光纤陀螺的波长自补偿方法、装置、电子设备和存储介质与流程

本发明涉及光学，尤其涉及光纤陀螺的波长自补偿装置、方法、电子设备和存储介质。

背景技术：

1、光纤陀螺具有精度高、寿命长、成本低、全固态等诸多优点，已成为惯性导航核心元件，而其实现高精度的一个重要原因在于宽谱光源的使用，在干涉式光纤陀螺中，宽谱光源具有抑制背向反射及散射、偏振耦合、法拉第效应、克尔效应等引起的误差的优势。常见的宽谱光源有sld光源以及掺杂稀土元素的光纤光源。sld光源具有光谱宽，功率高，与光纤耦合效率高等优点，但是其平均波长稳定性通常为400ppm/℃，不能满足惯导级光纤陀螺对于标度因数的要求。而结构合理的掺铒光纤光源可以同时具备功率较大、带宽较宽且波长稳定性较好等多种优良特性，是高精度光纤陀螺的理想光源。但掺铒光纤光源输出波长容易受管芯温度以及环境温度的影响，波长会造成大幅度变化，这会影响到标度因数性能，而标度因数性能，是能否实现系统精度保持、延长重调时间的关键，随着高精度惯导系统的性能需求快速提升，对光纤陀螺的要求也大幅提升，对标度因数性能的提升有了更高的要求。

技术实现思路

1、本发明提供了一种光纤陀螺的波长自补偿方法、装置、电子设备和存储介质，以解决掺铒光纤光源输出的超荧光的波长，受环境温度变化的影响，进而影响光纤陀螺标度因数稳定性的问题，从而提升光源输出波长稳定性，降低功耗，提升光纤陀螺标度因数稳定性。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种光纤陀螺的波长自补偿方法，包括：

3、获取当前环境温度，根据所述当前环境温度与第一差值关系，获取第一波长差值；

4、根据第二差值关系，获取所述第一波长差值绝对值与第二波长差值绝对值之间差值，筛选所述差值最小，并与所述第一波长差值符号相反的第二波长差值；并确定所述第二波长差值对应的管芯温度值；

5、调整当前管芯温度至所述第二波长差值对应的所述管芯温度值；

6、其中，所述第一差值关系为管芯温度处于第一恒温，超荧光的波长随不同环境温度的变化关系与基准关系之间的波长差值关系；所述第二差值关系为所述环境温度处于第二恒温，所述超荧光的波长随不同所述管芯温度的变化关系与所述基准关系之间的波长差值关系；所述基准关系为所述管芯温度为第一基准温度，所述环境温度为第二基准温度，激光器驱动模块的驱动电流为基准电流情况下，所述超荧光的波长与所述第一基准温度、所述第二基准温度之间的关系。

7、可选地，在根据所述当前环境温度与第一差值关系，获取第一波长差值之前，包括：

8、线性拟合获取所述管芯温度处于第一恒温，所述超荧光的波长随不同所述环境温度的变化关系；

9、在根据第二差值关系，获取所述第一波长差值绝对值与第二波长差值绝对值之间差值，筛选所述差值最小，并与所述第一波长差值符号相反的第二波长差值之前，包括：

10、线性拟合所述环境温度处于第二恒温，所述超荧光的波长随不同所述管芯温度的变化关系。

11、可选地，所述调整当前管芯温度至所述第二波长差值对应的所述管芯温度值，包括：

12、根据所述管芯温度与调整管芯温度的tec驱动电流之间的对应关系调整所述tec驱动电流，以使当前管芯温度调整至所述管芯温度值。

13、可选地，在根据所述管芯温度与调整管芯温度的tec驱动电流之间的对应关系调整所述tec驱动电流之前，还包括：

14、获取所述管芯温度与泵浦激光器中热敏电阻的阻值第一对应关系；

15、获取所述热敏电阻的阻值与所述tec驱动电流之间的第二对应关系；

16、根据第一对应关系和第二对应关系获取所述管芯温度与所述tec驱动电流之间的对应关系。

17、根据本发明的第二方面，提供了一种光纤陀螺的波长自补偿装置，其中，包括：

18、管芯温度调整模块、激光器驱动模块、泵浦激光器、第一光波分复用器、掺铒光纤、第二光波分复用器、光纤反射镜、光隔离器、光纤滤波器和温度传感器；所述激光器驱动模块和所述管芯温度调整模块分别与所述泵浦激光器连接，所述泵浦激光器的输出端与所述第一光波分复用器的第一端熔接，所述第一光波分复用器的第二端与所述掺铒光纤的一端熔接，所述掺铒光纤的另一端与所述第二光波分复用器的第一端熔接，所述第二光波分复用器的第二端与所述光纤反射镜熔接，所述第一光波分复用器的第三端与所述光隔离器的一端熔接，所述光隔离器的另一端与所述光纤滤波器的一端熔接，所述光纤滤波器的另一端用于输出超荧光；

