一種光纖陀螺核心敏感光路的組裝方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的是一種光纖陀螺核心敏感光路的組裝方法。在Y波導(dǎo)芯片與2×2保偏耦合器、Y波導(dǎo)芯片和光纖環(huán)組裝時(shí)，利用白光干涉分布式測(cè)量的特點(diǎn)，對(duì)Y波導(dǎo)輸入、輸出處的保偏光纖的對(duì)準(zhǔn)情況進(jìn)行測(cè)量，使用特征峰的幅值大小確定組裝角度，將光纖陀螺與Y波導(dǎo)的制作過(guò)程合并，對(duì)器件進(jìn)行篩選、對(duì)準(zhǔn)和固化狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)2×2保偏耦合器、Y波導(dǎo)和光纖環(huán)之間無(wú)焊點(diǎn)的連接，提高光纖陀螺的一體化水平。本發(fā)明具有光纖陀螺核心敏感光路焊點(diǎn)少、一體化程度高、監(jiān)測(cè)裝置搭建簡(jiǎn)單、Y波導(dǎo)輸入與輸出口串?dāng)_低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于光纖陀螺核心敏感光路的組裝中。
【專利說(shuō)明】
-種光纖陀螺核心敏感光路的組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及的是一種光纖測(cè)量裝置的組裝方法，具體設(shè)及到一種光纖巧螺核屯、敏 感光路的組裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 巧螺是構(gòu)成慣導(dǎo)系統(tǒng)的基礎(chǔ)核屯、部件，其發(fā)展水平影響并制約著慣導(dǎo)系統(tǒng)的發(fā) 展。光纖巧螺具有固態(tài)設(shè)計(jì)、抗沖擊、功耗低、平均無(wú)故障時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，其在慣導(dǎo)系統(tǒng)中的 應(yīng)用使慣導(dǎo)的優(yōu)勢(shì)更加突出。由于光纖巧螺是由多個(gè)波導(dǎo)器件構(gòu)成，各個(gè)波導(dǎo)器件間連接 的緊密性和連續(xù)性是影響光纖巧螺精度和可靠性的重中之重。
[0003] 光學(xué)相干域偏振測(cè)量技術(shù)(OCDP)是一種高精度分布式偏振禪合測(cè)量技術(shù)，它基于 寬譜光干設(shè)原理，通過(guò)掃描式光學(xué)干設(shè)儀進(jìn)行光程補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)不同偏振模式間的干設(shè)，可對(duì) 偏振串?dāng)_的空間位置、偏振禪合信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行高精度的測(cè)量與分析，進(jìn)而獲得光學(xué)偏振器 件的消光比、拍長(zhǎng)等重要參數(shù)。OCDP技術(shù)作為一種非常有前途的分布式光學(xué)偏振性能的檢 測(cè)方法，被廣泛用于保偏光纖制造、保偏光纖精確對(duì)軸、器件消光比測(cè)試等領(lǐng)域。與偏振時(shí) 域反射技術(shù)(P0TDR)、光頻域反射技術(shù)(OFDR)、光相干域反射技術(shù)(OCDR)等分布式檢測(cè)方法 與技術(shù)相比，OCDP技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高空間分辨率(5~10cm)、大測(cè)量范圍（測(cè)量長(zhǎng)度幾公 里）、超高測(cè)量靈敏度(禪合能量-80~-100地）、超大動(dòng)態(tài)范圍（IO8~l〇w)等優(yōu)點(diǎn)。由于它最 為直接和真實(shí)地描述了信號(hào)光在光纖光路中的傳輸行為，所W特別適合于對(duì)光纖器件、組 件，W及光纖巧螺等高精度、超高精度干設(shè)型光纖傳感光路進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估。
