一種單軸光纖陀螺儀的制作方法
【專利摘要】一種單軸光纖陀螺儀，包括分別與耦合器的兩個輸入端口相連的寬譜光源、PINFET探測器，耦合器的其中一個輸出端口與Y波導(dǎo)相連，Y波導(dǎo)的兩個輸出端口與第一偏振分/合束器的兩個分端口相連，第一偏振分/合束器的合束端口與光纖調(diào)節(jié)環(huán)相連，調(diào)節(jié)環(huán)的另一個端口與第二偏振分/合束器的合束端口相連，第二偏振分/合束器的兩個分束端口與敏感環(huán)的兩個端口分別相連；本實用新型在不改變敏感環(huán)的基礎(chǔ)上通過改變本征頻率從而保證所需精度，相比常規(guī)的光纖陀螺儀，可以巧妙的實現(xiàn)敏感環(huán)與其它部分的分離，調(diào)節(jié)環(huán)與連接敏感環(huán)的部分內(nèi)部承載兩方向光的傳播，從根本上避免他們對于敏感環(huán)測量的影響，拓展陀螺的適用范圍，提高同長度下陀螺的精度和可靠性。
【專利說明】
一種單軸光纖陀螺儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及光纖陀螺儀技術(shù)，尤其涉及對于敏感環(huán)長度與體積要求很嚴的單軸光纖陀螺儀。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖陀螺作為激光陀螺之后應(yīng)用Sagnac效應(yīng)的第二代光學(xué)陀螺。自1976年Vail V和Shortill R W提出光纖陀螺的概念以來，光纖陀螺得到了極大的發(fā)展。角速度的測量精度從最初的低精度15°/h到現(xiàn)在的高精度0.001°/h的量級，已經(jīng)成為精度范圍覆蓋最為全面的慣性傳感器，并且廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域。但是由于信號解調(diào)的需要，敏感環(huán)內(nèi)的光纖長度有一定的限制，要保證精度，光纖長度需要達到150米以上，這樣的結(jié)果使得敏感環(huán)的體積變大，而在目前大量裝備的導(dǎo)引頭項目中，對于敏感環(huán)體積大小要求很嚴，計算下來只能繞制80米的光纖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型目的在于提供一種能夠有效解決導(dǎo)引頭用光纖陀螺的體積受限問題，使精度與可靠性均得到保障，既能滿足信號解調(diào)需要，又可以不增加敏感環(huán)的長度，而且精度不受損失的單軸光纖陀螺儀.
[0004]為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種單軸光纖陀螺儀，包括分別與耦合器的兩個輸入端口相連的寬譜光源、PINFET探測器，耦合器的其中一個輸出端口與Y波導(dǎo)相連，Y波導(dǎo)的兩個輸出端口與第一偏振分/合束器的兩個分端口相連，第一偏振分/合束器的合束端口與光纖調(diào)節(jié)環(huán)相連，調(diào)節(jié)環(huán)的另一個端口與第二偏振分/合束器的合束端口相連，第二偏振分/合束器的兩個分束端口與敏感環(huán)的兩個端口分別相連。
[0006]所述的第一偏振分/合束器與Y波導(dǎo)相連的角度為O度或者90度。
[0007]所述的調(diào)節(jié)環(huán)的光纖長度大于50米且小于敏感環(huán)長度的2倍。
[0008]所述的調(diào)節(jié)環(huán)內(nèi)的光纖采用熊貓型、一字型或領(lǐng)結(jié)型保偏光纖。
[0009]所述的第二偏振分/合束器與敏感環(huán)相連的角度為O度或者90度。
[0010]本實用新型在不改變敏感環(huán)的基礎(chǔ)上通過改變本征頻率從而保證所需精度，相比常規(guī)的光纖陀螺儀，可以巧妙的實現(xiàn)敏感環(huán)與其它部分的分離，調(diào)節(jié)環(huán)與連接敏感環(huán)的部分內(nèi)部承載兩方向光的傳播，從根本上避免他們對于敏感環(huán)測量的影響，拓展陀螺的適用范圍，提高同長度下陀螺的精度和可靠性。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2a是本實用新型第一偏振分/合束器與調(diào)節(jié)環(huán)間的光路傳輸示意圖。
[0013]圖2b是本實用新型第二偏振分/合束器與敏感環(huán)間的光路傳輸示意圖。
[0014]圖中，1、寬譜光源；2、PINFET探測器;3、耦合器;4、Y波導(dǎo)；5、第一偏振分/合束器；
6、調(diào)節(jié)環(huán);7、第二偏振分/合束器;8、敏感環(huán)。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，本實用新型包括分別與耦合器3的兩個輸入端口相連的寬譜光源1、PINFET探測器2，耦合器3的其中一個輸出端口與Y波導(dǎo)4相連，Y波導(dǎo)4的兩個輸出端口與第一偏振分/合束器5的兩個分端口相連，第一偏振分/合束器5與Y波導(dǎo)4相連的角度為O度或者90度(視Y波導(dǎo)4傳輸?shù)穆S光或者快軸光來決定)。第一偏振分/合束器5的合束端口與光纖調(diào)節(jié)環(huán)6相連，調(diào)節(jié)環(huán)6的另一個端口與第二偏振分/合束器7的合束端口相連，調(diào)節(jié)環(huán)的光纖長度由系統(tǒng)的精度要求和敏感環(huán)的長度決定，調(diào)節(jié)環(huán)6的光纖長度大于50米且小于敏感環(huán)8長度的2倍，光纖采用熊貓型、一字型或領(lǐng)結(jié)型保偏光纖，第二偏振分/合束器7的兩個分束端口與敏感環(huán)8的兩個端口分別相連，且第二偏振分/合束器7與敏感環(huán)8相連的角度為O度或者90度。
[0016]寬譜光源I發(fā)出的光束(包括但不限于寬譜、低偏振光)經(jīng)過耦合器3(包括但不限于50: 50的2*2親合器)之后，分為兩部分，其中一束為檢測端，另一束與Y波導(dǎo)4相連，光束經(jīng)過Y波導(dǎo)4之后發(fā)生起偏與分束，同時通過Y波導(dǎo)4進行信號的調(diào)制。之后通過Y波導(dǎo)4的兩個輸出端傳輸?shù)降谝黄穹?合束器5的兩個輸入端。參見圖2a，信號在通過第一偏振分/合束器5時，其中一路的振動方向發(fā)生90度旋轉(zhuǎn)，使第一偏振分/合束器5的輸出端光纖中包含著兩束振動方向互相垂直的光束。兩束在同一光纖中傳輸?shù)墓鈱ν饨绲倪\動感應(yīng)保持一致，再經(jīng)過調(diào)節(jié)環(huán)6之后與第二偏振分/合束器7的合束端口相連，參見圖2b，兩束振動方向互相垂直的光束經(jīng)過第二偏振分/合束器7之后，又分別在第二偏振分/合束器7的兩路輸出光纖中傳播，且振動方向又保持一致。之后再與敏感環(huán)8相連。整個光路只有敏感環(huán)8能夠敏感外界載體的角速度。而調(diào)節(jié)環(huán)6的兩路光束對外界信息的敏感是嚴格互易的，在后續(xù)干涉解調(diào)過程中，并不會存在調(diào)節(jié)環(huán)6的干涉信號。最后敏感環(huán)8得到的載體信息通過第二偏振分/合束器7、調(diào)節(jié)環(huán)6、第一偏振分/合束器5，在Y波導(dǎo)4處發(fā)生干涉，干涉信號通過耦合器3之后傳輸?shù)絇INFET探測器2，之后再通過信號處理電路得到載體的角速度信息。
【主權(quán)項】
1.一種單軸光纖陀螺儀，其特征在于:包括分別與耦合器(3)的兩個輸入端口相連的寬譜光源(I)、PINFET探測器(2)，耦合器(3)的其中一個輸出端口與Y波導(dǎo)(4)相連，Y波導(dǎo)(4)的兩個輸出端口與第一偏振分/合束器(5)的兩個分端口相連，第一偏振分/合束器(5)的合束端口與光纖調(diào)節(jié)環(huán)(6)相連，調(diào)節(jié)環(huán)(6)的另一個端口與第二偏振分/合束器(7)的合束端口相連，第二偏振分/合束器(7)的兩個分束端口與敏感環(huán)(8)的兩個端口分別相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單軸光纖陀螺儀，其特征在于:所述的第一偏振分/合束器(5)與Y波導(dǎo)(4)相連的角度為O度或者90度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單軸光纖陀螺儀，其特征在于:所述的調(diào)節(jié)環(huán)(6)的光纖長度大于50米且小于敏感環(huán)(8)長度的2倍。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單軸光纖陀螺儀，其特征在于:所述的調(diào)節(jié)環(huán)內(nèi)的光纖采用熊貓型、一字型或領(lǐng)結(jié)型保偏光纖。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單軸光纖陀螺儀，其特征在于:所述的第二偏振分/合束器(7)與敏感環(huán)(8)相連的角度為O度或者90度。
【文檔編號】G01C19/72GK205537668SQ201620210956
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】劉穎, 范永青, 秦波, 亢宏波
【申請人】西安郵電大學(xué)