Feasibility of giant fiber-optic gyroscopes
Stephan Schiller
长距离地下光纤链路的可用性开辟了实现包含非常大区域的干涉式光纤陀螺仪的前景。讨论了潜在的灵敏度、干扰因素和克服方法。
The availability of long-distance, underground fiber-optic links opens a perspective of implementing interferometric fiber-optic gyroscopes embracing very large areas. We discuss the potential sensitivity, some disturbances and approaches to overcome them.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
A Large Area Fiber Optic Gyroscope on multiplexed fiber network
我们描述了一种基于Sagnac效应的光纤陀螺仪，该光纤陀螺仪是在多路复用通信光纤网络上实现的。我们的环路包围了20平方公里的区域，并与互联网数据流量共存。这种Sagnac干涉仪的灵敏度约为1 e-8（rad/s）/sqrt（Hz），因此接近环形激光陀螺，而无需使用窄线宽激光器或复杂的光学系统。所提出的陀螺仪对地震应用足够灵敏，为这种光纤传感器开辟了新的可能性
Nonlinear fiber gyroscope for quantum metrology
我们研究了非线性光纤陀螺的性能，以改进信号检测，超越其线性对应物的量子极限。当非线性陀螺仪被实际场态（例如相干态和正交压缩态）照射时，检查了其性能。这是比较的情况下，更理想的探针，如光子数状态。
Rotation measurements using a a resonant fiber optic gyroscope based on Kagome fiber
我们建立了一个基于可果美空芯光纤的谐振式光纤陀螺。基于18米长的可果美光纤的半体腔结构允许实现腔精细度为23，谐振线宽为700 kHz。一个优化的Pound-Drever-Hall伺服锁定方案被用来探测反射腔。陀螺仪的闭环操作允许在0.5 s的积分时间内达到小至0.004 $^\circ/\sqrt{\mathrm{h}}$的角度随机游走和0.45 $^\circ$ /h的偏置稳定性。
Quantum-Enhanced Fiber-Optic Gyroscopes Using Quadrature Squeezing and Continuous Variable Entanglement
我们分析了光纤陀螺仪的设计增强注入量子光学压缩真空到基于光纤的Sagnac干涉仪。在光纤损耗的存在下，我们计算的最大可达到的增强超过一个经典的，激光驱动的光纤陀螺仪的角速度估计方差从零差测量。我们发现一个恒定的增强因子，这取决于引入系统的压缩程度，但超过$10$ - $15$ dB的压缩收益递减。在固定的总光纤长度的现实约束下，我们表明，分割成多个Sagnac干涉仪馈与多模纠缠压缩真空，从而建立跨单个干涉仪的量子纠缠，提高了旋转估计方差的一个因素的$e\approx2.718$。
Simultaneous Suppression of Thermal Phase Noise and Relative Intensity Noise in a Fiber Optic Gyroscope
热相位噪声和相对强度噪声是制约超长光纤陀螺短期灵敏度的主要因素。增加相位调制频率会降低热相位噪声，但不会降低相对强度噪声，因为它表现为白噪声。在这里，我们建议和实验证明，角随机游走可以有效地减少通过抑制相对强度噪声的调制频率和三阶谐波使用直接反馈到超辐射发光二极管的驱动电流。我们的同时抑制热相位噪声和相对强度噪声产生的角度随机游走的$15\,μ\mathrm{deg}/\sqrt{\mathrm{h}}$和$33\,μ\mathrm{deg}/\mathrm{h}$的偏置不稳定性使用的光纤线圈长度为$5\,$公里和有效面积为$280\,\mathrm{m^2}$的测量时间为40小时。
A Simple and Compact Passive Resonant Fiber Optic Gyroscope by Using Non-Reciprocal Polarization Techniques
