一种光纤陀螺仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种光纤陀螺仪，包括：光信号回路和电信号回路，其中，光信号回路包括：光源、探测器、单模耦合器、Lyot型光纤消偏器、Y波导和保偏光纤环，其中，光源和探测器分别与单模耦合器的输入端连接，单模耦合器的一个输出端依次连接有Lyot型光纤消偏器和Y波导；Y波导的输出端依次连接有偏振合束器、光纤调节环和偏振分束器连接，偏振分束器的两个分束端口分别与保偏光纤环连接；电信号回路包括：依次连接在探测器输出端的前置放大电路、模数转换电路、处理器、数模转换电路和后置放大电路，其中，后置放大电路的输出端与所述Y波导的输入端连接。通过本实用新型专利技术的技术方案，解决现有技术中光源光波的偏振态发生改变而影响测量精度的问题。

A fiber optic gyroscope

The utility model relates to a fiber optic gyroscope, including optical signal circuit and signal circuit, the signal light circuit comprises a light source, detector, single-mode coupler, Lyot depolarizer, Y waveguide and polarization maintaining fiber ring, wherein, the light source and the detector are respectively connected with the input end of the single mode coupler, a a single mode output end of the coupler is sequentially connected with a Lyot depolarizer and Y Y output waveguide; waveguide end is sequentially connected with a polarization beam combiner, optical fiber ring and a polarization beam splitter with two polarization splitter beam ports respectively with polarization maintaining fiber ring connection; electrical circuit including are connected to the output end of the detector preamplifier circuit, analog-to-digital conversion circuit, processor, digital analog conversion circuit and amplifier circuit, the output end of the amplifying circuit and the rear of the Y waveguide Input connection. Through the technical scheme of the utility model, the problem that the polarization state of the light source in the prior art is changed and the measuring accuracy is influenced is solved.

