两进两出镜像光纤环的制备方法及两进两出镜像光纤环技术

本发明专利技术涉及光纤陀螺仪技术领域，尤其涉及一种两进两出镜像光纤环的制备方法，包括如下步骤：量取两根所需长度的光纤；分别标记两根光纤的端点和中点；计算绕制顺序变化点并分别标记在两根光纤上；采用四极对称绕法将两根光纤以镜像对称的方式交替绕制在光纤环骨架上，直至绕制顺序变化点；改变两根光纤的绕制顺序；重复步骤d和e，直至光纤两端的端点标记处；将四个光纤尾纤引出光纤环骨架并固定。根据本发明专利技术的两进两出镜像光纤环的制备方法，两个光纤环在空间上具有镜像关系，从而保证了绕制出来的两个光纤环产生的温度相位误差一致，在联合信号处理后，可以对Shupe效应中因温度变化引起的相位误差进行补偿，进一步提升光纤陀螺的精度。的精度。的精度。

【技术实现步骤摘要】
两进两出镜像光纤环的制备方法及两进两出镜像光纤环


[0001]本专利技术涉及光纤陀螺仪
，尤其涉及一种两进两出镜像光纤环的制备方法及两进两出镜像光纤环。

技术介绍

[0002]干涉式光纤陀螺仪是一种基于Sagnac效应的光纤环形干涉仪，它描述了当光纤环绕敏感轴旋转时，在环中相向传播的两束相干光之间产生的相位差正比于旋转角速度。
[0003]光纤环是干涉式光纤陀螺的核心部件，是旋转信号检测的传感单元，相比其他光学器件而言，其性能随温度的变化对陀螺的影响较大。在光纤陀螺工作过程中，由于外界温度随时间变化，光纤环上相应点的折射率也会随温度变化而变化，会导致相向传播的两束光波经过该点的时间不同(除光纤环中点外)，因此两束光波经过光纤环后由于温度引起的相位变化也会不同，这就相当于在Sagnac相移的基础上引入了额外的相位差。这个效应被称为Shupe效应。这种效应会导致光纤陀螺零位随温度的变化而发生漂移，严重影响光纤陀螺仪的全温精度。同时也会导致标度因数变化，标度因数的不稳定也会影响光纤陀螺精度。
[0004]为了保证光纤陀螺的温度稳定性，就必须使得光纤环中相对中点的各对称点的温度变化率相同，四级对称绕法是目前最常用的光纤环绕制方法，理想情况下可以较好地降低温度变化对光纤非互易性的影响，且绕制方法简单，工艺较为成熟。但是四极对称绕制并不能完全消除光纤环中温度梯度的影响，而且光纤长度越长，这种残余效应带来的影响越明显。因此Shupe效应带来的非互易相位误差限制了光纤陀螺精度的进一步提高。而随着近年来光纤陀螺精度提高的应用需求越来越大，这一问题的解决也迫在眉睫。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是至少解决Shupe效应中温度变化引起的非互易相位误差限制了光纤陀螺精度进一步提高的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术的第一方面提出了一种两进两出镜像光纤环的制备方法，包括如下步骤：
[0007]步骤a：量取两根所需长度的光纤，分别在两根光纤的两端预留足够长度的光纤尾纤；
[0008]步骤b：分别标记两根光纤的端点和中点；
[0009]步骤c：根据光纤长度和光纤环骨架尺寸计算绕制顺序变化点并分别标记在两根光纤上；
[0010]步骤d：采用四极对称绕法将两根光纤以镜像对称的方式交替绕制在光纤环骨架上，直至绕制顺序变化点；
[0011]步骤e：改变两根光纤的绕制顺序；
[0012]步骤f：重复步骤d和步骤e，直至光纤两端的端点标记处；
[0013]步骤g：将四个光纤尾纤引出光纤环骨架并固定；
