[发明专利]一种四环设计光纤陀螺用光纤环制备方法

说明书

本发明光纤陀螺技术领域，具体涉及一种四环设计光纤陀螺用光纤环制备方法。通过将光纤标为等份四段，分别用中点两侧的四分之一长度的光纤按顺、逆时针方向绕制两个小环，剩余两段四分之一长度光纤绕制两个大环，将两个小环通过过纤豁口放入封装骨架上下对称的内环隔热腔中，将两个大环轴向交叉，通过过纤豁口放入骨架上下对称的外环隔热腔中，用胶对四个隔热腔中的光纤环及过纤豁口进行灌封，最后用螺丝将上下壳盖固定。本发明绕制及封装工艺简单，能保证光纤环无焊点且光纤中点两侧对称位置光纤具有温度对称性。

技术领域

本发明涉及光纤陀螺技术领域，具体涉及一种四环设计光纤陀螺用光纤环制备方法。

背景技术

光纤陀螺(FOG)是一种基于Sagnac效应的高性能角速率传感器，能够敏感载体相对于惯 性空间的旋转角速率。

由于光纤环是光纤陀螺的核心部件，其温度性能直接影响光纤陀螺的精度，因此，光纤 环抑制温度干扰的能力决定了光纤环的质量。光纤陀螺工作时的温度范围通常在-40℃到+60℃ 且有时还会伴随剧烈的温度变化即快速的升降温过程，温度变化会改变光纤的折射率、内部 应力甚至光纤长度，这些情况都会使陀螺的稳态输出中包含有不可忽略的热漂移旋转角速率 误差。

目前，对于通用的四极、八极、十六极对称绕法和交叉对称绕法绕制的光纤环，虽然能 很好的保证光纤环在中点处具有温度对称性，但操作工艺难度大，存在多次换层，需要实时 控制光纤的绕制张力。抑制外界温度引起的陀螺旋转角速率误差，除了提高线圈绕制技术外， 还可以从改善外部壳体的隔热结构设计入手。现有隔热腔结构的研究以不同隔热材料为研究 对象，使研制成本增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种四环设计光纤陀螺用光纤环制备方法，以克服通用光纤环绕 制及封装方法的工艺繁琐和外部壳体隔热结构设计成本增加这两大问题，抑制温度变化引起 的误差对光纤陀螺性能的影响。

本发明实施例提供一种四环设计光纤陀螺用光纤环制备方法，包括：

步骤一：准备两种尺寸的光纤绕制骨架，对绕制骨架和光纤进行清洁处理，得到小半径 光纤绕制骨架、大半径光纤绕制骨架和洁净光纤；

步骤二：将所述光纤标为等长四段，以二分之一点为起点，分别按顺、逆时针在小半径 光纤绕制骨架上绕制小光纤环，顺时针绕制的小光纤环绕至光纤四分之一点处停止，逆时针 绕制的小光纤环绕至光纤四分之三点处停止，分别将两个小光纤环进行固化、脱骨架处理， 得到两个层数和匝数完全相同的小光纤环；

步骤三：将所述光纤分别以四分之一点、四分之三点为起点，分别按顺、逆时针在大半 径光纤绕制骨架上绕制大光纤环，绕制的大光纤环分别绕至光纤首、尾处停止，分别将两个 大光纤环进行固化、脱骨架处理，得到两个层数和匝数完全相同的大光纤环，最终得到四环 设计光纤环；

步骤四：将所述的两个小光纤环直接通过封装骨架上的径向过纤豁口放入骨架上下对称 的内环隔热腔中；将所述的两个大光纤环先沿骨架轴向交叉，然后通过封装骨架上的径向过 纤豁口放入骨架上下对称的外环隔热腔中；

步骤五：将四个隔热腔中的光纤环及径向过纤豁口用胶进行灌封固定处理，将上壳盖和 下壳盖通过螺丝固定于封装骨架上，完成四环设计光纤环封装；

所述步骤一，其中：

所述光纤为按照种类分为保偏光纤，包括：熊猫型、领结型、椭圆形保偏光纤或新型光 子晶体光纤，并且光纤规格为：80/165光纤、80/135光纤或60/100光纤；

所述步骤二与步骤三，其中：

所述绕制过程在每次的起点处预留有对称的5cm余量，并且绕制过程采用的方法均为 柱型绕法；

所述步骤四，其中：