[发明专利]一种基于60um光纤的光纤陀螺系统及光纤熔接方法

说明书

本发明公开了一种基于60um光纤的光纤陀螺系统及光纤熔接方法，本发明使用60光纤绕制的敏感光纤环，搭建一套高精度光纤陀螺，光纤环尺寸为Φ96.5×Φ109.5×16.5(内径×外径×厚度)，长度约为3400m，相比与同体积的80光纤环(2500m)，理论精度可达0.0005°/h。沿用尾纤为80或125的光源、Y波导、耦合器、探测器，其中解决60光纤环与80波导的熔接匹配是关键。使用藤仓的FSM‑100P保偏熔接机和GP公司的ERM‑102型消光比测试仪，对60光纤和80波导纤手动对轴熔接，测试其消光比值，对比80光纤环和80波导熔接的消光比。完成整个光纤陀螺系统的连接，测试其零偏稳定性。本发明解决了60光纤和80光纤器件的匹配性问题，在选择制作陀螺的器件上更加灵活。

技术领域

本发明涉及光纤技术领域，具体涉及一种基于60um光纤的光纤陀螺系统及光纤熔接方法。

背景技术

光纤陀螺是测量载体角速度的传感器，主要由光纤环、光源、Y波导、耦合器和探测器五大光学器件组成，这些器件所使用的光纤有两种：包层直径为80um和125um的光纤，其技术较为成熟，有相配套的测试设备和熔接机。随着光纤陀螺应用领域的不断拓展，尤其是在战术级导弹、火箭队、火炮、无人机上的应用，系统对光纤陀螺精度要求较低，但对其体积要求非常高，光源、Y波导、耦合器、探测器等器件，在同等的性能指标下，体积已经做到了极限，只有通过优化光纤环尺寸达到光纤陀螺小型化目的。目前，已有光纤厂家研制出60光纤，其双折射性能和抗弯曲性能优异，可绕制小尺寸光纤环，相对于80光纤体积减小约50％。光纤陀螺功能实现的核心，是在Y波导和光纤环之间完成干涉，但是，市面上无匹配的60光纤的波导，解决60光纤环和80波导纤的熔接匹配是目前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于60um光纤的光纤陀螺系统及光纤熔接方法，能够解决60光纤环和80波导纤的熔接匹配。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：一种基于60um光纤的光纤陀螺系统，其特征在于，光纤陀螺中的光纤环为采用60um光纤绕制的光纤环。

光纤陀螺中Y波导的波导输出端均采用80波导光纤；光纤环与Y波导的两个波导输出端的80波导光纤通过手动对轴熔接，熔接时，在熔接机上采用80光纤熔接程序进行熔接，修改放电量为180bit，修改放电参数为1800ms。

进一步地，光纤陀螺包括光源板、ASE光源、2×2光纤耦合器、Y波导、探测器以及主板。

光源板用于驱动ASE光源发出光信号。

光信号通过80um光纤进入2×2光纤耦合器，经2×2光纤耦合器分光后，通过80um光纤进入Y波导的波导输入端。

Y波导对光信号进行起偏形成偏振光，由两个波导输出端分别输出两路偏振光，两路偏振光注入到光纤环。

光纤环为采用60um光纤绕制的光纤环，光纤环尺寸为内径96.5mm，外径109.5mm，高16.5mm，长度为3.4km。

Y波导的两个波导输出端均为80波导光纤；光纤环与Y波导的两个波导输出端的80波导光纤通过手动对轴熔接。

两路偏振光分别经顺时针和逆时针方向绕光纤环一周后，回到Y波导内，顺时针偏振光和逆时针偏振光在Y波导内形成干涉光，干涉光再由波导输入端输出，并经2×2光纤耦合器分光后，经80um光纤达到探测器。

探测器对干涉光进行光电转换得到电信号输入至主板。

主板解算电信号，通过解算顺时针偏振光和逆时针偏振光之间的位移差得到陀螺系统的转动角速度信息。

主板根据转动角速度信息生成大小想等方向相反的转动相位反馈给Y波导，对Y波导进行相位调制。