[发明专利]一种利于光纤尾纤布置的小型双轴光纤陀螺仪

说明书

本发明公开了一种利于光纤尾纤布置的小型双轴光纤陀螺仪。本发明在不增加双轴光纤陀螺体积的同时采用大直径光纤环的设计，能够使Y波导与耦合器安装于光纤环底座另一侧，能够在不增加双轴光纤陀螺体积的情况下将光纤尾纤顺畅的盘绕在光纤环底座上，有效解决了光纤尾纤盘绕困难，内部应力大的问题。同时，每个轴向的光纤环均配备了磁屏蔽罩，有效减小了Farady效应对双轴光纤陀螺性能的影响。本发明结构体积小、空间利用率高、加大发热元件与温度敏感元件光纤环的距离，有效减小了Shupe效应对双轴光纤陀螺性能的影响。

技术领域

本发明涉及光纤陀螺设计技术领域，具体涉及一种利于光纤尾纤布置的小型双轴光纤陀螺仪。

背景技术

光纤陀螺仪是基于Sagnac效应工作的一种用于测量载体角速度的高精度惯性器件，具有寿命长、体积小、质量轻、测量范围大、精度范围广、无运动部件等特点，在航空航天、导弹制导等领域有广泛应用。由于环境温度、外界磁场、光纤环内部应力会对光纤陀螺仪中的敏感元件光纤环产生极大影响，Shupe效应与Farady效应产生的非互易相移会与载体旋转产生的Sagnac相移相叠加，从而影响光纤陀螺的精度。因此，在有限的空间内合理排布所有器件、增大空间利用率的同时，保证设计的结构利于器件散热与屏蔽外界磁场是至关重要的。现有的双轴光纤陀螺为了保证体积小而选用直径较小的光纤环，将Y波导与耦合器放置在光纤环侧边，但这样的结构在光纤尾纤布置时难以操作，并且会由于弯折角度过大在光纤内部产生应力，影响其精度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种利于光纤尾纤布置的小型双轴光纤陀螺仪，能够在不增加双轴光纤陀螺体积的情况下将光纤尾纤顺畅的盘绕在光纤环底座上，且可有效减小了Shupe效应、Farady效应对双轴光纤陀螺性能的影响。

本发明的利于光纤尾纤布置的小型双轴光纤陀螺仪，包括基座、外壳、顶盖、光源组件、光纤环路和信号接受组件；

其中，所述光纤环路包括组光纤环底座、磁屏蔽外壳、光纤环、Y波导和耦合器，分别对应于Y轴和Z轴；其中，光纤环粘接于光纤环底座背面；磁屏蔽外壳安装在光纤换底座正面，并粘接于光纤环上；Y波导和耦合器安装在光纤环底座正面预设的凹槽中，并位于磁屏蔽外壳内；Y轴光纤环路中包括1个1×2耦合器和1个2×2耦合器，Z轴光纤环路中包括1个2×2耦合器；Y轴光纤环路和Z轴光纤环路分别安装在基座1的底面和侧板；其中，Y轴光纤环的两端尾纤分别与Y轴Y波导输出端的两根尾纤熔接，Y轴Y波导输入端尾纤与Y轴2×2耦合器的一个输出端尾纤熔接，Y轴1×2耦合器的一个输出端尾纤与Y轴2×2耦合器的一个输入端尾纤熔接，将光纤尾纤盘绕在Y轴光纤环底座的盘纤处；Z轴光纤环的两端尾纤分别与Z轴Y波导输出端的两根尾纤熔接，Z轴Y波导输入端尾纤与Z轴2×2耦合器的一个输出端尾纤熔接，将光纤尾纤整齐盘绕在Z轴光纤环底座的盘纤处；

所述光源组件包括光源底座以及安装在光源底座上的光源板和SLD光源；所述光源底座安装在Y轴光纤环底座上；

所述信号接受组件包括2组主板电路板和PINFET探测器，分别对应于Y轴和Z轴；Y轴主板电路板用铜柱安装于光源底座上；Y轴Y波导导线和光源板导线焊接于Y轴主板电路板上；Z轴主板电路板安装于铜柱上；Z轴Y波导导线焊接于Z轴主板电路板上；光源尾纤与Y轴1×2耦合器输入端尾纤进行熔接，Y轴2×2耦合器输入端尾纤与Y轴探测器尾纤熔接；Z轴2×2耦合器输入端尾纤与Z轴探测器尾纤熔接，将光纤尾纤盘绕在Y轴光纤环底座和Z轴光纤环底座的盘纤处。

较优的，所述光纤环采用环氧胶粘接在光纤环底座背面。

较优的，所述Y波导采用螺钉安装到光纤环底座的Y波导凹槽中。

较优的，所述耦合器采用硅橡胶粘接于光纤环底座的耦合器凹槽中。

较优的，采用熔点保护套管和紫外胶对所有光纤熔点进行保护。

较优的，所述光纤环底座上均匀设有便于光纤尾纤盘绕的挡板。