本研究提出一种集成非互易偏振相关相移器的无源宽带谐振式光纤陀螺NRPPS-RFOG，无需有源调制解调，可实现高灵敏度角旋转测量，还能扩展测量范围，为导航级低成本高精度陀螺提供实用方案。
A Simple and Novel Passive Double-Sensitivity Optical Gyroscope Based on Non-Reciprocal Polarization Techniques
本文提出一种基于非互易偏振技术的全无源双灵敏度光纤陀螺仪架构，通过双正交检测实现无源相位偏置和噪声抑制，仿真显示角度随机游走性能较传统方案提升高达50倍。
Phase Biasing System for Optical Gyroscope Using Passive Non-Reciprocal Polarization Techniques
提出一种基于无源非互易偏振移相器的干涉式光纤陀螺仪，首次实现双正交点无源偏置，消除有源调制，ARW值降低达40倍，提升灵敏度与长期稳定性。
Navigation-grade interferometric air-core antiresonant fibre optic gyroscope with enhanced thermal stability
本研究提出一种基于四管截断双嵌套反谐振无节点光纤（tDNANF）的导航级干涉型空芯光纤陀螺仪，首次实现0.0038 deg h-1/2的角随机游走和0.0014 deg h-1的零偏稳定性，并显著降低了热敏感性，为高精度惯性导航应用迈出重要一步。
Fast-light Enhanced Brillouin Laser Based Active Fiber Optics Sensor for Simultaneous Measurement of Rotation and Acceleration
我们已经开发了一种主动快光光纤传感器（AFLIFOS）的概念设计，它可以同时或单独作为陀螺仪（差模效应）和加速度，应变和其他共模效应的传感器。两个布里渊激光器在相反的方向和分离的频率由几个自由光谱范围用于该传感器。通过将两个辅助腔耦合到光纤主腔，我们产生了两种激光模式的超光速效应。本文建立了AFLIFOS优化设计的详细理论模型，并证明了在优化条件下，当主光纤谐振腔周长的有效变化为0.1nm，对应于半径为1 m的环形谐振腔的旋转速率为0.4度/秒时，两种布里渊激光器的灵敏度增强因子分别为$\sim{187}$和$\sim{-187}$。通过调整参数，如周长和耦合系数，有可能获得更高的增强。
Ultralow shot noise limited giant passive resonant gyroscope for Earth rotation measurement
本文展示了一个64平方米的巨型无源谐振陀螺仪HUST-2，通过抑制技术噪声实现了3×10^{-11} (rad/s)/√Hz的旋转分辨率，首次将PRG性能提升至与大型环形激光陀螺仪相当的水平，并指出接近散粒噪声极限可进一步提高两个数量级。
Fiber optics in curved space-times
针对现有弯曲光纤理论模型的局限性，本文提出全面微扰方案求解任意弯曲阶跃折射率光纤在一般稳态时空中的电磁模式，推导出包含引力红移等多种效应的传输方程，为引力相关光纤实验提供更普适的理论基础。
Fiber-diffraction Interferometer using Coherent Fiber Optic Taper
我们提出了一个光纤衍射干涉仪使用的相干光纤光锥的光学测试在一个不可控的环境。我们使用相干光纤锥和具有热膨胀芯的单模光纤。来自测试目标的部分测量波通过光纤锥被会聚，并从单模光纤中被空间滤波为参考波。目标和干涉仪探头之间的腔体的振动对于参考波和测量波是共同的，因此干涉条纹以光学方式稳定。即使目标移动，参考波的产生也是稳定的。输入测量波的焦点偏移由相干光纤锥减敏。
A Novel Method to Eliminate the Symmetry Dependence of Fiber Coils for Shupe Mitigation
本文提出一种无需依赖光纤线圈绕制对称性即可抑制 Shupe 效应的新方法，在不破坏最简单 IFOG 方案的前提下，将任意温度变化速率下的速率误差降至约 ±0.05°/h。
Enabling a multifunctional telecommunications fiber optic network: Ultrastable optical frequency transfer and attosecond timing in deployed multicore fiber