[0014]步骤h：固定绕制好的两进两出光纤环。
[0015]根据本专利技术的两进两出镜像光纤环的制备方法，两根光纤分别绕制成两个光纤环，两个光纤环在空间上具有镜像关系，两个光纤环集成在一个光纤环骨架上，从而保证了绕制出来的两个光纤环产生的温度相位误差一致，在联合信号处理后，可以对Shupe效应中因温度变化引起的相位误差进行补偿，进一步提升光纤陀螺的精度。
[0016]另外，根据本专利技术的两进两出镜像光纤环的制备方法，还可具有如下附加的技术特征：
[0017]在本专利技术的一些实施例中，步骤d中的四极对称绕法，包括以下步骤：
[0018]步骤1：取光纤中点贴合于光纤环骨架一侧的初始边缘工装处，顺时针或逆时针将光纤中点一侧的光纤绕制至光纤环骨架另一侧的末尾边缘工装处，形成第一光纤层；
[0019]步骤2：光纤中点另一侧的光纤沿着与步骤1相反的缠绕方向绕制至光纤环骨架的末尾边缘工装处，形成第二光纤层；
[0020]步骤3：自末尾边缘工装处至初始边缘工装处朝向与步骤1相反的方向绕制第二光纤层的光纤，形成第三光纤层；
[0021]步骤4：自末尾边缘工装处至初始边缘工装处沿着步骤1相同的方向绕制第一光纤层的光纤，形成第四光纤层，完成一个四极对称周期缠绕。
[0022]在本专利技术的一些实施例中，步骤d中的采用四极对称绕法将两根光纤以镜像对称的方式交替绕制，包括以下步骤：
[0023]步骤一：将两根光纤的中点分别贴合于光纤环骨架的两侧的边缘工装处，两根光纤以相反的缠绕方向和绕制方向按照四极对称绕法的步骤1先后绕制在光纤环骨架上，形成第一光纤层和第二光纤层；
[0024]步骤二：将两根光纤分别按照四极对称绕法的步骤2先后绕制在光纤环骨架上，形成第三光纤层和第四光纤层；
[0025]步骤三：将两根光纤分别按照四极对称绕法的步骤3先后绕制在光纤环骨架上，形成第五光纤层和第六光纤层；
[0026]步骤四：将两根光纤分别按照四极对称绕法的步骤4先后绕制在光纤环骨架上，形成第七光纤层和第八光纤层；
[0027]步骤五：重复步骤一至步骤四。
[0028]在本专利技术的一些实施例中，步骤d中的四极对称绕法，包括以下步骤：
[0029]步骤1：将光纤中点贴合于光纤环骨架中点的初始边缘工装处，以顺时针或逆时针的缠绕方向将光纤的第一侧绕制至光纤环骨架一侧的第一末尾边缘工装处；
[0030]步骤2：将光纤的第二侧以相反的缠绕方向绕制至光纤环骨架另一侧的第二末尾边缘工装处；
[0031]步骤:3：将光纤的第一侧自第一末尾边缘工装处至初始边缘工装处以与步骤1同样的缠绕方向和相反的绕制方向绕制至初始边缘工装处；
[0032]步骤4：光纤的第二侧自第二末尾边缘工装处至初始边缘工装处以与步骤1同样的缠绕方向和相反的绕制方向绕制至初始边缘工装处，完成一个四极对称周期缠绕。
[0033]在本专利技术的一些实施例中，步骤d中的采用四极对称绕法将两根光纤以镜像对称的方式交替绕制，包括以下步骤：
[0034]步骤一：将两根光纤按照四极对称绕法的步骤1，以相反的缠绕方向和绕制方向先
后绕制在光纤环骨架上，分别形成两个半区的第一光纤层；
[0035]步骤二：将两根光纤按照四极对称绕法的步骤2绕制在光纤环骨架上，分别形成两个半区的第二光纤层；
[0036]步骤三：将两根光纤按照四极对称绕法的步骤3绕制在光纤环骨架上，分别形成两个半区的第三光纤层；
[0037]步骤四：将两根光纤按照四极对称绕法的步骤4绕制在光纤环骨架上，分别形成两个半区的第四光纤层；
[0038]步骤五：重复步骤一至步骤四。
