Исследование влияния фазовых и амплитудных искажений оптического сигнала в электрооптическом модуляторе на точностные характеристики волоконно-оптического гироскопа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.01, кандидат наук Погорелая Дарья Андреевна

• Погорелая Дарья Андреевна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Погорелая Дарья Андреевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Интерферометрический волоконно-оптический гироскоп

1.1.1 Конфигурация ВОГ

1.1.2 Фазовая модуляция сигнала ВОГ

1.2 Фазовый электрооптический модулятор на основе ниобата лития

1.3 Фазовые искажения оптического излучения в МИОС

1.3.1 Классификация причин возникновения ФИ МИОС

1.3.2 Внешние источники ФИ МИОС

1.3.3 Внутренние источники ФИ МИОС

1.3.4 Влияние влажности на нестабильность ФИ МИОС

1.3.5 Влияние ФИ МИОС на сигнал ВОГ

1.3.6 Методы уменьшения и компенсации ФИ МИОС

1.4 Амплитудные искажения оптического излучения в МИОС

1.4.1 Механизмы возникновения АИ МИОС

1.4.2 Способы подавления АИ МИОС

1.4.3 Влияние АИ МИОС на сигнал ВОГ

Выводы по главе

ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ И КОМПЕНСАЦИЯ ПАРАЗИТНЫХ ЭФФЕКТОВ МИОС

2.1 Исследуемый ВОГ

2.2 Исследование ФИ МИОС

2.2.1 Исследование передаточной характеристики МИОС в волоконном интерферометре Маха-Цендера

2.2.2 Исследование передаточной характеристики МИОС в интегрально-оптическом интерферометре Маха-Цендера

2.2.3 Исследование передаточной характеристики МИОС в составе ВОГ

2.3. Компенсация передаточной характеристики МИОС

2.3.1 Пути повышения технологичности МИОС

2.3.2 Алгоритмический метод компенсации передаточной характеристики

МИОС

2.4 Исследование АИ МИОС

2.4.1 Исследование АИ отдельного МИОС

2.4.2 Исследование АИ МИОС в составе ВОГ

2.5 Компенсация АИ МИОС

Выводы по главе

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАЗИТНЫХ ЭФФЕКТОВ МИОС НА ТОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОГ

3.1. Компьютерная модель ВОГ

3.2. Исследование влияния ФИ МИОС на сигнал ВОГ

3.2.1 Влияние на СКО сигнала ВОГ

3.2.2 Влияние на МК ВОГ

3.2.3 Влияние на дрейф сигнала ВОГ

3.3. Исследование влияния АИ МИОС на сигнал ВОГ

3.3.1 Влияние на СКО и МК ВОГ

3.3.2 Влияние на подстройку МК МИОС

Выводы по главе

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ КОМПЕНСАЦИИ ВЛИЯНИЯ ФИ И АИ МИОС НА ТОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОГ

4.1 Оценка сигналов серийного образца ВОГ

4.2 Экспериментальное исследование разработанных методов компенсации влияния ФИ и АИ МИОС на сигнал серийного образца ВОГ

4.2.1 Внедрение компенсации ФИ МИОС

4.2.2 Внедрение компенсации АИ МИОС

4.2.3 Одновременная компенсация ФИ и АИ МИОС

4.2.4 Оценка эффективности разработанных методов компенсации ФИ и АИ МИОС во временной области

4.2.5 Оценка эффективности разработанных методов компенсации ФИ и АИ МИОС в спектральной области

4.3 Пути развития методов компенсации ФИ и АИ МИОС

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. СПИСОК РАБОТ АВТОРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование влияния фазовых и амплитудных искажений оптического сигнала в электрооптическом модуляторе на точностные характеристики волоконно-оптического гироскопа»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Сферы применения систем навигации, управления и стабилизации объектов непрерывно расширяются, в связи с чем постоянно растут технические требования, предъявляемые к приборам систем навигации [1,2]. Инерциальная навигация осуществляется за счет определения ускорений и угловых скоростей объекта, причем угловые скорости объекта определяются с помощью гироскопических устройств. Одним из наиболее перспективных и активно исследуемых гироскопических устройств является интерферометрический волоконно-оптический гироскоп (ИВОГ, далее - ВОГ). Принцип его действия основан на эффекте Саньяка, который заключается в появлении фазового сдвига встречных световых волн во вращающемся кольцевом интерферометре [3,4]. К достоинствам ВОГ относят автономность, отсутствие подвижных деталей, малые габариты и массу, низкую потребляемую мощность, устойчивость к электромагнитным помехам, высокую чувствительность в широком диапазоне угловых скоростей, высокую степень линейности передаточной характеристики, малый дрейф нуля [5-7]. ВОГ применяют в системах наземной, морской, воздушной и космической навигации.

С целью линеаризации масштабного коэффициента ВОГ и расширения динамического диапазона ВОГ применяют схему обработки сигнала ВОГ с замкнутым контуром обратной связи, которая позволяет удерживать рабочую точку ВОГ на линейном участке интерферометрического отклика [7]. Вследствие чего ключевым звеном схемы обработки сигнала высокоточного ВОГ является схема фазовой модуляции с обратной связью [8,9]. Для обеспечения корректной работы схемы фазовой модуляции ВОГ выдвигаются серьезные требования к характеристикам фазового модулятора.

Фазовая модуляция в ВОГ с замкнутым контуром обратной связи обычно реализуется с помощью фазового электрооптического модулятора (ЭОМ) на подложке из кристалла ниобата лития (ЫКЬ03, НЛ) [6,8,10]. ЭОМ на НЛ широко используются в волоконно-оптических линиях связи и оптических датчиках

благодаря высокой эффективности линейного электрооптического эффекта (эффекта Поккельса) в кристалле НЛ [11-13]. В основе ЭОМ лежит интегрально-оптическая схема (ИОС), которая представляет собой канальные волноводы в подложке НЛ и систему электродов. Часто ИОС выполняет несколько функций помимо ЭОМ, тогда такую схему называют многофункциональной ИОС (МИОС). МИОС в ВОГ выполняет функции разветвителя оптической мощности, поляризатора и ЭОМ [14,15].

Кристалл НЛ помимо электрооптического эффекта обладает рядом других кристаллофизических эффектов: пироэлектрический [16,17], пьезоэлектрический [18,19], фоторефрактивный [20,21] и другие. Следствием перечисленных эффектов выступают нежелательные явления, ограничивающие эффективность работы МИОС [22-25]. Среди таких паразитных явлений можно выделить фазовые и амплитудные искажения оптического сигнала в МИОС [24-29].

Поскольку характеристики МИОС во многом определяют точностные характеристики ВОГ, актуальной является необходимость проведения исследований паразитных эффектов ЭОМ МИОС и методов компенсации их влияния на точностные характеристики ВОГ.

На сегодняшний день существуют различные исследования фазовых и амплитудных искажений отдельного МИОС [16-29], однако, недостаточно исследованным направлением в этой области является создание методов измерения искажений оптического сигнала в МИОС непосредственно в составе ВОГ. Необходимость создания таких методов обусловлена тем, что на паразитные эффекты МИОС во многом влияют параметры стыковки МИОС с оптическим волокном, особенности корпусирования и внешние условия, такие как температура, влажность и др., ввиду чего паразитные эффекты, измеренные в отдельном МИОС единожды, могут измениться при стыковке МИОС в оптическую схему ВОГ и при дальнейшей эксплуатации ВОГ. Создание методов измерения паразитных эффектов МИОС в составе ВОГ открывает новые пути для создания адаптивных методов компенсации искажений оптического сигнала в МИОС в составе ВОГ, исследованию которых также посвящена настоящая работа.