[0004] 自光纖巧螺發(fā)明W來(lái)，世界上各種研究部口和機(jī)構(gòu)對(duì)其性能提升作出大量研究。 光纖巧螺的研究開(kāi)始于1976年，美國(guó)的化ah大學(xué)的Vali和R.W. ShodMll首次提出光纖巧 螺的概念，利用光纖Sagnac干設(shè)效應(yīng)，主要是對(duì)干設(shè)式光纖巧螺（I-FOG)的研究，運(yùn)一階段 的重點(diǎn)在于改進(jìn)其靈敏度和減少誤差因素的影響。80年代，開(kāi)始對(duì)標(biāo)度因子的性能進(jìn)行研 究，首次W閉環(huán)系統(tǒng)的形式構(gòu)成光纖巧螺系統(tǒng)。1987年，美國(guó)的Nichola J等人提出了一種 提升光纖巧螺動(dòng)態(tài)范圍和穩(wěn)定性的方法化S4776700);2002年，Bogdan Szafraniec等人提 出對(duì)第一光纖和第二光纖對(duì)準(zhǔn)角度進(jìn)行設(shè)定并使用消偏鏡的方法化S6801319B2); 2005年， 化ung-Jen化en等提出了一種光纖巧螺儀的對(duì)準(zhǔn)方法化S2007/0121117A1)，通過(guò)使用兩個(gè) 光源的辦法，利用相位變化對(duì)光纖巧螺儀進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0005] 自精度光纖巧螺在上世紀(jì)90年代開(kāi)始使用W來(lái)，技術(shù)研究比較早的慣導(dǎo)公司有 化neywel 1、Nodbop、Ixspace等，其產(chǎn)品已覆蓋戰(zhàn)術(shù)級(jí)、慣性級(jí)、戰(zhàn)略級(jí)等不同精度要求范 圍，廣泛用于航空、航天等領(lǐng)域。
[0006] 對(duì)于光纖巧螺而言，如何在組裝過(guò)程中發(fā)揮白光干設(shè)測(cè)試系統(tǒng)的效能，使其對(duì)各 個(gè)組裝過(guò)程進(jìn)行有效的量化指導(dǎo)，對(duì)于最終組裝的光纖巧螺性能優(yōu)劣具有重要影響。合理 減少波導(dǎo)間的焊點(diǎn)，發(fā)展一種光纖巧螺核屯、敏感光路的組裝方法，對(duì)于提高光纖巧螺的整 體性能具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種具有連接緊湊、一體化程度高等特點(diǎn)，可用于光纖巧 螺核屯、敏感光路組裝的光纖巧螺核屯、敏感光路的組裝方法。
[000引本發(fā)明的目的是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：
[0009] (1)對(duì)光纖環(huán)進(jìn)行測(cè)試和篩選:將寬譜光源與2X2保偏禪合器的第一端Cl連接、光 纖環(huán)的第一端Sl與2X2保偏禪合器的第=端c3對(duì)準(zhǔn)連接、光纖環(huán)的第二端s2與白光監(jiān)測(cè)裝 置對(duì)準(zhǔn)連接，
[0010] 打開(kāi)寬譜光源，調(diào)節(jié)白光監(jiān)測(cè)裝置的偏振態(tài)控制器、通過(guò)掃描可移動(dòng)反射鏡得到 光纖環(huán)干設(shè)圖譜，若光纖環(huán)干設(shè)圖譜中顯示的光纖環(huán)整體串?dāng)_較小即高于55地且無(wú)雜散峰 的存在，則光纖環(huán)通過(guò)篩選，否則更換光纖環(huán)重新測(cè)試篩選；