[0039]在本专利技术的一些实施例中，步骤d中的采用四极对称绕法将两根光纤以镜像对称的方式交替绕制，包括以下步骤：
[0040]步骤一：将两根光纤按照四极对称绕法的步骤1，以相反的缠绕方向和绕制方向先后绕制在光纤环骨架上，分别形成两个半区的第一光纤层；
[0041]步骤二：将两根光纤按照四极对称绕法的步骤2绕制在光纤环骨架上，分别形成两个半区的第二光纤层；
[0042]步骤三：将两根光纤按照四极对称绕法的步骤3绕制在光纤环骨架上，分别形成两个半区的第三光纤层；
[0043]步骤四：将两根光纤按照四极对称绕法的步骤4绕本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两进两出镜像光纤环的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤a：量取两根所需长度的光纤，分别在两根光纤的两端预留足够长度的光纤尾纤；步骤b：分别标记两根光纤的端点和中点；步骤c：根据光纤长度和光纤环骨架尺寸计算绕制顺序变化点并分别标记在两根光纤上；步骤d：采用四极对称绕法将两根光纤以镜像对称的方式交替绕制在光纤环骨架上，直至绕制顺序变化点；步骤e：改变两根光纤的绕制顺序；步骤f：重复步骤d和步骤e，直至光纤两端的端点标记处；步骤g：将四个光纤尾纤引出光纤环骨架并固定；步骤h：固定绕制好的两进两出光纤环。2.根据权利要求1所述的两进两出镜像光纤环的制备方法，其特征在于，步骤d中的四极对称绕法，包括以下步骤：步骤1：取光纤中点贴合于光纤环骨架一侧的初始边缘工装处，顺时针或逆时针将光纤中点一侧的光纤绕制至光纤环骨架另一侧的末尾边缘工装处，形成第一光纤层；步骤2：光纤中点另一侧的光纤沿着与步骤1相反的缠绕方向绕制至光纤环骨架的末尾边缘工装处，形成第二光纤层；步骤3：自末尾边缘工装处至初始边缘工装处朝向与步骤1相反的方向绕制第二光纤层的光纤，形成第三光纤层；步骤4：自末尾边缘工装处至初始边缘工装处沿着步骤1相同的方向绕制第一光纤层的光纤，形成第四光纤层，完成一个四极对称周期缠绕。3.根据权利要求2所述的两进两出镜像光纤环的制备方法，其特征在于，步骤d中的采用四极对称绕法将两根光纤以镜像对称的方式交替绕制，包括以下步骤：步骤一：将两根光纤的中点分别贴合于光纤环骨架的两侧的边缘工装处，两根光纤以相反的缠绕方向和绕制方向按照四极对称绕法的步骤1先后绕制在光纤环骨架上，形成第一光纤层和第二光纤层；步骤二：将两根光纤分别按照四极对称绕法的步骤2先后绕制在光纤环骨架上，形成第三光纤层和第四光纤层；步骤三：将两根光纤分别按照四极对称绕法的步骤3先后绕制在光纤环骨架上，形成第五光纤层和第六光纤层；步骤四：将两根光纤分别按照四极对称绕法的步骤4先后绕制在光纤环骨架上，形成第七光纤层和第八光纤层；步骤五：重复步骤一至步骤四。4.根据权利要求1所述的两进两出镜像光纤环的制备方法，其特征在于，步骤d中的四极对称绕法，包括以下步骤：步骤1：将光纤中点贴合于光纤环骨架中点的初始边缘工装处，以顺时针或逆时针的缠绕方向将光纤的第一侧绕制至光纤环骨架一侧的第一末尾边缘工装处；步骤2：将光纤的第二侧以相反的缠绕方向绕制至光纤环骨架...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丁凡，吴君竹，黄鹤，蒋晓东，
申请(专利权)人：杭州友孚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：