【技术实现步骤摘要】
一种光纤陀螺仪
本技术涉及陀螺仪
，具体涉及一种光纤陀螺仪。
技术介绍
现代陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器，它是现代航空、航海、航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，它的发展对一个国家的工业，国防和其它高科技的发展具有十分重要的战略意义。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪，机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高，结构复杂，它的精度受到了很多方面的制约。自从上个世纪七十年代以来，现代陀螺仪的发展已经进入了一个全新的阶段。光纤陀螺仪是以光导纤维线圈为基础的敏感元件，由激光二极管发射出的光线朝两个方向沿光导纤维传播。光传播路径的改变，决定了敏感元件的角位移。光纤陀螺仪与传统的机械陀螺仪相比，优点是全固态，没有旋转部件和摩擦部件，寿命长，动态范围大，瞬时启动，结构简单，尺寸小，重量轻。与激光陀螺仪相比，光纤陀螺仪没有闭锁问题，也不用在石英块精密加工出光路，成本低。光纤陀螺仪的实现主要基于塞格尼克理论:当光束在一个环形的通道中前进时，如果环形通道本身具有一个转动速度，那么光线沿着通道转动的方向前进所需要的时间要比沿着这个通道转动相反的方向前进所需要的时间要多。也就是说当光学环路转动时，在不同的前进方向上，光学环路的光程相对于环路在静止时的光程都会产生变化。利用光程的变化，检测出两条光路的相位差或干涉条纹的变化，就可以测出光路旋转角速度，这便是光纤陀螺仪的工作原理。光纤陀螺仪所用的光源除了要求体积小、寿命长、可靠性高以外，还应具有相干长度短、谱宽较宽和波长稳定性好等特点。由于光纤陀螺仪中光学器件对光波波长的依赖性，即使光谱很好的SLD光源，其输出光通过光路系统后，光谱特性也会劣化，其中，对光纤陀螺仪性能影响最大的是光谱的调制度受到改变。对于混偏光纤陀螺仪来说，一般采用光源消偏的方法来解决光谱调制所受的影响。研究表明，在光纤陀螺光路中，进入Y波导的光波的偏振度越低，经过起偏后，其光谱调制度所受的影响越小。光源消偏虽然能降低光源本身发射光波的偏振度，但消偏后的光波要经过一段非保偏光路(单模耦合器)后才进入Y波导。光波经过非保偏光路，光波的偏振态(偏振度)会发生变化，继而存在消偏失效的隐患。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种光纤陀螺仪，以解决现有技术中光源光波的偏振态发生改变而影响测量精度的问题。为实现以上目的，本技术采用如下技术方案：一种光纤陀螺仪，包括：光信号回路和电信号回路，其中，所述光信号回路包括：光源、探测器、单模耦合器、Lyot型光纤消偏器、Y波导、偏振合束器、光纤调节环、偏振分束器和保偏光纤环，其中，所述光源和探测器分别与所述单模耦合器的输入端连接，所述单模耦合器的一个输出端依次连接有所述Lyot型光纤消偏器和Y波导；所述Y波导的输出端依次连接有所述偏振合束器、光纤调节环和偏振分束器连接，所述偏振分束器的两个分束端口分别与所述保偏光纤环连接；所述电信号回路包括：依次连接在所述探测器输出端的前置放大电路、模数转换电路、处理器、数模转换电路和后置放大电路，其中，所述后置放大电路的输出端与所述Y波导的输入端连接。优选地，所述偏振分束器与保偏光纤环相连的角度为0度。优选地，所述偏振合束器与Y波导相连的角度为90度。优选地，所述50米＜光纤调节环的光纤长度＜2*保偏光纤环的长度。优选地，所述电信号回路还包括与所述处理器连接的通讯接口。优选地，所述处理器为FPGA。优选地，所述光纤陀螺仪，还包括可充电锂电池、充电电路和充电接口，其中，所述可充电锂电池用于为所述光信号回路和电信号回路供电；所述充电电路分别与所述可充电锂电池和充电接口连接，所述充电电路用于将外加电源的电能输送给所述可充电锂电池。优选地，所述光纤陀螺仪，还包括外壳，所述光信号回路和电信号回路设置在所述外壳内，所述充电接口设置在所述外壳上。优选地，所述外壳上还设置有工作状态指示灯。优选地，所述外壳由防水防尘材料制成。本技术采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：本技术提供的这种光纤陀螺仪，虽然光源光波经过单模耦合器后存在光波偏振态发生改变的风险，但由于在单模耦合器和Y波导之间增设了Lyot型光纤消偏器，能够降低光源光波的偏振态，避免消偏后的光波经过单模耦合器发生消偏失效的隐患，能够提高本技术提供的这种光纤陀螺仪的稳定性，提高光纤陀螺仪的测量精度。由于信号解调的需要，保偏光纤环内光纤的长度是有一定的限制的，要保证测量精度，光纤长度需要达到150米以上，但这会使得保偏光纤环的体积变大，而目前很多应用场所，对保偏光纤环的体积大小有严格的要求，这就使光纤陀螺仪的测量精度和体积之间存在矛盾。本技术提供的这种光纤陀螺仪，在Y波导和保偏光纤环之间增设依次连接的偏振合束器、光纤调节环和偏振分束器，使得在不改变保偏光纤环的基础上通过改变本征频率从而保证所需测量精度。相比现有技术，本技术提供的这种光纤陀螺仪，可以实现保偏光纤环与其他部件的分离，光纤调节环与保偏光纤环之间的部件内承载两个方向的光的传输，从根本上避免了对保偏光纤环测量的影响，拓展了本技术提供的这种光纤陀螺仪的适用范围，进一步提高了陀螺仪的测量精度和可靠性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术一实施例提供的一种光纤陀螺仪的示意框图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本技术所保护的范围。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。参见图1，本技术一实施例提供的一种光纤陀螺仪，包括：光信号回路和电信号回路，其中，所述光信号回路包括：光源1、探测器2、单模耦合器3、Lyot型光纤消偏器4、Y波导5、偏振合束器6、光纤调节环7、偏振分束器8和保偏光纤环9，其中，所述光源1和探测器2分别与所述单模耦合器3的输入端连接，所述单模耦合器3的一个输出端依次连接有所述Lyot型光纤消偏器4和Y波导5；所述Y波导5的输出端依次连接有所述偏振合束器6、光纤调节环7和偏振分束器8连接，所述偏振分束器8的两个分束端口分别与所述保偏光纤环9连接；所述电信号回路包括：依次连接在所述探测器2输出端的前置放大电路10、模数转换电路11、处理器12、数模转换电路13和后置放大电路14，其中，所述后置放大电路14的输出端与所述Y波导5的输入端连接。可以理解的是，本技术提供的这种光纤陀螺仪，虽然光源光波经过单模耦合器后存在光波偏振态发生改变的风险，但由于在单模耦合器和Y波导之间增设了Lyot型光纤消偏器，能够降低光源光波的偏振态，避免消偏后的光波经过单模耦合器发生消偏失效的隐患，能够提高本技术提供的这种光纤陀螺仪的稳定性，提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤陀螺仪，其特征在于，包括：光信号回路和电信号回路，其中，所述光信号回路包括：光源、探测器、单模耦合器、Lyot型光纤消偏器、Y波导、偏振合束器、光纤调节环、偏振分束器和保偏光纤环，其中，所述光源和探测器分别与所述单模耦合器的输入端连接，所述单模耦合器的一个输出端依次连接有所述Lyot型光纤消偏器和Y波导；所述Y波导的输出端依次连接有所述偏振合束器、光纤调节环和偏振分束器连接，所述偏振分束器的两个分束端口分别与所述保偏光纤环连接；所述电信号回路包括：依次连接在所述探测器输出端的前置放大电路、模数转换电路、处理器、数模转换电路和后置放大电路，其中，所述后置放大电路的输出端与所述Y波导的输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种光纤陀螺仪，其特征在于，包括：光信号回路和电信号回路，其中，所述光信号回路包括：光源、探测器、单模耦合器、Lyot型光纤消偏器、Y波导、偏振合束器、光纤调节环、偏振分束器和保偏光纤环，其中，所述光源和探测器分别与所述单模耦合器的输入端连接，所述单模耦合器的一个输出端依次连接有所述Lyot型光纤消偏器和Y波导；所述Y波导的输出端依次连接有所述偏振合束器、光纤调节环和偏振分束器连接，所述偏振分束器的两个分束端口分别与所述保偏光纤环连接；所述电信号回路包括：依次连接在所述探测器输出端的前置放大电路、模数转换电路、处理器、数模转换电路和后置放大电路，其中，所述后置放大电路的输出端与所述Y波导的输入端连接。2.根据权利要求1所述的光纤陀螺仪，其特征在于，所述偏振分束器与保偏光纤环相连的角度为0度。3.根据权利要求2所述的光纤陀螺仪，其特征在于，所述偏振合束器与Y波导相连的角度为90度。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，
申请(专利权)人：北京福格科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11