[0011] (2)在非閉合狀態(tài)下，2 X 2保偏禪合器的第S端c3與Y波導(dǎo)的第一端口 Jl對(duì)準(zhǔn)，Y波 導(dǎo)的第二端口 J2與光纖環(huán)的第一端Sl對(duì)準(zhǔn)，光纖環(huán)的第二端s2連接白光監(jiān)測(cè)裝置，
[0012] 調(diào)節(jié)白光監(jiān)測(cè)裝置的偏振態(tài)控制器、通過(guò)掃描可移動(dòng)反射鏡得到光纖環(huán)干設(shè)圖 譜，利用2X2保偏禪合器的第=端c3和光纖環(huán)的長(zhǎng)度分別找到Y(jié)波導(dǎo)的特征峰與Y波導(dǎo)的第 一端口 Jl和Y波導(dǎo)的第二端口 J2的串?dāng)_峰；
[0013] 改變2X2保偏禪合器的第=端c3與Y波導(dǎo)的第一端口 Jl的對(duì)準(zhǔn)角度，并重復(fù)測(cè)量 光纖環(huán)干設(shè)圖譜，Y波導(dǎo)的第一端口 J1點(diǎn)處的串?dāng)_最小即高于50地，對(duì)Y波導(dǎo)的第一端口 Jl 點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)膠固化;改變光纖環(huán)的第一端Sl與Y波導(dǎo)的第二端口 J2的對(duì)準(zhǔn)角度，并重復(fù)測(cè)量光 纖環(huán)干設(shè)圖譜，使Y波導(dǎo)的第二端口 J2點(diǎn)處的串?dāng)_最小即高于50地，對(duì)波導(dǎo)的第二端口 J2點(diǎn) 進(jìn)行點(diǎn)膠固化；
[0014] (3)在閉合狀態(tài)下，光纖環(huán)的第一端Sl與Y波導(dǎo)的第S端口 J3對(duì)準(zhǔn)，2X2保偏禪合 器的第二端c2連接白光監(jiān)測(cè)裝置，
[0015] 調(diào)節(jié)白光監(jiān)測(cè)裝置的偏振態(tài)控制器，通過(guò)掃描可移動(dòng)反射鏡得到光纖環(huán)干設(shè)圖 譜，利用2X2保偏禪合器的第=端c3和光纖環(huán)的長(zhǎng)度找到Y(jié)波導(dǎo)的第=端口 J3的串?dāng)_峰，
[0016] 改變光纖環(huán)的第二端s2與Y波導(dǎo)的第=端口 J3的對(duì)準(zhǔn)角度，重復(fù)測(cè)量光纖環(huán)干設(shè) 圖譜，使Y波導(dǎo)的第S端口 J3點(diǎn)處的串?dāng)_最小即高于50地，對(duì)Y波導(dǎo)的第S端口 J3點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn) 膠固化，完成組裝過(guò)程。
[0017] 白光監(jiān)測(cè)裝置由光程相關(guān)裝置和信號(hào)檢測(cè)與處理裝置組成，所述光程相關(guān)裝置包 括1 X 2禪合器、1 X 2禪合器分別與偏振態(tài)控制器的一端和=端口環(huán)形器的第一端口連接， =端口環(huán)形器的第=端口連接準(zhǔn)直鏡，準(zhǔn)直鏡連接可移動(dòng)反射鏡，偏振態(tài)控制器的另一端 和=端口環(huán)形器的第二端口分別連接2 X 2禪合器的兩個(gè)端口，2 X 2禪合器的另外兩個(gè)端口 各連接一個(gè)探測(cè)器，1X2禪合器經(jīng)起偏器與光纖環(huán)的第二端s2連接。
[0018] 由準(zhǔn)直器和可移動(dòng)反射鏡組成的光學(xué)延遲線的掃描范圍S、2 X 2保偏禪合器的第 =端c3的長(zhǎng)度為h、光纖環(huán)長(zhǎng)度L、起偏器的尾纖Pl的長(zhǎng)度b之間滿足：
