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光学微环谐振腔的研究与应用摘要：随着光纤通信技术的发展，光通信网络需要不断地提高工作性能和降低运营成本，其核心技术在于光波导器件的微型化、集成化和规模化，与此同时未来全光网络迫切需要能够实现多种功能的新型光波导器件。
微环谐振器(简称微环)满足了上述两个要求，其微纳米量级的尺寸非常适于大规模单片紧密集成。
本文首先说明了光的全反射理论和波导的基本结构。
然后介绍了光学微环谐振腔器件原理和他们的光学传输特性。
基于绝缘体上硅波导（Silicon-On-Insulator SOI）的微纳米环形谐振腔，由于其尺度为微纳米范围，具有超高的集成度并且其加工技术可以和互补型金属氧化物半导体(Complementary metal–oxide–semiconductor COMS)工艺相兼容，使其正在成为光器件加工的诱人方案。
我们在这里提出一种耦合的集成光波导结构，这样的结构可以使集成化的光波导陀螺的灵敏度得到加强。
关键词: 微谐振腔, 光波导，SOI，陀螺RESEARCH&APPLICATIONS OF OPTICAL MICRORINGRESONATORSAbstractWith the development of fiber-optic communication technologies, high-performance and low-cost are both desirable for optical communication networks.The core technology includes small-size optical waveguide devices with the potentials for integrations.In addition, optical waveguide devices with various functions for all optical signal processing are becoming more important for the realization of future all-optical networks.The microring resonator is a suitable candidate to meet these two requirements.Moreover, its small size is very suitable for integration with large dimension.In this thesis, we first introduce the light of total internal reflection (TIR) theory and the basic structure of waveguide. Then we introduce the principle of mcroringresonator, analysis their transmission property. Micro-ring resonators based on silicon- on-insulator (SOI) structure are promising building-blocks for ultra-compact and highly integrated photonic circuits. The fabrication technology is mostly CMOS-compatible.We propose a configuration of integrated waveguide structure consisting of resonators coupled to an arc-shape waveguide. Such proposed configuration can be used to realize highly compact optical gyroscope for rotation sensing.Key words: microresonators ,waveguide ,SOI ,Gyroscope1. 引言光通信，顾名思义，即用光作为信息的载体来传递信号，在通信不发达的古代，人们就已经懂得利用光来传递信息。
谐振式光纤陀螺系统建模及其应用研究
邹康;曲天良;郑畅;张熙;王晨晟
【期刊名称】《导航定位与授时》
【年(卷),期】2024(11)2
【摘要】谐振式光纤陀螺作为高精度角速度传感器,以其集成化高、成本低以及抗干扰性强等独有优势,逐渐成为下一代光学陀螺研究发展的热点。
通过对谐振式光纤陀螺工作原理的分析,建立了陀螺数字信号处理系统可视化模型,并对系统谐振曲线和同步解调曲线等开环输出以及锁频反馈下闭环输出进行了模拟仿真。
利用仿真模型分析了正弦波调制下谐振谱分裂现象,并搭建实验装置对其进行了验证。
结果表明,实验中正弦信号调制频率高于系统谐振输出半高全宽一半,即对应2 MHz时,谐振谱分裂会导致同步解调输出线性区域出现明显失真,严重恶化了标度因数线性度。
因此,搭建的谐振式光纤陀螺仿真模型能够准确而有效地模拟系统的工作状态,在系统噪声抑制和精度提升方面具有指导性意义。
【总页数】11页(P35-45)
【作者】邹康;曲天良;郑畅;张熙;王晨晟
【作者单位】华中光电技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN248.4
【相关文献】
1.谐振式光子晶体光纤陀螺环路建模与仿真
2.基于单片FPGA的谐振式光纤陀螺数字系统设计与实现
3.谐振式光纤陀螺数字检测系统中A/D、D/A研究
4.谐振式光纤陀螺多激光器系统相对频率噪声抑制（英文）
5.宽谱光源谐振式光纤陀螺谐振特性分析
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光学微环谐振腔的研究与应用摘要：随着光纤通信技术的发展，光通信网络需要不断地提高工作性能和降低运营成本，其核心技术在于光波导器件的微型化、集成化和规模化，与此同时未来全光网络迫切需要能够实现多种功能的新型光波导器件。
微环谐振器(简称微环)满足了上述两个要求，其微纳米量级的尺寸非常适于大规模单片紧密集成。
本文首先说明了光的全反射理论和波导的基本结构。
然后介绍了光学微环谐振腔器件原理和他们的光学传输特性。
基于绝缘体上硅波导（Silicon-On-Insulator SOI）的微纳米环形谐振腔，由于其尺度为微纳米范围，具有超高的集成度并且其加工技术可以和互补型金属氧化物半导体(Complementary metal–oxide–semiconductor COMS)工艺相兼容，使其正在成为光器件加工的诱人方案。
我们在这里提出一种耦合的集成光波导结构，这样的结构可以使集成化的光波导陀螺的灵敏度得到加强。