Ввиду того, что НИЦ световодной фотоники Университета ИТМО совместно с АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» уже более десяти лет ведется разработка волоконно-оптического гироскопа навигационного класса точности [30,31], имеется большой научный и практический задел в данной области и понимание актуальных проблем.

Целью настоящей работы является исследование фазовых и амплитудных искажений оптического сигнала в электрооптическом модуляторе в составе волоконно-оптического гироскопа и их влияния на точностные характеристики волоконно-оптического гироскопа.

Для достижения поставленной цели требуется решение ряда задач:

- провести анализ причин, источников и механизмов возникновения фазовых и амплитудных искажений оптического сигнала в электрооптическом модуляторе, а также существующих методов их измерения и подавления;

- провести комплексное исследование фазовых и амплитудных искажений оптического сигнала в электрооптическом модуляторе;

- создать методы измерения фазовых и амплитудных искажений оптического сигнала в электрооптическом модуляторе в составе волоконно-оптического гироскопа, а также методы компенсации их влияния на сигнал волоконно-оптического гироскопа;

- создать математическую модель волоконно-оптического гироскопа, позволяющую численно оценить влияние фазовых и амплитудных искажений многофункциональной интегрально-оптической схемы, выполняющей функции фазового электрооптического модулятора, на точностные характеристики волоконно-оптического гироскопа;

- провести экспериментальное исследование предложенных методов компенсации влияния фазовых и амплитудных искажений на точностные характеристики волоконно-оптического гироскопа.

Научная новизна работы заключается в том, что в ней:

1) впервые предложен метод, позволяющий производить измерение передаточной характеристики фазового электрооптического модулятора многофункциональной интегрально-оптической схемы в составе волоконно-оптического гироскопа;

2) впервые предложен метод, позволяющий производить измерение и адаптивную компенсацию амплитудных искажений оптического сигнала в многофункциональной интегрально-оптической схеме в составе волоконно-оптического гироскопа, применимый в рабочем режиме волоконно-оптического гироскопа с замкнутым контуром обратной связи;

3) впервые установлен характер зависимости передаточной характеристики электрооптического модулятора многофункциональной интегрально-оптической схемы от влажности воздуха: чем больше относительная влажность воздуха, тем больше время переходного процесса, и тем больше величина отклонения сигнала от уровня сигнала в установившемся режиме;

4) впервые предложен метод осуществления одновременной алгоритмической компенсации влияния фазовых и амплитудных искажений оптического сигнала в многофункциональной интегрально-оптической схеме на сигнал волоконно-оптического гироскопа, демонстрирующий уменьшение среднеквадратичного отклонения сигнала угловой скорости волоконно-оптического гироскопа в 2 раза в полосе сигнала от 5 до 50 Гц и уменьшение амплитуды ложных спектральных составляющих в спектре сигнала угловой скорости волоконно-оптического гироскопа в 4 раза в полосе сигнала до 50 Гц.

Практическое значение работы состоит в следующем:

1) предложенный в работе метод измерения передаточной характеристики фазового электрооптического модулятора многофункциональной интегрально-оптической схемы в составе волоконно-оптического гироскопа позволяет получать данные для расчета коэффициентов фильтра, компенсирующего фазовые искажения в измерительном тракте волоконно-оптического гироскопа в диапазоне, ограниченном собственной частотой волоконно-оптического контура;

2) предложенный метод измерения амплитудных искажений оптического сигнала в многофункциональной интегрально-оптической схеме в рабочем режиме волоконно-оптического гироскопа позволяет осуществлять адаптивную компенсацию амплитудных искажений в измерительном тракте волоконно-оптического гироскопа;

3) предложенная математическая модель волоконно-оптического гироскопа позволяет производить численную оценку влияния фазовых и амплитудных искажений оптического сигнала в многофункциональной интегрально-оптической схеме на точностные характеристики волоконно-оптического гироскопа;

4) предложенный метод одновременной алгоритмической компенсации влияния фазовых и амплитудных искажений оптического сигнала в многофункциональной интегрально-оптической схеме на сигнал волоконно-оптического гироскопа демонстрирует уменьшение среднеквадратичного отклонения сигнала угловой скорости волоконно-оптического гироскопа и уменьшение амплитуды ложных спектральных составляющих в спектре сигнала угловой скорости волоконно-оптического гироскопа.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Оригинальный метод измерения передаточной характеристики фазового электрооптического модулятора многофункциональной интегрально-оптической схемы в составе волоконно-оптического гироскопа, заключающийся в переключении постоянного уровня вспомогательной квадратурной смещающей модуляции с частотой ниже собственной частоты волоконно-оптического контура, позволяющий рассчитать передаточную функцию фильтра для компенсации фазовых искажений оптического сигнала, возникающих в многофункциональной интегрально-оптической схеме.

2. Оригинальный метод измерения и адаптивной компенсации амплитудных искажений оптического сигнала в многофункциональной интегрально-оптической схеме в составе волоконно-оптического гироскопа путем определения зависимости постоянной составляющей сигнала интерферометра Саньяка от уровня напряжения

модулирующего сигнала, применимый в рабочем режиме волоконно-оптического гироскопа с замкнутым контуром обратной связи.

3. Математическая модель волоконно-оптического гироскопа, позволяющая численно оценить влияние фазовых и амплитудных искажений оптического сигнала, возникающих в многофункциональной интегрально-оптической схеме, на точностные характеристики волоконно-оптического гироскопа.

4. Метод осуществления одновременной алгоритмической компенсации влияния фазовых и амплитудных искажений оптического сигнала, возникающих в многофункциональной интегрально-оптической схеме, на сигнал волоконно-оптического гироскопа, демонстрирующий уменьшение среднеквадратичного отклонения сигнала угловой скорости волоконно-оптического гироскопа в 2 раза в полосе сигнала от 5 до 50 Гц и уменьшение амплитуды ложных спектральных составляющих в спектре сигнала угловой скорости волоконно-оптического гироскопа в 4 раза в полосе сигнала до 50 Гц.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на I, II и III международных научно-практических конференциях «Sensorica» 2013, 2014 и 2015 года (Санкт-Петербург), на 4 и 5 международных конференциях "Saint-Petersburg OPEN" 2017 и 2018 года (Санкт-Петербург), на IX международной конференции молодых ученых и специалистов «ОПТИКА - 2015» (Санкт-Петербург), на II всероссийском научном форуме «Наука будущего — наука молодых» (Казань, 2016 г.), где представленная работа заняла 2 место в конкурсе научных работ в секции "Физика и Астрономия", на IV, V и VII всероссийских конгрессах молодых ученых (Санкт-Петербург, 2015, 2016, 2018);

В ходе конкурсного отбора для студентов, аспирантов вузов и академических институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга, в 2015, 2016 и 2018 годах были получены гранты по темам «Разработка методов повышения точности волоконно-оптического гироскопа», «Исследование и повышение точностных параметров волоконно-оптического датчика угловой скорости» и «Исследование и компенсация инерционности фазового отклика электрооптического модулятора на основе ниобата лития» соответственно.

