[发明专利]一种基于光子晶体光纤的新型光纤陀螺干涉光路

摘要

一种基于光子晶体光纤的新型光纤陀螺干涉光路包括光子晶体光纤环和Y波导集成光学器件，光纤环采用折射率导引型光子晶体光纤，光纤环绕制时采用绕制一层固化一层的方式，Y波导尾纤采用和光纤环相同结构形式的同类型光纤。光子晶体光纤的设计在满足陀螺的双折射要求同时，模场与Y波导芯片的模场相匹配，并通过缩孔的方法进一步扩大光纤的模场，减小光纤接续带来的附加损耗。所设计的干涉光路具有偏振稳定性好、磁场灵敏度低、抗辐照等特点，采用这种干涉光路的光纤陀螺具有抗辐照、温度稳定性好、磁场灵敏度低的特点，特别适合于卫星等空间飞行器应用的高精度光纤陀螺。

主权项

一种基于光子晶体光纤的新型光纤陀螺干涉光路的制作方法，其特征在于：所述干涉光路包括Y波导集成光学器件和光子晶体光纤环，光信号经过光子晶体光纤耦合进Y波导芯片，然后从Y波导芯片等比例耦合进两根光子晶体光纤中输出，两根输出光纤分别与光子晶体光纤环的两端连接，从Y波导输入的光经光纤环传输后返回到Y波导进行干涉，形成光纤陀螺的干涉光路；所述光纤环采用折射率导引型保偏光子晶体光纤绕制而成，光纤环绕制过程中张力控制在3～5g范围，采用带胶的方法固化光纤环，胶液的温度控制在40～60℃；光子晶体光纤的端面结构设计同时考虑光纤的双折射特性、模场面积和形状，即光纤的双折射为4.07x10‑4，模场面积为23μm2，模场椭圆度不大于0.6；所述Y波导也采用保偏光子晶体光纤制备尾纤，光纤的结构类型和光纤环相同，尾纤端部采用缩孔的方法变成无芯光纤，一方面进一步扩大模场，另一方面防止光纤磨抛时空气孔被污染；光纤环和Y波导采用熔接的方式进行耦合，熔接过程中采用较小的能量和较短的时间，即能量控制在16W内，时间控制在3.0s内，防止光纤出现空气孔塌缩造成较大的损耗和模场畸变。