关键词: 微谐振腔, 光波导，SOI，陀螺RESEARCH&APPLICATIONS OF OPTICAL MICRORINGRESONATORSAbstractWith the development of fiber-optic communication technologies, high-performance and low-cost are both desirable for optical communication networks.The core technology includes small-size optical waveguide devices with the potentials for integrations.In addition, optical waveguide devices with various functions for all optical signal processing are becoming more important for the realization of future all-optical networks.The microring resonator is a suitable candidate to meet these two requirements.Moreover, its small size is very suitable for integration with large dimension.In this thesis, we first introduce the light of total reflection theory and the basic structure of waveguide. Then we introduce the principle of mcroring resonator,analysis their transmission property. Micro-ring resonators based on silicon- on-insulator (SOI) structure are promising building-blocks for ultra-compact and highly integrated photonic circuits. The fabrication technology is mostly CMOS-compatible.We propose a configuration of integrated waveguide structure consisting of resonators coupled to an arc-shape waveguide. Such proposed configuration can be used to realize highly compact optical gyroscope for rotation sensing.Key words: microresonators ,waveguide ,SOI ,Gyroscope1. 引言光通信，顾名思义，即用光作为信息的载体来传递信号，在通信不发达的古代，人们就已经懂得利用光来传递信息。
基础物理实验研究性报告光纤陀螺寻北实验The fiber optic gyroscopenorth-seeking experimentAuthor 作者姓名王世豪 Wang ShihaoSchool number 作者学号 10071108Institute所在院系机械工程及自动化学院SMEA Major攻读专业机械制造及自动化mechanical engineering 完成时间：2012年 5月 3 日摘要 (4)Abstract (4)一．实验背景 (5)二．实验原理[1] (6)2.1 光纤陀螺的工作原理 (6)2.1.1 萨格奈克效应 (6)2.1.2 干涉式光纤陀螺的原理 (7)2.1.3 互易性的偏置调制和闭环工作原理 (8)2.2 光纤陀螺寻北仪原理 (9)2.3 四位置法 (10)2.4 多位置法 (10)三．实验仪器 (11)3.1 光纤陀螺 (11)3.2 二自由度转台 (12)3.3 计算机测量软件 (12)四．实验内容 (13)4.1 校正陀螺输出 (13)4.2 利用四位置法寻找地轴北极 (14)4.3 利用多位置法寻找地轴北极 (14)τ∆，求光纤环长度及根据数字相位斜波求陀螺当前的4.4 根据度越时间g输出值 (14)五．实验数据记录及处理 (15)5.1 陀螺输出的校订处理 (15)5.2 利用四位置法处理数据找地理北轴 (15)5.3 利用多位置寻找地轴北极，并用一元线性回归处理数据 (16)5.4 根据度越时间求光纤长度及干涉波相位差 (17)六．误差分析 (18)6.1惯性器件误差[3] (18)6.2测量读数误差 (19)6. 3 使用方法的误差[4] (19)七．实验的创新和改进 (20)7.1实验方法的改进 (20)7.2 实验操作的改进 (22)八．实验感想 (22)参考文献 (23)摘要本文以“光纤陀螺寻北实验”为主要内容，先介绍了实验的基本原理与过程，而后进行数据处理和相关的计算，对试验中的四位置法、多位置法等进行了定量的分析计算，并且分析了不同方法中误差产生的原因，提出了改进方案，对仪器的使用方面也提出了自己的意见。
谐振式微光学陀螺研究的开题报告一、研究背景及意义光学陀螺是一种利用赋有方向的旋转光束的光子陀螺效应来测量角速度或者姿态角变化的传感器。
光学陀螺具有精度高、分辨率高、稳定性好等优点，在导弹制导、导航、惯性测量等领域具有广泛的应用。
目前，国际上发展的光学陀螺主要为激光陀螺、光纤陀螺和谐振式微光学陀螺。
其中光学陀螺又以谐振式微光学陀螺具有结构简单、精度高和灵敏度高等特点，而逐渐成为研究的热点。
因此，研究谐振式微光学陀螺具有重要的工程及科学意义。
本课题将研究谐振式微光学陀螺的结构设计、光路分析、仿真模拟和实验验证，以期达到更高的精度要求和更广泛的应用领域。
二、研究内容1. 谐振式微光学陀螺的结构设计和光学设计；2. 光学陀螺原理的分析与建模；3. 谐振式微光学陀螺的光学特性和性能分析；4. 谐振式微光学陀螺的数值仿真分析；5. 谐振式微光学陀螺实验验证与性能测试；6. 结论和进一步工作的展望。
三、研究方法与技术路线1. 建立光学系统的优化设计模型，对谐振式微光学陀螺的光学路径进行模拟分析，确定最优的光学系统参数；2. 进行机械分析，寻找谐振式微光学陀螺的固有频率，研究并优化谐振式微光学陀螺的结构，从而保证其稳定性；3. 建立谐振式微光学陀螺的工艺流程，在CAD制图软件上完成谐振式微光学陀螺的三维结构设计；4. 进行谐振式微光学陀螺的光路分析与仿真，利用MATLAB等数值仿真软件对其动态性能进行仿真分析；5. 搭建谐振式微光学陀螺实验平台进行实验验证，测试其性能指标，实验数据处理与分析，验证仿真结果的可靠性；6. 给出谐振式微光学陀螺的性能评估，并展望进一步的研究方向。
