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光纤陀螺用掺铒光纤光源的关键技术研究的综述报告
光纤陀螺是一种利用相对运动感知旋转角速度的角速率传感器，其基本原理是依据Sagnac效应，利用光的波相互干涉的原理，测量通过光纤的光线在旋转系统参考系发生的特殊干涉效应，来确定旋转系统的旋转状态和转速。在光纤陀螺中，光源是光纤陀螺的关键部件，接下来将会重点介绍光纤陀螺中掺铒光纤光源的关键技术。
掺铒光纤光源具有发光效率高、频率稳定、寿命长等优点，因此被广泛应用于光纤陀螺等传感器中。通常，将铒离子同时掺入石英玻璃基质中，通过激活铒离子电子，使其从基态跃迁到激发态，再经过非辐射过程，使其回到基态时放出能量，从而发射出634nm的红光。
掺铒光纤光源最重要的性能就是光纤发射光的频率稳定性。因为光纤陀螺测量的是转角速率，所以极其依赖光源的稳定性。在实际应用中，频率稳定性受到的影响因素非常多，主要包括环境温度、光纤长度、光纤的曲度、振动等因素。因此，为了提高掺铒光纤光源的频率稳定性，在设计和制造过程中需要进行多方面的考虑。例如，为了减小光纤长度对频率稳定的影响，可以采用双向传输方式，抵消两个光纤长度的影响；为了降低环境温度对频率稳定的影响，可以采用恒温加热器或恒温恒湿箱等措施，保持光纤稳定。
另外，对于掺铒光纤光源的增益控制也是非常关键的。增益控制主要是通过控制泵浦光的功率大小来实现的。因为掺铒光纤的闵可夫斯基能量传递过程是一个复杂的非线性过程，所以必须针对不同的光纤类型、长度等参数进行精确的控制。在增益控制方面，通常采用反馈控制、半主动控制或自适应控制等方法。
此外，在光路设计方面也需要采取恰当的措施来提高掺铒光纤光源的性能。例如，采用双向光路的设计，可以简化光源的设计，并且能够抵消光纤长度和环境温度等因素的影响，并大大提高光源的稳定性。在光路中，通常采用光栅耦合和整体耦合两种方式进行光纤耦合，可以降低光损耗和提高光源的性能。
综上所述，掺铒光纤光源是光纤陀螺中的关键技术之一。如何提高掺铒光纤光源的频率稳定性和增益控制能力，是当前掺铒光纤光源设计和制造的研究热点。通过采取合适的设计和制造措施，可以提高掺铒光纤光源的发射效率、降低光源的噪声和提高光源的稳定性，从而提高光纤陀螺的测量精度和可靠性。