2.1相干背向散射 65

4.2.2采用宽带光源 66

4.2.3残余瑞利背向散射噪声的计算 67

参考文献 70

第五章 采用宽带光源和高双折射光纤的偏振非互 71

易性分析 71

5.1高双折射保偏光纤中的消偏效应 71

5.2采用全保偏波导结构的光纤陀螺仪中的偏振 73

非互易性分析 73

5.2.1强度型效应 73

的解释 78

5.2.2有关消偏长度Ld和“偏振相关”长度Lpc 78

5.2.3振幅型效应 81

5.3采用一个消偏器 82

5.4采用光相干域偏振计（OCDP）进行测试 84

参考文献 89

第六章与瞬态有关的漂移和噪声 91

6.1温度瞬态的影响 91

6.2声噪声和振动的影响 93

参考文献 94

第七章实际的非互易效应 95

7.1磁光法拉第效应 95

7.2非线性克尔效应 99

参考文献 104

第八章标度因数精度 106

8.1干涉式光纤陀螺中的标度因数问题 106

8.2闭环工作 107

8.2.1利用频移 107

8.2.2模拟相位斜波或锯齿波调制 110

8.2.3数字相位斜波 114

8.2.4全数字闭环处理方法 120

8.3波长控制 125

8.3.1采用宽带光源的环形干涉仪与波长的 125

关系 125

8.3.2相位调制的影响 127

8.3.3波长控制方案 128

参考文献 130

9.1最佳工作条件概述 133

第九章干涉式光纤陀螺技术 133

9.2光源 135

9.2.1超发光二极管 135

9.2.2稀土掺杂光纤光源 136

9.3光纤线圈 138

9.4干涉仪的“核心” 140

9.5探测器 141

参考文献 142

10.1其它的光学结构 145

第十章干涉式光纤陀螺的其它方案 145

10.2其它的信号处理方案 147

10.2.1采用多次谐波的开环方案 147

10.2.2二次谐波反馈 147

10.2.3选通相位调制反馈 148

10.2.4外差和赝外差方案 150

10.2.5采用相位斜波反馈的拍频检测 152

10.2.6双相位斜波反馈 152

10.3采用多波长光源扩大动态范围 154

参考文献 154

第十一章谐振式光纤陀螺（R-FOG） 157

11.1全光纤环形腔的工作原理 157

11.2信号处理方法 160

11.3光纤环形腔的互易性 163

11.4 R-FOG中的寄生效应 166

参考文献 167

12.1研制现状 170

第十二章光纤陀螺的应用和发展趋势 170

12.2未来发展趋势和小结 172

参考文献 172

附录1光学基础知识 174

A1.1真空中的光波 174

A1.2光波的偏振 177

A1.3在电介质中的传播 181

A1.4几何光学 189

A1.5电介质界面：反射、折射和导波 190

A1.6干涉 194

A1.7多束波的干涉 199

A1.8衍射与高斯光束 203

A1.9相干性 206

A1.10双折射 218

参考文献 224

附录2单模纤维光学基础知识 225

A2.1阶跃折射率光纤中的离散导模 225

A2.2单模光纤 229

A2.3实际的单模石英光纤 234

A2.4单模光纤的耦合 236

A2.5单模光纤的双折射 242

A2.6保偏光纤 247

A2.7单模光纤的干涉及与之有关的元件 255

参考文献 260

附录3集成光学基础知识 261

A3.1集成光学沟道波导 261

A3.2 LiNbO3集成光学 264

A3.3质子交换波导 268

参考文献 272

附录4相对论性萨格奈克效应的电磁理论 273

A4.1狭义相对论和电磁学 273

A4.2旋转系中的电磁学 281

A4.3旋转的环形介质波导中的情形 284

参考文献 286

符号表 287

译后记 295