本文提出并演示了一种与长距离光纤系统单向性兼容的多芯光纤超稳光信号传输方法，在10,000秒时实现了3x10-19的分数频率不稳定性，为洲际光钟比对和秒的重新定义奠定了基础。
All-fiber broadband spectral acousto-optic modulation of a tubular-lattice hollow-core optical fiber
本文首次提出基于管状晶格空心光纤的宽带声光陷波滤波器，利用声致动态长周期光栅实现612 nm范围调谐及深度超过60%的调制。
Design of an efficient mid-wave IR fiber optic light source
报道了一种在适当设计的硫系微结构光纤中利用四波混频效应的中波红外宽带（3.1 ~ 3.8 μm）光纤光源的设计。一个可实现的增益超过35 dB的演示。
Phase- coherent comparison of two optical frequency standards over 146 km using a telecommunication fiber link
我们已经探讨了两个“暗光纤”的商业电信光纤链路的光学时钟的远程比较的性能。连接汉诺威莱布尼茨大学（LUH）和布伦瑞克联邦物理技术局（PTB）的两条光纤在汉诺威连接，形成总长度为146公里的光纤。在PTB，工作在456 THz的光频标的性能被印刻到194 THz的连续波传输激光器上，并且其频率通过光纤传输。为了检测和补偿与光纤链路相关的相位噪声，我们构建了一个低噪声光纤干涉仪，并研究了影响光纤链路整体性能的噪声源。利用PTB Yb ~+频率标准的时钟激光器在344 THz工作，测量了远端的频率稳定度。结果表明，稳频光纤激光器的频率可以在146 km的光纤长度上传输，其相对频率不确定度小于1 E-19，短期频率不稳定度由分数Allan偏差sy（t）=3.3E-15/（t/s）给出。
Focusing and imaging with increased numerical apertures through multimode fibers with micro-fabricated optics
在内窥镜应用中使用单个多模光纤有可能为显微镜和光学显微操作提供高度小型化和非侵入性的探针。最近已经提出了一些不同的策略，但是它们都遭受与多模光纤的低数值孔径相关的固有的低分辨率。在这里，我们表明，双光子聚合允许直接制造的光纤端的微光学元件，导致数值孔径增加到接近1的值。通过空间光调制器将光耦合到光纤中，我们能够在面向光纤另一端的扩展区域上光学扫描亚微米光斑（300 nm FWHM）。还展示了具有改进的分辨率的荧光成像。
Interferometric fiber-optic bending / nano-displacement sensor using plastic dual-core fiber
我们展示了一种干涉型光纤弯曲/微位移传感器的基础上，塑料双芯光纤的一端涂有银镜。两个纤芯首先被相同的激光束激发，然后每个纤芯中的光在镜面涂层的光纤端被反向反射，最后，来自两个纤芯的光在耦合端发生干涉。光纤的弯曲导致干涉条纹的偏移，可以用狭缝和单个光电探测器来询问干涉条纹。我们发现实验中，我们的弯曲传感器的分辨率为~ 3 × 10 -4 m-1的弯曲曲率的传感，以及~70 nm的光纤尖端的位移传感。我们使用两个例子来演示我们的传感器的操作。一个是称重盐的单个微晶，而另一个是监测异丙醇蒸发的动力学。
Nonlinear Faraday magneto-optic effects in a helically wound optical fiber
该研究针对螺旋缠绕非线性光纤的法拉第磁光效应，通过振子模型、麦克斯韦方程组等推导得到含光强相关非线性修正的法拉第旋转角解析表达式，为相关实验和应用提供理论支撑。
Preselection-Free Fiber-Optic Weak Measurement Sensing Framework with High-sensitivity
针对光纤弱测量依赖特定预选的问题，提出一种通过优化后选、利用单模光纤随机偏振态实现高灵敏度传感的无预选框架，实验显示性能较传统技术提升2至3个数量级。
Inexpensive hetero-core spliced fiber optic setup for assessing strain
