一种光纤陀螺仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光纤陀螺仪，包括环耦合器和传感环，环耦合器耦合有一根输入光纤和两根输出光纤：输出光纤a和输出光纤b，传感环由所述输出光纤环绕制成；光纤陀螺仪还包括隔热磁屏蔽盒，屏蔽盒上设有微孔，环耦合器和传感环设置在磁屏蔽盒内部；输入光纤通过微孔穿出屏蔽盒并连接到光纤陀螺仪的其余部分。该传感环的光纤中点位置位于光纤环的外侧，而传感环的二尾端处于传感环的内侧，可以有效降低外界环境参数如温度快速变化引起的Shupe效应；同时，隔热磁屏蔽盒和屏蔽盒上仅允许输入光纤穿过的微孔的设置有效隔离了陀螺仪发热元器件的影响。元器件的影响。元器件的影响。

An optical fiber gyroscope

【技术实现步骤摘要】
一种光纤陀螺仪


[0001]本技术涉及陀螺仪，尤其涉及一种时变温度场稳定的光纤陀螺仪。

技术介绍

[0002]传统的光纤陀螺制作过程如图4所示，用一段长度为数百米至数千米的光纤，从光纤的中间点开始在一个圆柱形支架上按四极子绕法交替绕制，用胶水固化后，去除圆柱形支架，形成光纤传感环8，将光纤传感环8的二根尾纤8
‑
1和8
‑
2分别与铌酸锂Y型波导多功能芯片1(Y波导1)的二根输出尾纤1
‑
2和1
‑
3相熔接，Y波导1的输入光纤1
‑
1与光纤陀螺其余部分2中的源耦合器输出尾纤相连，除源耦合器外，光纤陀螺其余部分2还包含光源、光源驱动板、探测器和信号处理电路。以上部件安装在一个圆型金属磁屏蔽盒9内。
[0003]由于环境变化如随时间变化的温度空间梯度场的作用，导致光纤环中二束相对传播的光有不同的相移，从而输出一个误差信号。同样的时变热扰动对于光纤环的中间部位影响较小，而对于光纤环的尾端则影响较大。注意到光纤传感环8的尾端处于靠近金属磁屏蔽盒，因此，这种传统结构受随时间变化的温度空间梯度场影响较大。此外，光纤陀螺其余部分2包含的发热元件(光源、光源驱动板、探测器和信号处理电路)，由于与光纤环没有严格隔离，也会引起较大的热误差。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于，解决现有技术中由于光纤陀螺仪稳定性受随时间变化的温度空间梯度场影响较大而易输出误差信号的问题，提供一种受随时间变化的温度空间梯度场影响小且信号准确的光纤陀螺仪。
[0005]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：
[0006]一种光纤陀螺仪，包括环耦合器和传感环，所述环耦合器耦合有一根输入光纤和两根输出光纤，所述两根输出光纤分别为输出光纤a和输出光纤b，所述传感环由所述输出光纤绕制而成；
[0007]所述光纤陀螺仪还包括隔热磁屏蔽盒(3)，所述磁屏蔽盒(3)上设有微孔(3
‑
1)，所述环耦合器和所述传感环设置在所述屏蔽盒(3)内部；所述输入光纤通过所述微孔(3
‑
1)穿出所述屏蔽盒(3)并连接到所述光纤陀螺仪的其余部分；
[0008]所述其余部分包括源耦合器、光源、光源驱动板、探测器和信号处理电路。
[0009]进一步地，所述环耦合器为铌酸锂Y型波导多功能芯片(1)，所述输入光纤、所述输出光纤a和所述输出光纤b为保偏光纤。
[0010]进一步地，所述述输出光纤a和输出光纤b分别熔接保偏光纤c(1
‑
5)和保偏光纤d(1
‑
6)，所述保偏光纤c(1
‑
5)和保偏光纤d(1
‑
6)与所述铌酸锂Y型波导多功能芯片(1)二输出端耦合。
[0011]进一步地，所述保偏光纤c(1
‑
5)和保偏光纤d(1
‑
6)的主轴与所述铌酸锂Y型波导多功能芯片(1)的两个输出端主轴均成45
°
角耦合，所述保偏光纤c(1
‑
5)和保偏光纤d(1
‑
6)
的长度比为1:2。
[0012]进一步地，所述环耦合器为光纤环耦合器(4)，所述隔热磁屏蔽盒(3)内还包括差动光纤相位调制器e(5)和差动光纤相位调制器f(6)，所述差动光纤相位调制器e(5)和差动光纤相位调制器f(6)与所述光纤环耦合器(4)耦合；
[0013]所述差动光纤相位调制器e(5)和差动光纤相位调制器f(6)还分别连接所述输出光纤a和所述输出光纤b；
[0014]所述输入光纤通过所述微孔(3