Достоверность научных положений. При проведении математического моделирования, а также обработки экспериментальных данных использовался программный пакет MATLAB и известные математические методы обработки сигналов. Достоверность также подтверждается соответствием данных аналитического обзора, теоретических расчетов, результатов численного моделирования и экспериментальных данных, представленных в работе, обсуждениями результатов исследований на научных конференциях и публикациями основных результатов работы в рецензируемых научных журналах. Экспериментальные исследования проводились на сертифицированном измерительном и испытательном оборудовании.

Внедрение результатов. Результаты настоящего исследования используются в НИЦ световодной фотоники Университета ИТМО при выполнении совместных работы с АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» в области создания высокоточного волоконно-оптического гироскопа. Имеется акт внедрения результатов исследования в производственную деятельность АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, из них 4 публикации в изданиях, рецензируемых Web of Science или Scopus, 3 публикации в журналах из перечня ВАК, 1 патент и 7 в иных изданиях. Также, подана 1 патентная заявка, по которой получена справка о приоритете.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложена на 155 страницах машинописного текста, содержит 73 рисунка и 3 таблицы, список цитированной литературы представлен 131 наименованием.

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Интерферометрический волоконно-оптический гироскоп

Согласно различным исследованиям [32], интерферометрический волоконно-оптический гироскоп (далее - ВОГ) является передовой технологией для создания систем инерциальной навигации. К числу основных преимуществ ВОГ относят высокую чувствительность, широкий динамический диапазон, малое время готовности, отсутствие подвижных деталей конструкции [5-7,9].

1.1.1 Конфигурация ВОГ

Принцип действия ВОГ основан на эффекте Саньяка, открытом в начале двадцатого века [33,34]. Суть эффекта Саньяка состоит в том, что время распространения оптического излучения по замкнутому контуру зависит от угловой скорости вращения контура.

Таким образом, основу конструкции ВОГ составляют пассивный волоконно-оптический кольцевой интерферометр Саньяка и широкополосный источник оптического излучения. Оптическое излучение циркулирует по многовитковой волоконно-оптической катушке в направлениях по и против часовой стрелки, причем разность фаз между встречно распространяющимися оптическими волнами пропорциональна искомой угловой скорости вращения. Длина оптического волокна L, диаметр оптоволоконного контура D и центральная длина волны оптического излучения X определяют чувствительность измерения фазового сдвига Афн вследствие угловой скорости вращения О в соответствии с выражением:

2 ШЭ (1.1.1)

где: с - скорость света в вакууме [31].

Вариант взаимной конфигурации ВОГ [7,35] представлен на рисунке 1.1.1.

Волоконно-оптический контур

Электронно-измерительный блок

Рисунок 1.1.1 - Взаимная конфигурация ВОГ [35] Согласно рисунку 1.1.1 ВОГ состоит из следующих компонентов:

1) источник оптического излучения (ИОИ),

2) волоконно-оптический поляризатор,

3) волоконно-оптический Х-разветвитель,

4) волоконно-оптический Y-разветвитель,

5) фазовый модулятор,

6) волоконно-оптический контур (ВОК),

7) электронно-измерительный блок.

ИОИ должен обладать широким спектром оптического излучения (следовательно, малой длиной когерентности излучения), чтобы минимизировать влияние рэлеевского рассеяния и других побочных отражений (в том числе от мест стыковки компонентов) на полезный сигнал ВОГ [36,37]. Помимо этого, спектр ИОИ должен быть стабильным во времени [38,39]. Указанным требованиям удовлетворяют источники, построенные на суперлюминесцентных диодах (СЛД) [39,40].

Волоконно-оптический поляризатор на выходе источника излучения выполняет функцию фильтрации одной поляризационной моды, необходимой для измерений.

Волоконно-оптический Х-разветвитель обеспечивает взаимность конфигурации ВОГ [8], а также разделяет входное оптическое излучение на 2 сигнала: один из которых распространяется по ВОК и впоследствии является

Сигнал интерференции

Опорный сигнал источника

Сигнал модуляции

информационным сигналом, а другой выполняет функцию опорного сигнала, несущего информацию об интенсивности сигнала источника оптического излучения [41].

Волоконно-оптический Y-разветвитель, фазовый модулятор и ВОК формируют интерферометр Саньяка.

Волоконно-оптический Y-разветвитель необходим для разделения оптического излучения на входе в ВОК на две встречно распространяющиеся по ВОК волны, и для обеспечения интерференции оптических волн на выходе из ВОК.

Фазовый модулятор необходим для стабилизации рабочей точки интерферометра Саньяка в точке наибольшей чувствительности интерференционного отклика (в точке квадратуры) [10,42]. Фазовый модулятор может быть основан на электрооптическом, либо пьезоэлектрическом эффектах.

ВОК представляет собой смотанное в катушку оптическое волокно с сохранением поляризации, длина которого, в зависимости от требуемых точностных и массогабаритных параметров ВОГ, может варьироваться от нескольких десятков метров до нескольких километров. Для уменьшения невзаимных эффектов, в том числе вызванных изменением температуры, используется квадрупольный тип намотки [43-47].

Электронно-измерительный блок выполняет функцию приема и обработки сигналов оптической схемы ВОГ и функцию формирования сигнала модуляции. Электронно-измерительный блок как правило реализует цифровую обработку сигнала и содержит два фотоприемных устройства (ФП), два аналого-цифровых преобразователя (АЦП), оцифровывающих сигналы ФП, собственно устройство цифровой обработки сигнала, и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), формирующий сигнал модуляции.

1.1.2 Фазовая модуляция сигнала ВОГ

Интенсивность сигнала интерференции двух встречно распространяющихся в интерферометре Саньяка оптических волн зависит от разности их фаз Аф по формуле:

1 = 1^12 + 2^^8^), (1.1.2) где: 11 и 12 - интенсивности двух интерферирующих оптических волн.

Согласно выражению (112) функция интерференции имеет форму приподнятого косинуса, соответственно чувствительность интерференционного измерения в рабочей точке с нулевым фазовым сдвигом (в максимуме интерференции) - минимальна. Для обеспечения большей чувствительности интерференционного измерения, вносится дополнительная фазовая модуляция оптического излучения на ± я/2 (с потактовой сменой знака) с периодом 2т (где т -время распространения оптического излучения по ВОК), смещающая рабочую точку интерферометра поочередно на положительный и отрицательный линейные склоны косинусоидальной функции интерференции (в точки квадратуры). В литературных источниках описанный сигнал модуляции фQ называют смещающей квадратурной модуляцией [48]. В результате, на одном такте интенсивность сигнала интерференции 1+ составляет:

1+ = 11 + 12 + 2^1Лсоз № + Д(рЛ = + ¡2 2^1Лзт(Аук) ~

42 У (1.1.3)

« Ь + Ь- 2Л2Лфк.

Тогда на другом такте интенсивность сигнала интерференции 1- составляет:

1- = 11 + 12 + 2^ТЛСОБ (-^ + Афк) = ¡1 + 12 + 2^ТЛзт(Аук) ~

4 2 У (1.1.4)

~ 11 + 12 + 2Л2Аун.

Разностная интенсивность А1 на двух тактах модуляции, с учетом (1.1.3) и (1.1.4) составляет:

Ы = 1--1+~4.Щ2Афк. (1.1.5)

Таким образом, согласно выражению (1.1.5), применение смещающей квадратурной модуляции позволяет получить сигнал ВОГ, пропорциональный

разности фаз, вызванной вращением. Выражение (1.1.5) верно для разности фаз менее 0.1 рад с точностью до третьего знака после запятой, поскольку в выражении (1.1.4) принято приближенное равенство sin(А<pR) « А<рн.