我们在这里报告了一种新的实验方案，利用一个简单的强度为基础的询问系统，基于光纤的应变测量。对应于两个单模光纤之间的多模光纤的拼接，通过使它们在多点处经受应变来测量透射率。对应于这些多点的结果被发现模仿MMI干扰相当大。该装置具有潜在的应用于裂纹扩展分析。
Frequency comb-based microwave transfer over fiber with $7 \times 10^{-19}$ instability using fiber-loop optical-microwave phase detectors
我们展示了一个远程微波/射频（RF）传输技术的基础上稳定的光纤链路使用光纤环路光微波相位检测器（FLOM-PD）。该方法通过使用FLOM-PD在从远程站点反射的光脉冲训练和本地微波/RF信号之间进行直接相位比较来补偿在光纤传输中引入的过量相位波动。这使得亚fs分辨率和长期稳定的链路稳定性成为可能，同时具有宽的定时检测范围和对光纤色散补偿的需求较少。在1000 s和82500 s平均时间下，由2.3 km光纤链路分隔的2.856 GHz RF振荡器之间的相对频率不稳定性分别为$7.6 \times 10^{-18}$和$6.5 \times 10^{-19}$。
Ultralow-power nonlinear optics using tapered optical fibers in metastable xenon
我们使用一个亚波长直径的锥形光纤（TOF）悬浮在亚稳态氙原子的气体中，演示了瑞特级的饱和吸收。这种超低功率非线性是通过小的光学模式面积传播相对较长的距离，通过氦气。在这些类型的TOF实验中使用惰性气体可以提供优于使用反应性碱蒸气（诸如铷）的实际优点。
All-fiber photonic lantern multimode optical receiver with coherent adaptive optics beam combining
首次提出并实现了一种基于光子灯笼和灯笼单模输出的自适应光学相干合束（CBC）的自由空间光通信（FSOC）多模光接收机。与基于电组合信号的类似接收器相比，在光纤中使用光学相干组合用于增加信噪比，并且代表低阶自适应光学的全光纤方法。这种光接收器演示使用光子灯笼与三个输出，光纤耦合器和主动锁相，并在大气条件下有和无湍流进一步研究。
Measurement noise floor for a long-distance optical carrier transmission via fiber
我们研究了通过光纤链路传输超稳定光频率的测量地板和链路稳定性。对于147 km部署的光纤，我们实现了3 × 10 ^（-15）/（τ x Hz）的近延迟限制不稳定性，对于噪声基底，实现了10^（-20）（积分时间τ = 4000 s）的近延迟限制不稳定性。
A broadband fiber-optic nonlinear interferometer
介绍了一种基于高非线性光纤四波混频的全光纤非线性干涉仪。我们的配置实现了相位敏感干涉，在554 GHz的宽光学波段上具有97%的峰值可见度和>90%的可见度。通过比较输出噪声功率的散粒噪声水平，我们确认在暗干涉条纹的噪声消除，所需的量子增强的灵敏度。该装置将非线性干涉测量技术扩展到高非线性光纤的重要平台，可以应用于各种光纤传感器。
Long Light Storage Time in an Optical Fiber
光纤中的光存储是量子光延迟线技术中的一个有吸引力的部件。尽管硅芯光纤在传输宽带光信号方面表现出色，但调整其色散特性以减慢光脉冲或将其存储在硅芯中长延迟时间是具有挑战性的。利用色散相干介质与光纤耦合可以实现长光延迟。在这里，我们加载冷Rb原子蒸气到空芯光子晶体光纤内的光阱，并存储在由原子形成的长寿命自旋波的光的相位，并使用电磁诱导透明（EIT）在完全可控的延迟时间后恢复它。我们实现了超过50 ms的存储时间，结果相当于光纤中8.7x10^-5 dB s^-1的传播损耗。我们的演示可用于缓冲和调节远程网络之间的经典和量子信息流。
The Channel Capacity of a Fiber Optics Communication System: perturbation theory
我们考虑由光纤传输线给出的通信信道。给出了非线性信道信息容量的微扰计算方法，并给出了相应的演化方程。利用这种方法，我们计算了纤维光学通信系统的信道容量在微扰参数下下降到首阶。
扫码添加微信好友，提出您的宝贵建议 👇
💡 备注请填写：网站反馈
发表机构由 AI 从论文文本抽取，如发现错误，欢迎反馈修正建议。