Měření úhlové rychlosti pomocí vláknového interferometru
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Tato práce se zabývá obecným teoretickým popisem a poté návrhem a sestavením snímače úhlové rychlosti na principu Sagnacova interferometru, neboli interferometrického optického vláknového gyroskopu. Teoretická část je zaměřena nejprve na vysvětlení základních principů a odvození důležitých vztahů. Dále jsou rozebrány známé koncepce uspořádání a ukázány jejich rozdíly. Jsou zde rovněž popsány limitní možnosti vláknového gyroskopu a parazitní vlivy. Pozornost je věnována rovněž vlastnostem a vhodnosti použití jednotlivých optických komponent. Praktická část se zabývá zejména rozborem možností realizace vláknového gyroskopu s použitím běžného nízkodvojlomného vlákna. V první fázi byly testovány základní vlastnosti komponent a nejjednodušší varianty gyroskopu. Z nich poté vyplynuly důležité poznatky pro návrh finálního řešení s fázovou modulací v otevřené smyčce. Následně jsou podrobně popsány jednotlivé prvky navrženého demonstračního snímače spolu s jeho konstrukčním provedením. Navržený gyroskop využívá výhradně vláknových komponet tvořených běžným nízkodvojlomným vláknem, čímž jsou výrazně sníženy náklady na realizaci. Charakteristické je použití nepolarizovaného záření a vložení depolarizátoru pro zajištění stability. Netypickým prvkem je rovněž zdroj využívající spontánnní emise erbiem dopovaného vlákna. Závěrem jsou uvedeny základní parametry navrženého gyroskopu získané měřením, je rovněž sestaven kalibrační protokol.
This thesis deals with general theoretical description, design and construction of sensor of angular velocity based on Sagnac interferometer, or interferometric fiber-optic gyroscope. The theoretical part is focused firstly on explanation of basic principles and finding important formulas. Secondly, some state-of-the-art configurations of the fiber-optic gyroscope and their differences are analysed. Limiting factors and parasitic effects are also described. Attention is also paid to properties and suitability of particular optical components. The practical part especially deals with an utilization of common low-birefringent optical fiber in an fiber-optic gyroscope. Firstly, some basic properties of components and the simplest configurations of gyroscope were tested. They provided an important knowledge for design of final solution working in an open loop configuration with phase modulation. Further, specific components used in this demonstration sensor and its construction are described in more detail. Designed gyroscope utilizes all-fiber components made of common low-birefringent fiber so this solution is unexpensive. It uses an unpolarized light and depolarizer to ensure stability. Another specificity is a light source using spontaneous emission of erbium-doped fiber. Finally, some basic parameters of designed gyroscope acquired by measurement as well as record of calibration are stated.
This thesis deals with general theoretical description, design and construction of sensor of angular velocity based on Sagnac interferometer, or interferometric fiber-optic gyroscope. The theoretical part is focused firstly on explanation of basic principles and finding important formulas. Secondly, some state-of-the-art configurations of the fiber-optic gyroscope and their differences are analysed. Limiting factors and parasitic effects are also described. Attention is also paid to properties and suitability of particular optical components. The practical part especially deals with an utilization of common low-birefringent optical fiber in an fiber-optic gyroscope. Firstly, some basic properties of components and the simplest configurations of gyroscope were tested. They provided an important knowledge for design of final solution working in an open loop configuration with phase modulation. Further, specific components used in this demonstration sensor and its construction are described in more detail. Designed gyroscope utilizes all-fiber components made of common low-birefringent fiber so this solution is unexpensive. It uses an unpolarized light and depolarizer to ensure stability. Another specificity is a light source using spontaneous emission of erbium-doped fiber. Finally, some basic parameters of designed gyroscope acquired by measurement as well as record of calibration are stated.
Description
Keywords
Sagnacův jev, vláknový interferometr, snímač úhlové rychlosti, optický vláknový gyroskop, nepolarizované záření, vláknový depolarizátor, zdroj záření s erbiem dopovaným vláknem., Sagnac effect, fiber interferometer, angular velocity sensor, fiber-optic gyroscope, unpolarized light, fiber depolarizer, erbium-doped fiber light source.
Citation
SKALSKÝ, M. Měření úhlové rychlosti pomocí vláknového interferometru [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2014.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Automatizační a měřicí technika
Comittee
doc. Ing. Zdeněk Němec, CSc. (předseda)
prof. Ing. František Šolc, CSc. (místopředseda)
Ing. Zdeněk Havránek, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Macho, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Pásek, CSc. (člen)
Date of acceptance
2014-06-18
Defence
Student obhájil bakalářskou práci.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení