[发明专利]光纤陀螺用集成光学收发模块

说明书

技术领域

本发明涉及光纤陀螺技术领域，特别是指一种光纤陀螺用集成光学收发模块。

背景技术

作为角速度传感器的光纤陀螺是一种基于光学Sagnac效应的全固态光纤传感器，它具有全固态、长寿命、坚固、高带宽、瞬时启动、大动态范围、高精度定位等诸多突出优点，也具有重量轻、耗电省、成本低、加速度不敏感、体积小、无运动部件以及优良的偏置稳定性和低刻度因子误差等优点，因此在惯性制导、卫星定位、汽车导向、智能机器人等众多军用和民用领域具有广阔的应用前景，广泛应用于航天、航空、航海、武器系统、深空探测和其它各种高精度定位兵器等军事上，在当今的惯性传感领域具有特殊的重要军事意义。我国已将光纤陀螺仪及其所构成的导航系统作为惯性技术领域未来二十年的主攻方向，为了加速光纤陀螺的实用化进程，研究新型高性能、小型化、低损耗和高稳定性的集成光学器件对光纤陀螺具有重要意义。

对于传统的闭环光纤陀螺系统，如图2所示，光路部分主要包括超辐射发光二极管光源1、探测器2、耦合器3、Y波导集成光学器件4与光纤线圈5。其中，Y波导集成光学器件集成了分束器、偏振器、调制器的功能，其中的调制器用于偏置调制和实现闭环的反馈调制。但是由于耦合器与Y波导集成光学器件之间需要采用特定的保偏光纤按拉锥工艺制成，既提高了工艺成本，又不利于光纤陀螺的小型化。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种小型化的光纤陀螺用多功能集成光学器件，其进一步缩小了光纤陀螺的体积，且可与超辐射发光二极管光源和光电探测器模块的直接耦合，有利于光纤陀螺的小型化和集成化。

为达到上述目的，本发明提供一种光纤陀螺用集成光学收发模块，包括：

一光纤线圈；

一双Y型波导集成光学器件，包括第一输入端、一第二输入端、一第一输出端和一第二输出端，

其中第一输入端用于与超辐射发光二极管光源的输出端连接，其第二输入端用于与光电探测器的输出端连接；

该光纤线圈与双Y型波导集成光学器件的第一输出端及第二输出端耦合。

其中该双Y型波导集成光学器件包括第一Y型波导分束器和第二Y型波导分束器，该第一Y型波导分束器的输出端与第二Y型波导分束器的输入端连接。

其中第一Y型波导分束器和第二Y型波导分束器为3dB光分束器。

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、在波导结构设计上，本发明在传统的单Y波导结构基础上，采用掩膜工艺制作出一个前置Y形分束器，实现具有“双Y型”分束式波导结构的集成光学器件的设计，从而取代闭环光纤陀螺结构中分立的光纤耦合器和Y波导集成光学器件，加速了光纤陀螺小型化的进程。

2、在产品实际应用上，本发明实现了与超辐射发光二极管光源和光电探测器芯片的直接耦合，有利于光纤陀螺的集成化，便于光纤陀螺的安装。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合实施例及附图，对本发明进一步详细说明如后，其中：

图1是本发明多功能集成光纤陀螺结构示意图。

图2是传统的闭环光纤陀螺结构示意图。

图3是图1中双Y型波导集成光学器件的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明提供一种光纤陀螺用集成光学收发模块，包括：

一光纤线圈10；

一双Y型波导集成光学器件20，包括一第一输入端1、一第二输入端2、一第一输出端3和一第二输出端4，该双Y型波导集成光学器件20包括第一Y型波导分束器21和第二Y型波导分束器22(参阅图3)，该第一Y型波导分束器21的输出端a与第二Y型波导分束器22的输入端b连接，该第一Y型波导分束器21和第二Y型波导分束器22为3dB光分束器；

其中第一输入端1用于与超辐射发光二极管光源的输出端连接，第二输入端2用于与光电探测器的输出端连接；

该光纤线圈10与双Y型波导集成光学器件20的第一输出端3及第二输出端4耦合。