19、所述激光器驱动模块用于向所述泵浦激光器注入驱动电流，所述温度传感器用于测量当前环境温度；

20、还包括：控制模块，所述控制模块分别与所述管芯温度调整模块和所述温度传感器连接，用于执行本发明任一实施例所述的自补偿方法。

21、可选的，所述管芯温度调整模块为tec驱动模块，所述控制模块为tec控制模块，所述tec控制模块控制所述tec驱动模块基于tec驱动电流与所述管芯温度之间的关系，输出与所述第二波长差值对应的管芯温度值对应的tec驱动电流。

22、可选的，所述第一恒温、所述第二恒温、所述第一基准温度、所述第二基准温度均为25℃，所述基准电流为100ma。

23、可选的，所述控制模块包括adc和dac，为单片机、fpga芯片或dsp芯片中的其中一种。

24、根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

25、至少一个处理器；以及

26、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

27、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明第二方面提供的光纤陀螺的波长自补偿方法。

28、根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明第二方面提供的光纤陀螺的波长自补偿方法。

29、本发明实施例的技术方案，通过采集掺铒光纤光源在管芯温度处于第一恒温状态下，超荧光的波长随不同环境温度的变化关系，并计算与基准关系之间的波长差值关系。以及采集环境温度处于第二恒温，超荧光的波长与不同管芯温度的变化关系，并计算与基准关系之间的波长差值关系。进一步的根据第二差值关系获取与第一波长差值绝对值差值最小且符号相反的第二波长差值对应的管芯温度值，控制管芯温度调整模块调整管芯温度至管芯温度值，进而通过调整管芯温度，补偿环境温度改变对超荧光的波长的影响，实现超荧光输出波长稳定，进而保证光纤陀螺标度因数稳定性，提升掺铒光纤光源的性能。

30、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种光纤陀螺的波长自补偿方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光纤陀螺的波长自补偿方法，其特征在于，在根据所述当前环境温度与第一差值关系，获取第一波长差值之前，包括：

3.根据权利要求1所述的光纤陀螺的波长自补偿方法，其特征在于，所述调整当前管芯温度至所述第二波长差值对应的所述管芯温度值，包括：

4.根据权利要求3所述的光纤陀螺的波长自补偿方法，其特征在于，在根据所述管芯温度与调整管芯温度的tec驱动电流之间的对应关系调整所述tec驱动电流之前，还包括：

5.一种光纤陀螺的波长自补偿装置，其特征在于，用于实现如权利要求1-4任一项所述的光纤陀螺的波长自补偿方法，包括：

6.根据权利要求5所述的光纤陀螺的波长自补偿装置，其特征在于，

7.根据权利要求5所述的光纤陀螺的波长自补偿装置，其特征在于，

8.根据权利要求5所述的光纤陀螺的波长自补偿装置，其特征在于，

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-4中任一项所述的光纤陀螺的波长自补偿方法。

技术总结
本发明公开了一种光纤陀螺的波长自补偿方法、装置、电子设备和存储介质。自补偿方法通过采集掺铒光纤光源在管芯温度处于第一恒温状态下，输出超荧光的波长随不同环境温度的变化关系，并计算与基准关系之间的波长差值关系。以及采集环境温度处于第二恒温，超荧光的波长与不同管芯温度的变化关系，并计算与基准关系之间的波长差值关系。进一步的根据第二差值关系获取与第一波长差值绝对值差值最小且符号相反的第二波长差值对应的管芯温度值，控制管芯温度调整模块调整管芯温度至管芯温度值，进而通过调整管芯温度，补偿环境温度改变对超荧光的波长的影响，实现超荧光输出波长稳定，进而保证光纤陀螺标度因数稳定性。

技术研发人员：罗巍,陈馨,范士锋,刘伯晗,于杰
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11