С целью постоянного удержания рабочей точки интерферометра ВОГ на линейном участке интерферометрического косинуса, что способствует линеаризации масштабного коэффициента ВОГ и расширению динамического диапазона ВОГ, применяют схему обработки сигнала ВОГ с замкнутым контуром обратной связи [3, 7].

Суть схемы ВОГ с замкнутым контуром состоит в компенсации сдвига фазы Саньяка за счет обратной связи. Для этого на фазовый модулятор посредством ЦАП подается дополнительное управляющее напряжение в форме ступенчатого пилообразного сигнала <рРВ, приведенного на рисунке 1.1.2. Высота дискретного шага пилообразного сигнала А(рРВ, так называемой «ступеньки», соответствует сдвигу фазы Саньяка, если он не превышает 2п, и остатку от деления фазового сдвига Саньяка на 2п в противном случае (при больших угловых скоростях) ^13, 48]. При этом в памяти схемы обработки сигнала хранится степень кратности К, которая связана с фазовым сигналом А(рРВ, эквивалентным величине «ступеньки» пилообразного сигнала, и фазой Саньяка А<рк по формуле:

А<рк = 2пЫ + А(рРВ.

Другими словами, в случае постоянной скорости вращения, а следовательно, постоянной разности фаз Саньяка А<ря, угол наклона компенсирующего пилообразного сигнала (рРВ пропорционален разности фаз Саньяка А<рк.

Таким образом, результирующий сигнал модуляции фм формируется путем сложения сигнала смещающей квадратурной модуляции <pQ и компенсирующего пилообразного сигнала <рРВ. Нарастающий (убывающий) сигнал модуляции необходимо периодически сбрасывать ввиду ограниченного диапазона напряжений ЦАП. С этой целью производится вычитание (прибавление) напряжения, соответствующего фазовому сдвигу величиной 2п, при этом не оказывается влияние на сигнал ВОГ, ввиду периодичности сигнала интерференции.

Результирующий сигнал модуляции с вынужденными сбросами показан на рисунке 1.1.2 [8]. Режим сигнала модуляции, когда сигнал смещающей квадратурной модуляции имеет размах я/2, называют режимом «узкой пилы», а режим, когда сигнал смещающей квадратурной модуляции имеет размах 3п/2 - режимом «широкой пилы» [49].

Рисунок 1.1.2 - Сигнал модуляции ВОГ с замкнутым контуром обратной связи [8]

В силу того, что масштабный коэффициент (МК) фазового модулятора по преобразованию управляющего напряжения в фазовый сдвиг оптической волны чувствителен к внешним факторам (температура, давление, старение), помимо основного алгоритма модуляции-демодуляции, предусмотрена также вторая обратная связь, которая детектирует изменения МК модулятора и подстраивает его. Сигналом ошибки для второй обратной связи является сигнал рассогласования в отклике интерферометра во время вынужденного сброса сигнала модуляции. Ввиду периодичности сигнала интерференции, в случае если МК модулятора подобран алгоритмом верно и соответствует фазовому сдвигу величиной 2п, сигнал рассогласования во время сброса отсутствует [А1]. В случае, если используемый алгоритмом МК модулятора отличается от действительного, то сигнал рассогласования во время сброса используется для подстройки МК модулятора [А8].

В разделе 1.1 показано, что схема фазовой модуляции является ключевым звеном схемы обработки сигнала ВОГ с замкнутым контуром обратной связи. Для

обеспечения корректной работы схемы фазовой модуляции ВОГ выдвигаются серьезные требования к характеристикам фазового модулятора.

1.2 Фазовый электрооптический модулятор на основе ниобата лития

Фазовая модуляция в ВОГ с замкнутым контуром обратной связи обычно реализуется с помощью фазового электрооптического модулятора (ЭОМ) на подложке из кристалла ниобата лития (^КЫЪ03, НЛ) [11,15].

ЭОМ на НЛ широко используются в волоконно-оптических линиях связи и оптических датчиках благодаря высокой эффективности линейного электрооптического эффекта (эффекта Поккельса) в кристалле НЛ [22,50]. НЛ является анизотропным кристаллом, для которого эффекта Поккельса заключается в изменении электронной поляризуемости кристалла под действием приложенного электрического поля.

В основе ЭОМ лежит интегрально-оптическая схема (ИОС), которая представляет собой канальные волноводы в подложке НЛ и систему электродов, расположенных вокруг волновода на малом расстоянии. На рисунке 1.2.1 показан поперечный срез ЭОМ. Благодаря возможности близкого расположения электродов (обычно десятки мкм [51]) для создания необходимой напряженности электрического поля в волноводе требуется малое управляющее напряжение. Таким образом, полуволновое напряжение ип - напряжение, обеспечивающее фазовый сдвиг оптической волны на п радиан, - обычно составляет несколько единиц вольт. При подаче на электроды управляющего напряжения изменяется эффективный показатель преломления канального волновода [12,52], и соответственно, изменяется фазовый сдвиг распространяющегося по волноводу оптического излучения.

Часто ИОС выполняет сразу несколько функций помимо ЭОМ, тогда такую схему называют многофункциональной ИОС (МИОС). МИОС может выполнять функции, например, разветвителя оптической мощности и поляризатора. В качестве примера на рисунке 1.2.2 показан интегрально оптический Х-разветвитель оптической мощности [8].

Рисунок 1.2.1 - Поперечный срез Рисунок 1.2.2 - Интегрально-интегрально-оптического ЭОМ [8] оптический Х-разветвитель

оптической мощности [8]

НЛ характеризуется высоким двулучепреломлением. Так для длины волны оптического излучения 1550 нм, необыкновенный показатель преломления НЛ пе = 2.14, а обыкновенный показатель преломления п0 = 2.21 [11].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Погорелая Дарья Андреевна, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Barbour N. M. Inertial navigation sensors. - Charles Stark Draper Lab Inc Cambridge Ma, 2010.

2. Jekeli C. Inertial navigation systems with geodetic applications. - Walter de Gruyter, 2012.

3. Morrow R. B., Heckman D. W. High precision IFOG insertion into the strategic submarine navigation system // IEEE 1998 Position Location and Navigation Symposium (Cat. No. 98CH36153). - 1998. - С. 332-338.

4. Heckman D. W., Baretela L. M. Improved affordability of high precision submarine inertial navigation by insertion of rapidly developing fiber optic gyro technology // IEEE 2000. Position Location and Navigation Symposium (Cat. No. 00CH37062). - 2000. - С. 404-410.

5. Merlo S., Norgia M., Donati S. Fiber gyroscope principles. Handbook of Fibre Optic Sensing Technology. - John Wiley & Sons Ltd, 2000.

6. Bergh R., Lefevre H., Shaw H. An overview of fiber-optic gyroscopes // Journal of Lightwave Technology. - 1984. - Т. 2. - №. 2. - С. 91-107.

7. Pavlath G. A. Closed-loop fiber optic gyros // Fiber Optic Gyros: 20th Anniversary Conference. - 1996. - Т. 2837. - С. 46-61.

8. Lefevre H. C. The fiber-optic gyroscope. - Artech house, 2014.

9. Lefevre H. C. et al. High-dynamic-range fiber gyro with all-digital signal processing // Fiber Optic and Laser Sensors VIII. - 1991. - Т. 1367. - С. 72-81.

10. Chen A., Murphy E. (ed.). Broadband optical modulators: science, technology, and applications. - CRC press, 2011.

11. Кузьминов Ю.С. Электрооптический и нелинейнооптический кристалл ниобата лития. - М.: Наука, 1987.

12. Вобликов Е. Д. и др. Интегрально-оптический модулятор на основе интерферометра Маха-Цендера с асимметричной топологией волноводов // Труды МАИ. - 2011. - №. 46. - С. 22.

13. Haxha S., Rahman B. M. A., Grattan K. T. V. Bandwidth estimation for ultra-highspeed lithium niobate modulators // Applied optics. - 2003. - Т. 42. - №. 15. - С. 2674-2682.

14. Korkishko Y. N. et al. Multifunctional integrated optical chip for fiber optical gyroscope fabricated by high-temperature proton exchange // Integrated Optical Devices: Fabrication and Testing. - 2003. - Т. 4944 - С. 262-268.

15. Tripathi U. S. et al. Multifunction Integrated Optic Chip for FOG. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// www.sensorsresearchsociety.org/SENSORS2007CD/CP_21.pdf

16. Nagata H., Ichikawa J. Progress and problems in reliability of Ti: LiNbO 3 optical intensity modulators // Optical Engineering. - 1995. - Т. 34. - №. 11. - С. 32843294.

17. Nagata H. et al. DC-Voltage-induced thermal shift of bias point in LiNbO/sub 3/optical Modulators // IEEE photonics technology letters. - 2004. - Т. 16. - №. 11. - С. 2460-2462.

18. Nagata H., Kiuchi K., Sugamata T. Refractive index fluctuations in deformed Ti: LiNbO3 waveguides due to SiO2 overlayer deposition // Applied physics letters. -1993. - Т. 63. - №. 9. - С. 1176-1178.

19. Takeda K. et al. Electro-optic effect of lithium niobate in piezoelectric resonance // Journal of Applied Physics. - 2012. - Т. 112. - №. 12. - 124105.

20. Schmidt R. V., Cross P. S., Glass A. M. Optically induced crosstalk in LiNbO3 waveguide switches // Journal of Applied Physics. - 1980. - Т. 51. - №. 1. - С. 90-93.

21. Betts G. E., O'Donnell F. J., Ray K. G. Effect of annealing on photorefractive damage in titanium-indiffused LiNbO/sub 3/modulators // IEEE photonics technology letters. - 1994. - Т. 6. - №. 2. - С. 211-213.

22. Wong K. K. (ed.). Properties of lithium niobate. - IET, 2002.

23. Nagata H. DC drift failure rate estimation on 10 Gb/s X-cut lithium niobate modulators // IEEE Photonics Technology Letters. - 2000. - Т. 12. - №. 11. - С.

1477-1479.

24. Nagata H., Honda H., Akizuki K. Initial bias dependency in dc drift of z-cut LiNbO3 optical intensity modulators // Opt. Eng. - 2000. - Т. 39. - №. 4. - С. 1103-1105.

25. Sathian J., Jaatinen E. Reducing residual amplitude modulation in electro-optic phase modulators by erasing photorefractive scatter // Optics express. - 2013. - Т. 21. - №. 10. - С. 12309-12317.

26. Wang W., Wang J. Study of modulation phase drift in an interferometric fiber optic gyroscope // Optical Engineering. - 2010. - Т. 49. - №. 11(114401). - С. 1-5.

27. Salvestrini J. P. et al. Analysis and Control of the DC Drift in LiNbO3-Based Mach-Zehnder Modulators // Journal of lightwave technology. - 2011. - Т. 29. -№. 10. - С. 1522-1534.

28. Yamada S., Minakata M. DC drift phenomena in LiNbO3 optical waveguide devices // Japanese Journal of Applied Physics. - 1981. - Т. 20. - №. 4. - С. 733.

29. Becker R. A. Circuit effect in LiNbO 3 channel-waveguide modulators // Optics letters. - 1985. - Т. 10. - №. 8. - С. 417-419.

30. Dranitsyna E. V. et al. Reducing the effect of temperature variations on FOG output signal // Gyroscopy and Navigation. - 2013. - Т. 4. - №. 2. - С. 92-98.

31. Peshekhonov V. G. Gyroscopic navigation systems: Current status and prospects // Gyroscopy and Navigation. - 2011. - Т. 2. - №. 3. - С. 111.

32. Napolitano F. Fiber-optic gyroscopes key technological advantages [Электронный ресурс]. - 2010. - Режим доступа: http:// www.ixblue.com/m/publication/fog-key-advantages.pdf

33. Anderson R., Bilger H. R., Stedman G. E. "Sagnac" effect: A century of Earth-rotated interferometers // American Journal of Physics. - 1994. - Т. 62. - №. 11. -С. 975-985.

34. Arditty H. J., Lefevre H. C. Sagnac effect in fiber gyroscopes // Optics letters. -1981. - Т. 6. - №. 8. - С. 401-403.

35. Рупасов А.В. Исследование метода локального температурного воздействия и его применение для компенсации дрейфа волоконно-оптического

гироскопа : дис. ... канд. техн. наук : 05.11.01 / Рупасов Андрей Викторович. - СПб., 2014. - 135 с.

36. Fesler K. A. et al. Behavior of broadband fiber sources in a fiber gyroscope // Fiber Laser Sources and Amplifiers. - 1990. - Т. 1171. - С. 346-353.

37. Wang W., Wang X., Xia J. The influence of Er-doped fiber source under irradiation on fiber optic gyro // Optical Fiber Technology. - 2012. - Т. 18. - №. 1. - С. 3943.

38. Gaiffe T. P. et al. Wavelength stabilization of an erbium-doped fiber source with a fiber Bragg grating for high-accuracy FOG // Fiber Optic Gyros: 20th Anniversary Conference. - 1996. - Т. 2837. - С. 375-381.

39. Zatta P. Z., Hall D. C. Ultra-high-stability two-stage superfluorescent fibre sources for fibre optic gyroscopes // Electronics letters. - 2002. - Т. 38. - №. 9. - С. 406408.

40. Petrov A. B. et al. Broadband superluminescent erbium source with multiwave pumping // Optics Communications. - 2018. - Т. 413. - С. 304-309.

41. Алейник А. С. и др. Компенсация избыточного шума в волоконно-оптическом гироскопе // Гироскопия и навигация. - 2016. - Т. 24. - №. 2. - С. 20-32.

42. Kissa K., Hall A. T. Electro-optic device : пат. 8774565 США. -2014.

43. Kim C. G. et al. Apparatus and method of winding optical fiber sensor coil for fiber optic gyroscope : пат. 7090162 США. - 2006.

44. Ivancevic M. Quadrupole-wound fiber optic sensing coil and method of manufacture thereof : пат. 4856900 США. - 1989.

45. Torney E. M. Method of manufacture of quadrupole-wound fiber optic sensing coil : пат. 5351900 США. - 1994.

46. Мешковский И.К. и др. Качество намотки чувствительного элемента волоконно-оптического // Приборостроение. - №54. - Выпуск 7. - 2011. - c. 76-79.

47. Киселев С.С. и др. Дефекты намотки оптического волокна при изготовлении чувствительного элемента волоконно-оптического интерферометра // Изв.

ВУЗов. Приборостроение. - №53. - Выпуск 2. - Санкт-Петербург, 2010. - С. 47-51.

48. Spammer S. J., Swart P. L. A quadrature phase tracker for open-loop fiber-optic gyroscopes // IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Fundamental Theory and Applications. - 1993. - Т. 40. - №. 2. - С. 86-91.

49. Korkishko Y. N. et al. Navigation-Grade Interferometric Fiber Optical Gyroscope // Proc. 14th St. Petersburg Int. Conf. on Integrated Navigation Systems. - 2007. -С. 141-150.

50. Wooten E. L. et al. A review of lithium niobate modulators for fiber-optic communications systems // IEEE Journal of selected topics in Quantum Electronics. - 2000. - Т. 6. - №. 1. - С. 69-82.

51. Ner M. S., Kemmler M. W., Spahlinger G. Lithium niobate-based integrated optic chip utilizing digital electrode layout for use in a miniature fiber optic rate sensor // Fiber Optic Gyros: 20th Anniversary Conference. - 1996. - Т. 2837. - С. 335345.

52. Курбатов А.М. Способ изготовления волноводов интегрально-оптической схемы волоконно-оптического гироскопа : пат. 2176803 РФ. - 2001.

53. Becker R. A. Comparison of guided-wave interferometric modulators fabricated on LiNbO3 via Ti indiffusion and proton exchange // Applied Physics Letters. - 1983.

- Т. 43. - №. 2. - С. 131-133.

54. Ranganath T., Wang S. Ti-diffused LiNbO 3 branched-waveguide modulators: Performance and design // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1977. - Т. 13.

- №. 4. - С. 290-295.

55. Ильичев И. В., Тогузов Н. В., Шамрай А. В. Оптимальная конфигурация пленочного интегрально-оптического поляризатора на подложках ниобата лития // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки. - 2009. - Т. 3. - №. 83. - С. 103-107.

56. Bortz M. L., Fejer M. M. Annealed proton-exchanged LiNbO3 waveguides // Optics letters. - 1991. - Т. 16. - №. 23. - С. 1844-1846.

57. Clark D. F. et al. Characterization of proton-exchange slab optical waveguides in z-cut LiNbO3 // Journal of applied physics. - 1983. - Т. 54. - №. 11. - С. 62186220.

58. Sun F. et al. Study on the Drift of Modulated Phase in Interference Fiber Optic Gyroscope // JCP. - 2010. - Т. 5. - №. 3. - С. 394-400.

59. Nagata H. et al. DC drift of X-cut LiNbO/sub 3/modulators // IEEE Photonics Technology Letters. - 2004. - Т. 16. - №. 10. - С. 2233-2235.

60. Ponomarev R. S. et al. Short-term DC-drift in integrated optical Mach-Zehnder interferometer // Optical Technologies for Telecommunications 2011. - 2012. - №2. 8410(841008). - С. 1-6.

61. Hollinger W. P., Kovacs R. A. Tuned integrated optic modulator on a fiber optic gyroscope : пат. 5504580 США. - 1996.

62. Вахрамеев Е. И. и др. Тепловой дрейф волоконного оптического гироскопа // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2011. - Т. 54. - №2. 1. - С. 32-37.

63. Weis R. S., Gaylord T. K. Lithium niobate: summary of physical properties and crystal structure // Applied Physics A. - 1985. - Т. 37. - №. 4. - С. 191-203.

64. Skeath P. et al. Novel electrostatic mechanism in the thermal instability of z-cut LiNbO3 interferometers // Applied physics letters. - 1986. - Т. 49. - №. 19. - С. 1221-1223.

65. Seino M. et al. A low DC-drift Ti: LiNbO3 modulator assured over 15 years // Optical Fiber Communication Conference. - 1992. - С. 325-328.

66. Shafer K. W. et al. Integrated optics chip with reduced thermal errors due to pyroelectric effects : пат. 6044184 США. - 2000.

67. Яворский Б. М., Пинский А. А. Основы физики. Том 2. - М.: Физматлит, 2003.

68. Furukawa Y. et al. Optical damage resistance and crystal quality of LiNbO3 single crystals with various [Li]/[Nb] ratios // Journal of Applied Physics. - 1992. - Т. 72. - №. 8. - С. 3250-3254.

69. Furukawa Y. et al. Photorefraction in LiNbO 3 as a function of [Li]/[Nb] and MgO concentrations // Applied Physics Letters. - 2000. - Т. 77. - №. 16. - С. 24942496.

70. Ashkin A., Boyd G.D., Dzedzik J.M. et al. Optically-induced refractive index inhomogenities in LiNbO3 and LiTaO3 // Appl. Phys. Letters. - 1996. - Т. 9. -№. 1. - С. 72-74.

71. Сидоров Н.В. и др. Ниобат лития: дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны. - М.: Наука, 2003.

72. Крук А. А. Структурный беспорядок и оптические процессы в кристаллах ниобата лития с низким эффектом фоторефракции: дис. ... канд. физ.-мат. наук : 01.04.07 / Крук Александр Александрович. - Апатиты, 2015. - 170 с.

73. Becker R. A. "Thermal fixing" of Ti-indiffused LiNbO3 channel waveguides for reduced photorefractive susceptibility // Applied Physics Letters. - 1984. - Т. 45. - №. 2. - С. 121-123.

74. Twu R. C., Chu Y. F. Measurements of photorefractive birefringence on the different propagation directions in electro-optic crystals // Measurement. - 2018. -Т. 121. - С. 1-5.

75. Volk T. et al. Optical-damage-resistant impurities (Mg, Zn, In, Sc) in lithium niobate // Ferroelectrics. - 1996. - Т. 183. - №. 1. - С. 291-300.

76. Волк Т.Р. и др. Нефоторефрактивные примеси в ниобате лития: магний и цинк // Квантовая электроника. - 1990. - Т.17. - С. 262-268.

77. Bryan D. A. et al. Magnesium-doped lithium niobate for higher optical power applications // Optical Engineering. - 1985. - Т. 24. - №. 1(241138). - С. 1-5.

78. Волк Т. Р., Рубинина Н. М. Нефоторефрактивные примеси в ниобате лития: магний и цинк // Физика тв. тела. - 1991. - Т. 33. - №. 4. - С. 1-10.

79. Nagata N. Long-term DC drift in x-cut LiNbO/sub 3/modulators without oxide buffer layer // IEE Proceedings-Optoelectronics. - 2000. - Т. 147. - №. 5. - С.350-354.

80. Thapliya R., Nakamura S., Kikuchi T. Investigation of drift in electro-optic polymer waveguides // Applied Physics Letters. - 2008. - №. 93(193309). - С. 13.

81. Nagata H. et al. Process control for a SiO2 buffer layer of LiNbO3 modulators to obtain reduced dc drift performance // Optical Engineering-Bellingham. - 1997. -Т. 36. - №. 12. - С. 3478-3480.

82. Mitsugi N., Kiuchi K., Nagata H. Activation Energy for Dc-drift in X-cut LiNbO 3 Optical Intensity Modulators // Applied optics. - 1998. - Т. 37. - №. 34. - С. 8147-8146.

83. Sanna S., Schmidt W. G. LiNbO3 surfaces from a microscopic perspective // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2017. - Т. 29. - №. 41 (413001). - С. 149.

84. Schwesig J. R. M. L. Interaction of light with impurities in lithium niobate crystals.

- Rheinischen Friedrich-Wilhelms-University, 2011.