[0019] S〉L+h+l2
[0020] 并且，光程掃描范圍的中點(diǎn)選擇為偏振串音測(cè)量數(shù)據(jù)的最大峰值的位置。
[0021] 本發(fā)明提供了一種光纖巧螺核屯、敏感光路的組裝方法，具有連接緊湊、一體化程 度高等特點(diǎn)，可用于光纖巧螺核屯、敏感光路的組裝。
[0022] 本發(fā)明提出的光纖巧螺核屯、敏感光路的組裝方法，包括寬譜光源、2X2保偏禪合 器與Y波導(dǎo)忍片、Y波導(dǎo)忍片與光纖環(huán)的組裝方法，利用白光干設(shè)測(cè)量原理，使用寬譜光源分 別對(duì)光纖環(huán)進(jìn)行篩選、實(shí)現(xiàn)對(duì)Y波導(dǎo)輸入輸出與2 X 2保偏禪合器和光纖環(huán)連接的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 與固化，最后連接光纖巧螺的偏振激光光源，達(dá)到光纖巧螺各連接部件緊密連接的目的，大 大減少連接部件間焊點(diǎn)的數(shù)目。具體過(guò)程主要包括：
[0023] (1)對(duì)光纖環(huán)進(jìn)行測(cè)試和篩選。依次連接寬譜光源、2X2保偏禪合器、光纖環(huán)、白光 監(jiān)測(cè)裝置。寬譜光源與2X2保偏禪合器的Cl端連接，光纖環(huán)的Sl端與2X2保偏禪合器的c3 端對(duì)準(zhǔn)連接，將光纖環(huán)的s2端與白光監(jiān)測(cè)裝置對(duì)準(zhǔn)連接。
[0024] 打開(kāi)寬譜光源，調(diào)節(jié)偏振態(tài)控制器，通過(guò)掃描可移動(dòng)反射鏡，得到光纖環(huán)干設(shè)圖 譜。若光纖環(huán)干設(shè)圖譜中顯示的光纖環(huán)整體串?dāng)_較小（高于55地)且無(wú)雜散峰的存在，則光 纖環(huán)通過(guò)篩選;若不滿足W上條件，則需更換光纖環(huán)重新測(cè)試篩選。選用合適的光纖環(huán)，進(jìn) 行下一步組裝。
[0025] (2)在非閉合狀態(tài)下，連接2X2保偏禪合器、Y波導(dǎo)、光纖環(huán)。依次連接寬譜光源、2 X2保偏禪合器、Y波導(dǎo)、光纖環(huán)、白光監(jiān)測(cè)裝置，其中2X2保偏禪合器的輸出c3端與Y波導(dǎo)的 Jl端口對(duì)準(zhǔn)，Y波導(dǎo)的J2端口與光纖環(huán)的Sl端口對(duì)準(zhǔn)，光纖環(huán)的s2端口連接白光監(jiān)測(cè)裝置。
[0026] 調(diào)節(jié)偏振態(tài)控制器，通過(guò)掃描可移動(dòng)反射鏡，得到光纖環(huán)干設(shè)圖譜。利用2X2保偏 禪合器的輸出c3端和光纖環(huán)的長(zhǎng)度分別找到Y(jié)波導(dǎo)的特征峰與Jl和J2的串?dāng)_峰。
[0027] 通過(guò)Y波導(dǎo)特征峰對(duì)其進(jìn)行篩選，選擇使用串?dāng)_低的Y波導(dǎo)；改變2X2保偏禪合器 的輸出c3端與Y波導(dǎo)輸入端Jl的對(duì)準(zhǔn)角度，并重復(fù)測(cè)量干設(shè)圖譜，使Jl點(diǎn)處的串?dāng)_最小（高 于50地），此時(shí)對(duì)Jl點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)膠固化;改變光纖環(huán)的Sl端與Y波導(dǎo)輸出端J2的對(duì)準(zhǔn)角度，并重 復(fù)測(cè)量干設(shè)圖譜，使J2點(diǎn)處的串?dāng)_最小(高于50地），此時(shí)，對(duì)J2點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)膠固化。
