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光学陀螺是一种基于Sagnac效应的惯性角速度传感器，在惯性导航系统中有着广泛的应用。谐振型集成光学陀螺（RIOG:Resonator Integrated Optic Gyro）的核心敏感器件是波导环形谐振腔(WRR:Waveguide Ring Resonator)，RIOG的理论灵敏度很高，只要几厘米的环形谐振腔长度就可以达到1°/h的理论探测精度。利用成熟的光电集成技术和半导体工艺有望将相位调制器、激光器、光电探测器、WRR和检测电路等部件都集成在一起，没有活动部件，因此单片集成的RIOG具有体积小、功耗低、成本低和抗震动冲击等优点。RIOG是陀螺微型化过程中的一个重要可选方案，研究RIOG的关键技术具有重要意义。 目前已经报道的RIOG尚未实现单片集成，研究热点主要集中在WRR的制备和信号检测系统的优化。本文主要针对WRR的设计和制备以及RIOG的信号检测系统进行了研究，并且研究了导致WRR谐振曲线不对称的相关因素，研究了WRR谐振曲线不对称性对RIOG输出的影响，针对光学噪声的影响对载波抑制技术进行了详细的研究。 首先本文对RIOG中的核心敏感器件WRR进行了设计和制备。结合实验室已有的二氧化硅WRR工作以及相关结果，设计了高横纵比的氮化硅波导结构，并且基于这种波导结构设计了反射型WRR。WRR的耦合区域长度根据Mode solution计算得到的参数得到。氮化硅芯层采用低压化学气相沉积(LPCVD:Low Pressure Chemical Vapor Deposition)的工艺制备，二氧化硅包层通过等离子体增强化学气相沉积法(PECVD:Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)制备。通过测试得到WRR的谐振曲线，分析测试得到的谐振曲线得到环形波导的最低损耗约为0.18dB/cm，最高的Q值为5.96×105，估算用最优的器件构建的RIOG理论散粒噪声极限灵敏度为8.37°/h(假设PD端接收的最大光功率为1mW，PD量子效率为0.9，检测带宽为1Hz)。 其次，本文对谐振型集成光学陀螺仪的信号检测系统进行了研究。在系统研究过程中，我们采用自行设计并外加工的光纤谐振环进行测试。基于FPGA芯片成功实现了正弦波发生模块，其输出稳定，频率在一定范围内可调。同时实现了数字锁相放大器，其解调输出具有良好的线性度。结合购买的窄线宽可调谐光纤激光器、相位调制器、光电探测器搭建了谐振型光学陀螺信号调制解调测试系统，获得了理想的解调曲线，在208kHz调制频率下，得到的解调曲线的鉴频系数约为2.5mV/kHz。另外，利用数据采集卡和Labview程序实现了激光器的频率锁定，锁频精度为23kHz，由此产生的陀螺静止时的零偏波动大约为37°/s。基于FPGA芯片实现了数字PI控制器和激光器的频率锁定，锁频精度为26.9kHz，由此产生的陀螺静止时的零偏波动大约为43.7°/s。 第三，探讨了导致WRR谐振曲线不对称的主要因素以及其对陀螺输出的影响。在WRR的谐振曲线不对称时，解调曲线的线性区域零点会偏离谐振频率点，从而对陀螺输出造成偏差。经过理论分析和实验观测得到主要的因素有:偏振、超模损耗差异、背向反射和背向散射。针对这些因素，探讨了相应的解决方案，并重点研究了载波抑制方案，通过双相位调制技术，成功地提高了载波抑制比，使得背向散射的影响降低到散粒噪声极限灵敏度之下。利用双三角波调制，在载波抑制比保持在53dB以上的情况下，调制电压宽容度达到1.3V。 总之，本文对RIOG光波导器件氮化硅WRR的制备获得初步的成果，基本完成了RIOG信号探测系统的搭建，分析了造成WRR谐振曲线不对称的主要因素并探讨了解决方案，为RIOG的进一步研究奠定了基础。