[发明专利]一种混偏光纤陀螺光路及消偏器的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光纤陀螺领域，更具体地，涉及一种混偏光纤陀螺光路及消偏器的制备方法。

背景技术

光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的惯性仪表。因其具有体积小、重量轻、精度范围广，无运动部件等优点，在陆、海、空、天等各领域获得了广泛的应用。陀螺光路作为Sagnac效应的敏感和检测部分，是光纤陀螺的核心部件。混偏型光路是光纤陀螺的一种光路形式。在混偏型光路中部分光学器件采用保偏器件，如保偏光纤环，部分器件采用单模器件，如光纤耦合器。

2006年中国航天时代电子公司王巍，杨清生等人提出了一种采用低偏和保偏混合光路的光纤陀螺(CN200610171588.2)，该光纤陀螺的Y波导输入端尾纤及光源尾纤、光纤耦合器采用单模光纤，Y波导输出端尾纤和光纤环采用保偏光纤。该混偏陀螺光路方案降低了光路偏振串扰的影响，简化了装配工艺，提高了生产效率和装配一致性，易于批量生产。但是采用该光路结构的陀螺易受光源性能波动的影响，且只适用于低偏振光源。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种混偏光纤陀螺光路，目的在于降低混偏陀螺光路对光源偏振度的要求，不但适用于低偏振宽谱光源，对于高偏振光源也能够通过消偏器保证Y波导起偏信号的功率稳定性和波长稳定性。

本发明提供了一种混偏光纤陀螺光路，包括单模光纤耦合器、与所述单模光纤耦合器的第一端熔接的且尾纤为单模光纤的宽谱光源、输入端与所述单模光纤耦合器的第二端熔接的消偏器、与所述消偏器的输出端对轴耦合的Y波导、与所述Y波导熔接的保偏光纤环、以及与所述单模光纤耦合器的第三端熔接且尾纤为单模光纤的探测器；所述消偏器是由长度比为1：2的2段保偏光纤构成，长度分别为L₁和L₂,L₁≥L_D，L₂≥L_D，L₂-L₁≥L_D,L_D为消偏长度。

更进一步地，消偏器中两段光纤之间为45°对轴保偏光纤熔接点。

更进一步地，消偏器输出端和波导输出尾纤与波导采用耦合对轴方式，三段波导尾纤的快轴与波导的传输轴0°对轴。

更进一步地，Y波导尾纤与光纤环之间的两个熔接点S₄和S₅均为保偏光纤熔接点，且0°对轴。

更进一步地，所述宽谱光源与单模光纤耦合器之间的熔点S₁、所述探测器与单模光纤耦合器之间的熔点S₂、所述单模光纤耦合器与所述消偏器之间的熔点S₃均为单模光纤熔接点。

更进一步地，所述消偏器中两段光纤的长度满足：L₁≥(L_D+L₃)×1.3＝(Δl/Δn+L₃)×1.3，L₂≥(L_D+L₃)×1.3，L₂-L₁≥(L_D+L₃)×1.3；其中L_D为光源输出光信号的消偏长度，L₃为Y波导输出尾纤长度，Δn为Y波导输入尾纤的双折射率差，Δl为光源的去相干长度。

更进一步地，选用Y波导的输入尾纤长度L>3×[(L_D+L₃)×1.3]。

本发明还提供了一种制备上述的混偏光纤陀螺光路中消偏器的方法，包括下述步骤：

(1)采用非平衡迈克尔逊干涉仪或非平衡马赫曾德干涉仪测试宽谱光源的自相干特性，获得光源的去相干长度Δl；

(2)根据Y波导输入尾纤的双折射率差Δn获得光源输出光信号的消偏长度L_D＝Δl/Δn；