專利名稱：光纖陀螺儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所屬領(lǐng)域本實(shí)用新型屬于光學(xué)領(lǐng)域，尤其是一種用于高速行進(jìn)姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整修正的光纖陀螺儀。
背景技術(shù)：
光纖陀螺儀是航空航天工業(yè)對(duì)飛機(jī)、衛(wèi)星、導(dǎo)彈的高速行進(jìn)姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整修正的裝置，是保證其精確飛行航向的重要控制儀器。目前已知公開的光纖陀螺儀采用半導(dǎo)體激光器發(fā)射光束，由光耦合器、偏振器、偏振膜和保偏光纖環(huán)組成。其原理是通過偏振的兩束光相位差的檢測算出產(chǎn)生的角速度，再通過計(jì)算機(jī)控制來修正偏離角度，最終調(diào)整姿態(tài)。缺點(diǎn)是1.由于各個(gè)部件為分離方式(各部件間有距離)，其接點(diǎn)通過焊接進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)線、線與線的連接，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，焊點(diǎn)比較多，加之光耦合器等部件的自損耗，造成光能量損耗比較大，測量誤差比較大，影響了姿態(tài)的精確修正；2.光纖陀螺儀嚴(yán)格要求各個(gè)部件位置必須相對(duì)固定，在對(duì)這樣分離的部件在進(jìn)行機(jī)械固接或膠封裝時(shí)，整體體積顯得比較龐大；3.整機(jī)的溫度系數(shù)比較差，對(duì)精確控制造成不良影響；4.干涉對(duì)比度差(僅為15dB)，造成靈敏度較低。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊，光能損耗很小，姿態(tài)控制和修正靈敏快速的光纖陀螺儀。
本實(shí)用新型的目的的實(shí)現(xiàn)方式為本實(shí)用新型由半導(dǎo)體激光器、石英晶體、偏振膜、保偏光纖環(huán)構(gòu)成，采用的石英晶體為高純的石英晶體，該石英晶體呈正四方體結(jié)構(gòu)，在該石英晶體對(duì)棱之間的斷面所形成的切面之間生長有多層氧化物介質(zhì)薄膜，半導(dǎo)體激光器和偏振膜通過膠或機(jī)械方式固裝在該氧化物介質(zhì)薄膜切面所分割而成的石英晶體的下立側(cè)面中部和上平面的中部，保偏光纖的兩端分別連接由半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光束經(jīng)氧化物介質(zhì)薄膜透射和反射所輸出的光束。
在偏振膜上固裝有一光信號(hào)接收器，該光信號(hào)接收器上引出信號(hào)端子，半導(dǎo)體激光器上引出供給半導(dǎo)體激光器和光信號(hào)接收器電力的電源線。半導(dǎo)體激光器、偏振膜均通過環(huán)氧樹脂類膠粘接在石英晶體上，光信號(hào)接收器通過環(huán)氧樹脂類膠粘接在偏振膜上，石英晶體、半導(dǎo)體激光器、偏振膜及光信號(hào)接收器、半導(dǎo)體激光器的光束通過石英晶體及氧化物介質(zhì)薄膜反射和透射的兩個(gè)輸出光束的與保偏光纖環(huán)兩端的連接端子均封裝在由環(huán)氧樹脂類膠構(gòu)成的封裝膠內(nèi)，所述的氧化物介質(zhì)薄膜所采用的氧化物為堿金屬氧化物。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1.由于焊點(diǎn)比較少，又省卻了光耦合器，因此光能的自身損耗非常少，實(shí)現(xiàn)了對(duì)姿態(tài)的快速精確修正和調(diào)整；2.主要部件結(jié)合緊密，幾乎無距離，因而在進(jìn)行機(jī)械固定或膠封裝時(shí)，整體結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，體積非常??；3.各部件性能比較穩(wěn)定，溫度系數(shù)比較小；4.干涉對(duì)比度高(可達(dá)到30～35dB)，使得靈敏度高。


圖1為本本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2為圖1的立體外形示意圖；圖3為本實(shí)用新型的光學(xué)工作原理圖。
具體實(shí)施方式
通過以下實(shí)施例，并參照附圖，來具體闡述一下本發(fā)明的內(nèi)容。
本實(shí)用新型所述的光纖陀螺儀，主體是石英晶體8，該石英晶體為正四方體結(jié)構(gòu)，由高純的石英晶體制成。在該石英晶體對(duì)棱的斷面所形成的上、下兩個(gè)三棱柱的切面之間通過特殊工藝生長并最終固化有一多層氧化物介質(zhì)薄膜4，該氧化物介質(zhì)薄膜所采用的氧化物為堿金屬氧化物，如氧化鈣、氧化鎂等。在該石英晶體的下三棱柱的立面即該石英晶體的下立側(cè)面中部固裝有一半導(dǎo)體激光器3，該半導(dǎo)體激光器可以向石英晶體發(fā)射一束單膜紅外激光光束；在上三棱柱的上平面即該石英晶體的上平面的中部固裝有一偏振膜5，在該偏振膜上固裝有一光信號(hào)接收器7，該光信號(hào)接收器可以將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并通過在該光信號(hào)接收器上引出的信號(hào)端子6輸出。半導(dǎo)體激光器的中部引出供給半導(dǎo)體激光器和光信號(hào)接收器電力的電源線1。在該光束經(jīng)過氧化物介質(zhì)薄膜透射和折射的兩個(gè)光束通過連接端子9、10均連接保偏光纖環(huán)11(參見圖3)的兩端，該保偏光纖為熊貓型。
