[发明专利]光纤陀螺用涂层敏感环的制作方法

说明书

本发明公开了一种光纤陀螺用涂层敏感环的制作方法，该方法包括，对待加工的保偏光纤进行检验，包括保偏光纤的光学检测、几何检测、外观检测、可靠性检测。通过上述保偏光纤的几何检测，获得光纤的平均外径值；获取保偏光纤的涂层性质，测试保偏光纤的全温串音；设置待绕制敏感环的信息，包括骨架环、无骨环、半脱环、环长、环圈直径信息。设置敏感环的应用条件，根据流程及条件匹配，根据匹配结果进行软件仿真检验，判断是否满足预设的敏感环要求，如满足则转入光纤环的正常生产制作过程。本发明方法改善保偏光纤敏感环生产制造工艺，使光纤陀螺用敏感环大幅缩短生产周期、降低生产成本、改善产品质量。

技术领域

本发明属于光纤陀螺敏感环制造技术领域，尤其涉及一种光纤陀螺用涂层敏感环的制作方法。

背景技术

光纤陀螺(FOG)是利用萨格奈克效应，其将引入的旋转角速率转换为相位漂移的一种新型角速率传感器。二十世纪初，物理学家Sagnac在实验中发现了光干涉现象受旋转角速率的影响，由此启发了人们通过光干涉现象来进行旋转角速率的测量。上世纪70年代，随着低损耗单模光纤的问世，使得光纤陀螺的诞生成为了可能。1976年Vali和Shorthill首次对敏感环形干涉仪进行了描述，并研制出了全世界首个光纤陀螺样机，宣告了光纤陀螺的正式诞生。光纤陀螺应用在惯性导航系统中，用来测量沿所有三个正交运动轴上的旋转角速率。结合三个加速度计给出的距离信息，通过该数据可以计算出移动装置的位置。

其中，光纤敏感环是光纤陀螺的核心元器件，其制备过程受到保偏光纤、绕环胶水、打底纤、绕环机、绕环工艺、操作人员的诸多因素影响。目前行业内的研究重点主要集中在敏感环圈的绕制方法、设计方法以及光纤涂料、绕环胶水等的开发。其中CN 106556387A，《一种光纤陀螺用光器件匹配方案》，采用了干涉式光纤陀螺的设计理论，实现了光纤类型、光功率、光波偏振态、光谱的相互匹配，但制作效率与成品质量还有待继续提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种光纤陀螺用涂层敏感环的制作方法，提高了光纤陀螺的成品率和产品质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种光纤陀螺用涂层敏感环的制作方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：对待加工的保偏光纤进行检验；

步骤2：通过上述保偏光纤的几何检测，获得光纤的平均外径值；

步骤3：获取保偏光纤的涂层性质；

步骤4：测试保偏光纤的全温串音；

步骤5：设置待绕制敏感环的信息；

步骤6：设置敏感环的应用条件；

步骤7：根据流程及条件匹配，根据匹配结果进行软件仿真检验，判断是否满足预设的敏感环要求。

按上述技术方案，所述步骤2中，打底光纤的外径比保偏光纤大0.5-1.0μm。

按上述技术方案，所述步骤3中，保偏光纤的涂层性质包括内、外涂层的模量、玻璃转变温度、全温热膨胀系数、外涂的表面固化度。

按上述技术方案，所述步骤7中，光纤内涂层的Tg点(玻璃态转变温度)低于环境工作温度最低的温度值，而外涂的Tg点高于环境工作温度最高的温度值。

所述步骤7中，绕环胶水的常温(25℃)模量满足和光纤的外涂层常温模量比值范围在0.8-1.6之间。

按上述技术方案，所述步骤7中，胶水与外涂的膨胀系数匹配，其两者比值范围为0.5-1.5倍。

按上述技术方案，所述步骤7中，光纤外涂层表面固化度小于97％，同时光纤表面光滑无发粘。

本发明产生的有益效果是：本发明方法改善保偏光纤敏感环生产制造工艺，使光纤陀螺用敏感环大幅缩短生产周期、降低生产成本、改善产品质量。