‑
1)穿出所述磁屏蔽盒(3)并连接到所述光纤陀螺仪的所述其余部分；
[0015]所述其余部分还包括光起偏器。
[0016]进一步地，所述差动光纤相位调制器e(5)和差动光纤相位调制器f(6)分别由所述输出光纤a和所述输出光纤b在圆柱体压电陶瓷上绕制而成；
[0017]所述传感环由绕制所述差动光纤相位调制器e(5)和差动光纤相位调制器f(6)后剩余的所述输出光纤a和所述输出光纤b绕制而成。
[0018]进一步地，所述源耦合器和/或所述光起偏器设置在所述磁屏蔽盒(3)内部。
[0019]进一步地，所述输出光纤长度为所述光纤陀螺所需的所述传感环长度的1/2。
[0020]进一步地，所述微孔(3
‑
1)的尺寸设置为仅允许所述输入光纤通过；
[0021]所述传感环由所述输出光纤a和所述输出光纤b通过四极子绕法绕制而成。
[0022]进一步地，依次为用光纤a先按顺时针绕第一层，光纤b再按逆时针绕第二、第三层，光纤a再按顺时针绕第四层；然后重复上述过程，直到将光纤绕完，绕层数为4的整数倍，最后将二根光纤的末端熔接在一起。
[0023]本技术取得的有益效果为：
[0024]本技术提供的用与铌酸锂Y型波导多功能芯片耦合的二根输出光纤绕制的光纤陀螺仪传感环的光纤中点位置位于光纤环的外侧，而传感环的二尾端处于传感环的内侧，可以有效降低外界环境参数如温度快速变化引起的Shupe效应；同时，隔热磁屏蔽盒和屏蔽盒上仅允许输入光纤穿过的微孔的设置隔离了陀螺仪发热元器件的影响。因此，本技术提供的光纤陀螺仪具有极高的时变空间温度场稳定性。
附图说明
[0025]图1是时变温度场稳定的保偏闭环光纤陀螺仪结构示意图；
[0026]图2是时变温度场稳定的退偏闭环光纤陀螺仪结构示意图；
[0027]图3是时变温度场稳定的开环光纤陀螺仪结构示意图；
[0028]图4是传统技术制作的闭环光纤陀螺仪。
[0029]附图标记：铌酸锂Y型波导多功能芯片：1；输入光纤：1
‑
1、4
‑
1；输出光纤：1
‑
2、1
‑
3、1
‑
7、1
‑
8、4
‑
2、4
‑
3；保偏光纤c：1
‑
5；保偏光纤d：1
‑
6；熔接点：1
‑
4、1
‑
9、4
‑
4；光纤陀螺仪的其余部分：2、7；磁屏蔽盒：3；微孔：3
‑
1；光纤环耦合器：4；差动光纤相位调制器e：5；差动光纤相位调制器f：6；现有技术光纤传感环：8；现有技术光纤传感环尾纤：8
‑
1、8
‑
2；现有技术磁屏蔽盒：9。
具体实施方式
[0030]以下结合附图和实施例对本技术的技术方案做进一步清楚的阐述。
[0031]实施例1
[0032]图1是光纤陀螺仪的闭环保偏结构。具体地，光纤陀螺仪用的环耦合器为铌酸锂Y型波导多功能芯片1，该铌酸锂Y型波导多功能芯片1耦合有一根输入光纤(短保偏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤陀螺仪，其特征在于，包括环耦合器和传感环，所述环耦合器耦合有一根输入光纤和两根输出光纤，所述两根输出光纤分别为输出光纤a和输出光纤b，所述传感环由所述二根输出光纤绕制而成；所述光纤陀螺仪还包括隔热磁屏蔽盒(3)，所述屏蔽盒(3)上设有微孔(3
‑
1)，所述环耦合器和所述传感环设置在所述屏蔽盒(3)内部；所述输入光纤通过所述微孔(3
‑
1)穿出所述屏蔽盒(3)并连接到所述光纤陀螺仪的其余部分；所述其余部分包括源耦合器、光源、光源驱动板、探测器和信号处理电路。2.根据权利要求1所述的光纤陀螺仪，其特征在于，所述环耦合器为铌酸锂Y型波导多功能芯片(1)，所述输入光纤、所述输出光纤a和所述输出光纤b为保偏光纤。3.根据权利要求2所述的光纤陀螺仪，其特征在于，所述输出光纤a和输出光纤b分别熔接保偏光纤c(1
‑
5)和保偏光纤d(1
‑
6)，所述保偏光纤c(1
‑
5)和保偏光纤d(1
‑
6)分别与所述铌酸锂Y型波导多功能芯片(1)二个输出端耦合。4.根据权利要求3所述的光纤陀螺仪，其特征在于，所述保偏光纤c(1
‑
5)和保偏光纤d(1
‑
6)的主轴与所述铌酸锂Y型波导多功能芯片(1)的两个输出端主轴均成45
°
角耦合，所述保偏光纤c(1

【专利技术属性】
技术研发人员：周宏泽，吕钢，吕翀，
申请(专利权)人：浙江贯道精密科技有限公司，
类型：新型
国别省市：