四、预期成果1. 谐振式微光学陀螺的结构设计和光学设计方案；2. 谐振式微光学陀螺的性能模拟与分析；3. 谐振式微光学陀螺的实验验证和性能测试的得到实验参数和实验结果；4. 研究和分析不同参数和条件对谐振式微光学陀螺性能的影响，为谐振式微光学陀螺更高精度的设计提供指导。
摘要近几年，信息技术正在以一个前所未有的速度发展，根据摩尔定律的预测，在未来的十年内，每十八个月处理器的速度和内存就会增加一倍。
但由于电子器件存在着瓶颈，全光网络由于不受电子器件瓶颈的束缚，其发展前景十分广阔，受到研究学者们的广泛关注。
对于全光网络来说，应用一些结构简单、尺寸较小、性能稳定的光学器件是实现全光通信的基础。
光纤环形谐振腔作为一个十分重要的光学器件，环形谐振腔具有成本低、性能稳定、结构简单、尺寸小、Q 值高等优点，广泛应用于光通信、惯性传感、生物传感以及化学传感等众多领域[1]。
同时它也是激光器中重要的构成部分，因此是全光网络中的探索热点。
混沌是近几十年发展起来的一门学科，由于混沌系统具有类似噪声的伪随机信号的优良特性，混沌在保密通信、图像加密以及信号检测等方面都有着广阔的前景。
本毕业论文主要目的是研究了利用环形谐振腔产生混沌信号，介绍了环形谐振腔的基本特性、混沌理论以及几种典型的混沌系统。
再从环腔的最基本传输方程出发，推导出利用环腔产生混沌的条件，并且在MATLAB上仿真，研究了输入信号的功率以及环腔的耦合系数对其产生混沌信号的影响，还观察了混沌信号的时域特点。
关键词：环形谐振腔，光学混沌，混沌信号，李雅普诺夫指数，混沌系统ABSTRACTIn recent years, information technology is being developed at an unprecedented rate, and according to Moore's Law, the speed and memory of the processor will double every 18 months in the next decade. However, due to the existence of bottlenecks in electronic devices, all-optical network due to the bottleneck of electronic devices, its development prospects are very broad, by the research scholars of the widespread concern.For the all-optical network, the application of some simple structure, smaller size, stable performance of the optical device is to achieve the basis of all-optical communication. As a very important optical device, the ring resonator has the advantages of low cost, stable performance, simple structure, small size and high Q value. It is widely used in optical communication, inertial sensing, biosensor and chemical sensing and many other areas. At the same time, it is also an indispensable part of the laser, so it is the research hotspot in all-optical network.Chaos is a discipline developed in recent decades. Due to the excellent characteristics of chaotic systems with pseudo-random signals like noise, chaos has broad prospects for secure communication, image encryption and signal detection.The main purpose of this thesis is to study the use of ring resonant cavity to generate chaotic signals. The basic characteristics of the ring resonator, the chaos theory and several typical chaotic systems are introduced. Then, based on the most basic transmission equation of the ring cavity, the chaotic condition of the ring cavity is deduced, and the influence of the input signal power and the coupling coefficient of the ring cavity on the chaotic signal is studied. Time Domain Characteristics of Chaotic Signals.Key words: EDFA; Ring resonator, optical chaos, chaotic signal, Lyapunov exponent, chaos system目录1 绪论 (2)1.1选题的依据和意义 (2)1.2 光纤环形谐振腔的研究现状 (2)1.3 混沌的研究现状 (4)1.4 本文的主要工作 (7)1.5本章小结 (7)2 环形谐振腔原理及特性研究 (9)2.1环形谐振腔的结构 (9)2.1.1环形谐振腔的工作原理 (9)2.2本章小结 (13)3 混沌的基本理论 (14)3.1混沌的描述、刻画 (14)3.2典型的混沌系统 (16)3.2.1连续的混沌系统 (16)3.2.2离散的混沌系统 (17)3.3本章小结 (19)4光纤环形谐振腔产生混沌信号原理及MATLAB仿真 (20)4.1理论推导 (20)4.2MATLAB软件介绍 (21)4.3仿真分析 (22)4.5本章小结 (29)5 总结和展望 (30)5.1研究成果 (30)5.2研究中的不足 (30)5.3未来展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)1 绪论1.1选题的依据和意义自上个世纪六十年代以来非线性科学有了迅猛发展，人们逐渐对混沌这一科学的也有更为深刻的认识，混沌现象看起来是一种随机的、无规则的运动，混沌信号也是一种类似噪声的伪随机信号。