本實(shí)施例中沒有采用機(jī)械固裝方式，而采用環(huán)氧樹脂類膠進(jìn)行粘接的方式，如半導(dǎo)體激光器、偏振膜膠粘在石英晶體上，光信號(hào)接收器膠粘在偏振膜上，石英晶體、半導(dǎo)體激光器、偏振膜及光信號(hào)接收器、半導(dǎo)體激光器的光束通過石英晶體及氧化物介質(zhì)薄膜反射和透射的兩個(gè)輸出光束的與保偏光纖環(huán)兩端的連接端子均封裝在由環(huán)氧樹脂類膠構(gòu)成的封裝膠2內(nèi)。
本實(shí)用新型的工作原理為半導(dǎo)體激光器發(fā)射一束單膜紅外激光光束a，該束光進(jìn)入石英晶體后經(jīng)氧化物介質(zhì)薄膜的透射發(fā)出一束水平偏振光b，反射后發(fā)出一束垂直偏振光c，這兩束光束在保偏光纖環(huán)內(nèi)傳輸后，發(fā)出的水平偏振光d再經(jīng)氧化物介質(zhì)薄膜透射進(jìn)入偏振膜，發(fā)出的垂直偏振光e再經(jīng)氧化物介質(zhì)薄膜反射進(jìn)入偏振膜，兩束光束匯集到偏振膜后，該兩束光束f、g經(jīng)光信號(hào)接收器檢測其相位差，并將其光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過信號(hào)端子送給計(jì)算機(jī)，對(duì)相位差計(jì)算所得出的角速度進(jìn)行修正調(diào)整，調(diào)正行進(jìn)姿態(tài)。
權(quán)利要求1.一種光纖陀螺儀，由半導(dǎo)體激光器、石英晶體、偏振膜、保偏光纖環(huán)構(gòu)成，其特征在于所述的石英晶體為正四方體結(jié)構(gòu)，在該石英晶體對(duì)棱切面之間有一層氧化物介質(zhì)薄膜，半導(dǎo)體激光器和偏振膜分別固裝在石英晶體對(duì)棱切面分割而成的石英晶體的下立側(cè)面中部和上平面的中部，在半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光束經(jīng)氧化物介質(zhì)薄膜透射和反射的兩束光束的輸出位置的石英晶體面上分別接一保偏光纖環(huán)的兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖陀螺儀，其特征在于所述的氧化物介質(zhì)薄膜為多層生長結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖陀螺儀，其特征在于在偏振膜上固裝有光信號(hào)接收器，該光信號(hào)接收器引出信號(hào)端子，半導(dǎo)體激光器上引出供給半導(dǎo)體激光器和光信號(hào)接收器電力的電源線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的光纖陀螺儀，其特征在于半導(dǎo)體激光器、偏振膜均膠粘在石英晶體上，光信號(hào)接收器膠粘在偏振膜上，石英晶體、半導(dǎo)體激光器、偏振膜及光信號(hào)接收器、保偏光纖環(huán)與石英晶體相接的連接端子均封裝在封裝膠內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖陀螺儀，其特征在于所述的各部件進(jìn)行粘接采用的為環(huán)氧樹脂類膠，所述的封裝膠為環(huán)氧樹脂類膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖陀螺儀，其特征在于所述的氧化物介質(zhì)薄膜的氧化物為堿金屬氧化物。
專利摘要本實(shí)用新型屬于一種光纖陀螺儀。主要特點(diǎn)是在石英晶體對(duì)棱的切面之間有一層氧化物介質(zhì)薄膜，半導(dǎo)體激光器和偏振膜分別固裝在該氧化物介質(zhì)切面所分割而成的石英晶體的下立側(cè)面中部和上平面的中部。本實(shí)用新型的連接焊點(diǎn)比較少，又省卻了光耦合器，因此光能的自身損耗非常少，實(shí)現(xiàn)了對(duì)姿態(tài)的快速精確修正和調(diào)整；主要部件結(jié)合緊密，幾乎無距離，因而在進(jìn)行機(jī)械固定或膠封裝時(shí)，整體結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，體積非常小，各部件性能比較穩(wěn)定，溫度系數(shù)比較小，干涉對(duì)比度高(可達(dá)到30～35dB)，因而靈敏度較高。
文檔編號(hào)G01C19/58GK2682384SQ200320112198
公開日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2003年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月13日
發(fā)明者趙允興, 溫業(yè)澧 申請(qǐng)人:趙允興