85. Moody J., Morris R. Hermetically packaged LiNbO3 optical circuit with oxidizing fill gas : пат. 8070368 США. - 2011.

86. Maeda M., Suzuki I., Sakiyama K. Humidity dependence of surface resistances of LiNbO3 and LiTaO3 single crystals // Japanese journal of applied physics. - 1992.

- Т. 31. - №. 9S. - С. 3229.

87. Nassr A. A., Ahmed W. H., El-Dakhakhni W. W. Coplanar capacitance sensors for detecting water intrusion in composite structures // Measurement science and technology. - 2008. - Т. 19. - №. 7(075702). - С. 1-7.

88. Smith R. G. et al. Correlation of Reduction in Optically Induced Refractive-Index Inhomogeneity with OH Content in LiTaO3 and LiNbO3 // Journal of Applied Physics. - 1968. - Т. 39. - №. 10. - С. 4600-4602.

89. Kovacs L. et al. Infrared absorption study of the OH vibrational band in LiNbO3 crystals // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 1991. - Т. 52. - №. 6. -С. 797-803.

90. Kovacs L., Szalay V., Capelletti R. Stoichiometry dependence of the OH-absorption band in LiNbO3 crystals // Solid state communications. - 1984. - Т. 52.

- №. 12. - С. 1029-1031.

91. Herrington J. R. et al. An optical study of the stretching absorption band near 3 microns from OH-defects in LiNbO3 // Solid State Communications. - 1973. - Т. 12. - №. 5. - С. 351-354.

92. Förster A., Kapphan S., Wöhlecke M. Overtone spectroscopy of the OH and OD stretch modes in LiNbO3 // physica status solidi (b). - 1987. - Т. 143. - №. 2. - С. 755-764.

93. Birnie D. P. Hydrogen defects and optical damage in LiNbO3 // Ceramics and Inorganic Crystals for Optics, Electro-Optics, and Nonlinear Conversion. - 1989.

- Т. 968. - С. 81-88.

94. Bollmann W., Stöhr H. J. Incorporation and mobility of OH-ions in LiNbO3 crystals // physica status solidi (a). - 1977. - Т. 39. - №. 2. - С. 477-484.

95. Nagata H. et al. Possibility of dc drift reduction of Ti: LiNbO3 modulators via dry O2 annealing process // Applied physics letters. - 1994. - Т. 64. - №. 10. - С. 1180-1182.

96. Korotky S. K., Veselka J. J. An RC network analysis of long term Ti: LiNbO/sub 3/bias stability // Journal of lightwave technology. - 1996. - Т. 14. - №. 12. - С. 2687-2697.

97. Kaminow I., Li T. (ed.). Optical fiber telecommunications IV-B: systems and impairments. Т. 2. - Elsevier, 2002.

98. Christou A. Electromigration and electronic device degradation. - Wiley-Interscience, 1994.

99. Chen X. et al. Adherent all-gold electrode structure for lithium niobate based devices and the method of fabrication : пат. 6867134 США. - 2005.

100. Chen X. Electrode structure including encapsulated adhesion layer : пат. 10261877 США. - 2003.

101. Mansingh A., Dhar A. The AC conductivity and dielectric constant of lithium niobate single crystals // Journal of Physics D: Applied Physics. - 1985. - Т. 18. -№. 10. - С. 2059.

102. Nagata H., Kiuchi K. Temperature dependence of dc drift of Ti: LiNbO3 optical modulators with sputter deposited SiO2 buffer layer // Journal of applied physics. - 1993. - Т. 73. - №. 9. - С. 4162-4164.

103. Yi X., Wen X. Y-Integrated optic chip (Y-IOC) applied in fiber optic gyro // Advanced Laser Technologies 2005. - 2006. - №.6344(63440U). - С. 1-7.

104. Chong K. H., Choi W. S., Chong K. T. Analysis of dead zone sources in a closed-loop fiber optic gyroscope // Applied optics. - 2016. - Т. 55. - №. 1. - С. 165-170.

105. Greening T. C., Khatri S. H., Newlin M. P. Minimal bias switching for fiber optic gyroscopes : пат. 7336364 США. - 2008.

106. Jones C. D. W., Wilk G. D. Non-hermetic packaging for lithium niobate-based devices : пат. 6560377 США. - 2003.

107. Hendry L. M. et al. Environmentally stable electro-optic device and method for making same : пат. 7228046 США. - 2007.

108. Уразаев В. Влагозащитные полимерные покрытия: какие бывают // Технологии в электронной промышленности. - 2005. - №. 5. - С. 52-55.

109. Ward P. A. et al. Determining and compensating for modulator dynamics in interferometric fiber-optic gyroscopes : пат. 7872758 США. - 2011.

110. Spahlinger G., Deppe-Reibold O. Suppression of lock-in effect due to a MIOC frequency response in a fiber-optic Sagnac interferometer : пат. 9518825 США. -2016.

111. Sanders S. J. et al. Systems and methods for environmentally insensitive highperformance fiber-optic gyroscopes : пат. 8717575 США. - 2014.

112. Wang D., Sheng F. Residuary intensity modulation of the phase modulator in IFOG and its measurement // Opto-Electronic Engineering. - 2007. - Т. 34. - С. 26-29.

113. C. Ishibashi, J. Ye, and J. L. Hall, Analysis/reduction of residual amplitude modulation in phase/frequency modulation by an EOM // Quantum Electronics and

Laser science Conference, Conference, ed. (Long Beach, California, USA). -2002. - C. 91-92.

114. Li L. et al. Measurement and control of residual amplitude modulation in optical phase modulation // Review of Scientific Instruments. - 2012. - Т. 83. - №. 4 (043111). - С. 1-10.

115. Whittaker E. A., Gehrtz M., Bjorklund G. C. Residual amplitude modulation in laser electro-optic phase modulation // JOSA B. - 1985. - Т. 2. - №. 8. - С. 13201326.

116. Wong N. C., Hall J. L. Servo control of amplitude modulation in frequency-modulation spectroscopy: demonstration of shot-noise-limited detection // JOSA B. - 1985. - Т. 2. - №. 9. - С. 1527-1533.

117. Смоловик М.А. Исследование нелинейности отклика электрооптического фазового модулятора на основе LiNbO3 с целью повышения точности волоконно-оптических датчиков: дис. ... канд. техн. наук : 05.11.01 / Смоловик Михаил Андреевич. - СПб., 2016. - 198 с.

118. Zongfu H. Effects of Residual Intensity Modulation of Y-Waveguide Modulator on Interferometric Fiber Optic Gyroscope and Elimination Method [J] // Chinese Journal of Lasers. - 2008. - Т. 12. - С. 1924 - 1929.

119. Курбатов А.М. Способ низкочастотной фазовой модуляции для стабилизации масштабного коэффициента волоконно-оптического гироскопа : пат. 2343417 РФ. - 2009.

120. Андреев А.Г., Ермаков В.С., Курбатов А.М. Способ стабилизации масштабного коэффициента волоконно-оптического гироскопа : пат. 2234680 РФ. - 2004.

121. Кикилич Н. Е. Стабилизация параметров оптического излучения суперлюминесцентного волоконного источника для применения в волоконно-оптическом гироскопе : дис. ... канд. техн. наук : 01.04.05 / Кикилич Никита Евгеньевич. - СПб., 2018. - 138 с.

122. Пономарев Р. С. Структурная модель дрейфовых явлений в интегрально-оптических схемах на основе HXLi1-XNbO3 канальных волноводов : дис. ...

канд. техн. наук : 01.04.07 / Пономарев Роман Сергеевич. - Пермь., 2014. -148 с.

123. Шарков И. А. Исследование и пути компенсации тепловых воздействий на сигнал волоконно-оптического гироскопа : дис. ... канд. техн. наук : 05.11.01 / Шарков Илья Александрович. - СПб., 2013. - 112 с.

124. Rahman B. M. A. et al. Design optimization of polymer electrooptic modulators // Journal of lightwave technology. - 2006. - Т. 24. - №. 9. - С. 3506.

125. Shynk J. J. Adaptive IIR filtering // IEEE Assp Magazine. - 1989. - Т. 6. - №. 2. - С. 4-21.

126. Матренин П. В., Секаев В. Г. Системное описание алгоритмов роевого интеллекта // Программная инженерия. - 2013. - №. 12. - С. 39-45.

127. Волковский С.А. Создание и исследование алгоритмических методов повышения точностных и эксплуатационных характеристик волоконно-оптического гироскопа : дис. ... канд. техн. наук : 05.11.01 / Волковский Сергей Александрович. - СПб., 2016. - 147 с.

128. Алейник А.С. Исследование и повышение точностных параметров волоконно-оптических гироскопов : дис. ... канд. техн. наук : 05.11.01 / Алейник Артем Сергеевич. - СПб., 2012. - 131 с.

129. Deppe O. et al. MEMS and FOG technologies for tactical and navigation grade inertial sensors - recent improvements and comparison // Sensors. - 2017. - Т. 17(3). - №. 567. - С. 1-22.

130. Format Guide and Test Procedure for Single-Axis Interferometric Fiber Optic Gyros // IEEE Standard Specification 952. - 1997.

131. Guattari F. et al. Touching the limit of FOG angular random walk: Challenges and applications // 2016 DGON Intertial Sensors and Systems (ISS). - 2016. - С. 1-13.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. СПИСОК РАБОТ АВТОРА

Из перечня ВАК:

А1. Мирошниченко Г.П., Дейнека И.Г., Погорелая Д.А., Шуклин Ф.А., Смоловик М.А. Способ измерения фазы интерферометрического сигнала // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. -2013. - №. 6(88). - С. 61-67.

А2. Мехреньгин М.В., Киреенков А.Ю., Погорелая Д.А., Плотников М.Ю., Шуклин Ф.А. Компенсация температурной зависимости выходного сигнала в схеме гомодинного приема сигнала фазовых волоконно-оптических датчиков // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2015. - Т. 15. - №. 2(96). - С. 227-233

А3. Волковский С.А., Алейник А.С., Никитенко А.Н., Смоловик М.А., Погорелая Д.А. Метод оценки паразитных эффектов электрооптического модулятора в волоконно-оптическом гироскопе // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2016. - Т. 16. - №. 5(105). - С. 780-786.

В изданиях, рецензируемых Web of Science или Scopus:

А4. Pogorelaya D.A., Smolovik M.A., Strigalev V.E., Aleynik A.S., Deyneka I.G. An investigation of the influence of residual amplitude modulation in phase electro-optic modulator on the signal of fiber-optic gyroscope // Journal of Physics: Conference Series. - 2016. - Т. 735. - №. 1(012040). - С. 1-5.

А5. Pogorelaya D.A., Smolovik M.A., Volkovskiy S.A., Mikheev M.A., Aleynik A.S., Strigalev V.E. Adjustment of PID controller in fiber-optic gyro feedback loop // Gyroscopy and Navigation. - 2017. - Т. 8. - №. 3. - C. 235-239.

А6. Pogorelaya D.A., Smolovik M.A., Aksarin S.M., Strigalev V.E., Shulepov V.A., Muhtubaev A.B. The study of response of electro-optic phase modulator based on LiNbO3 with the aim of improving the accuracy of fiberoptic gyroscope // Journal of Physics: Conference Series. - 2017. - Т. 917. - №. 7(072002). - С. 1-4.

A7. Smolovik M.A., Pogorelaya D.A., Vlasov A.A., Aleynik A.S., Strigalev V.E. The study of mechanical resonances of the phase electro-optic modulator based on LiNbO3 for noise reduction of fiber-optic gyroscope // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - Т. 1124. - №. 6(061002) . - С. 1-4.

Изобретения:

A8. Дейнека И.Г., Алейник А.С., Погорелая Д.А., Стригалев В.Е. Способ измерения сигнала волоконно-оптического интерферометрического фазового датчика : пат. 2548574 РФ. - 2015.

Другие публикации:

А9. Дейнека И.Г., Мехреньгин М.В., Смоловик М.А., Погорелая Д.А., Никитенко А.Н., Волковский С.А. Цифровые методы стабилизации фазового отклика волоконно-оптического гироскопа в условиях изменяющейся температуры // Сборник трудов международной научно-практической конференции «Sensorica - 2013». - 2013. - С. 82-83.

A10. Погорелая Д.А., Смоловик М.А., Лавров В.С., Шуклин Ф.А., Волковский С.А., Дейнека И.Г. Псевдогетеродинная демодуляция сигнала фазовых волоконно-оптических интерферометрических датчиков // Сборник трудов II Международной научно-практической конференции «Sensorica - 2014». -2014. - С. 77-78.

A11. Погорелая Д.А., Алейник А.С., Смоловик М.А., Дейнека И.Г., Козлов В.Н., Михеев М.В. Исследование влияния нелинейности передаточной характеристики фазового электрооптического модулятора на сигнал волоконно-оптического гироскопа // Сборник трудов III Международной научно-практической конференции «Sensorica - 2015». - 2015. - С. 111-112.

A12. Погорелая Д.А. Исследование влияния паразитной амплитудной модуляции фазового модулятора на сигнал волоконно-оптического гироскопа // Аннотированный сборник научно-исследовательских выпускных квалификационных работ магистров Университета ИТМО 2015 - 2015. - С. 124-128.

А13. Погорелая Д.А. Разработка метода повышения точности волоконно-оптического датчика угловой скорости // Сборник тезисов участников форума «Наука будущего - наука молодых». - Казань, 2016. - Т. 2. - С. 350353.

А14. Погорелая Д.А., Алейник А.С., Смоловик М.А. Исследование влияния нелинейных эффектов фазового электрооптического модулятора на выходной сигнал волоконно-оптического гироскопа // Сборник тезисов докладов V Всероссийского конгресса молодых ученых. Электронное издание [Электронный ресурс]. - СПб: Университет ИТМО, 2016. - Режим доступа: http://old.kmu.itmo.ru/collections_article/2610/metod_nastroyki_pid-regulyatora_v_cepi_obratnoy_svyazi_volokonno-opticheskogo_giroskopa.htm

А15. Погорелая Д.А., Смоловик М.А., Стригалев В.Е. Исследование переходной характеристики фазового электрооптического модулятора на основе ниобата лития // Сборник тезисов докладов VII Всероссийского конгресса молодых ученых. Электронное издание [Электронный ресурс]. - СПб: Университет ИТМО, 2018. - Режим доступа:

http://old.kmu.itmo.ru/collections_article/7871/issledovanie_perehodnoy_harakte ristiki_fazovogo_elektroopticheskogo_modulyatora_na_osnove_niobata_litiya.ht m