[00%] (3)在閉合狀態(tài)下，連接2X2保偏禪合器、Y波導(dǎo)、光纖環(huán)。依次連接寬譜光源、2X2 保偏禪合器、Y波導(dǎo)、光纖環(huán)、白光監(jiān)測(cè)裝置，其中光纖環(huán)的Sl端口與Y波導(dǎo)的J3端口與對(duì)準(zhǔn)， 2 X 2保偏禪合器的c2端連接白光監(jiān)測(cè)裝置。
[0029] 調(diào)節(jié)偏振態(tài)控制器，通過(guò)掃描可移動(dòng)反射鏡，得到光纖環(huán)干設(shè)圖譜。利用2X2保偏 禪合器的輸出c3端和光纖環(huán)的長(zhǎng)度，在步驟(3)測(cè)量的基礎(chǔ)上，找到J3的串?dāng)_峰。改變光纖 環(huán)的s2端與Y波導(dǎo)輸出端J3的對(duì)準(zhǔn)角度，重復(fù)測(cè)量干設(shè)圖譜，使J3點(diǎn)處的串?dāng)_最小（高于 50地），此時(shí)，對(duì)J3點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)膠固化，完成組裝過(guò)程。
[0030] 對(duì)于由準(zhǔn)直器和可移動(dòng)反射鏡組成的光學(xué)延遲線的掃描范圍S，2X2保偏禪合器 的c3端的長(zhǎng)度為h，光纖環(huán)長(zhǎng)度為L(zhǎng)，起偏器的尾纖的長(zhǎng)度為12,對(duì)于掃描范圍S需滿足：
[0031] S〉L+h+l2 (1)
[0032] 并且，光程掃描范圍的中點(diǎn)盡量選擇為偏振串音測(cè)量數(shù)據(jù)的最大峰值的位置。
[0033] 白光監(jiān)測(cè)裝置由光程相關(guān)裝置和信號(hào)檢測(cè)與處理裝置組成。光程相關(guān)裝置，由IX 2禪合器、偏振態(tài)控制器、環(huán)形器、準(zhǔn)直鏡、可移動(dòng)反射鏡、2 X 2禪合器、探測(cè)器組成。
[0034] 本發(fā)明是對(duì)基于白光干設(shè)原理的光學(xué)相干域偏振測(cè)試系統(tǒng)（OCDP)的測(cè)量裝置。 ODCP的工作原理如圖1所示，W保偏光纖的性能測(cè)試為例，由寬譜光源發(fā)出的高穩(wěn)定寬譜偏 振光301注入到一定長(zhǎng)度的保偏光纖321的慢軸(快軸時(shí)，原理相同）。由于在偏振器件中并 非所有的光都是嚴(yán)格按照保偏軸傳輸?shù)?，?huì)存在非理想的缺陷點(diǎn)或者連接。信號(hào)光沿慢軸 傳輸時(shí)，當(dāng)信號(hào)光傳輸?shù)饺毕蔹c(diǎn)311時(shí)，慢軸中的一部分光能量就會(huì)禪合到正交的快軸中， 形成禪合光束303,剩余的傳輸光束302依舊沿著慢軸傳輸。光纖存在線性雙折射An(例如： 5X1(T4)，使慢軸的折射率大于快軸折射率，當(dāng)光纖的另外一端輸出時(shí)(傳輸距離為1)，則傳 輸在慢軸的傳輸光302和傳輸在快軸的禪合光303之間將存在一個(gè)光程差A(yù) nl。上述光束通 過(guò)焊接點(diǎn)或者旋轉(zhuǎn)連接頭312,進(jìn)入光程相關(guān)器330中。在光程相關(guān)器330中，偏振分束鏡 332、固定反射鏡334、移動(dòng)反射鏡338組成一個(gè)Michelson光學(xué)干設(shè)儀。光束302和303經(jīng)過(guò)偏 振分束鏡332后在光程相關(guān)器330分為固定臂和掃描臂中的兩部分。固定臂中傳輸?shù)墓饨?jīng)過(guò) 固定反射鏡334的反射后到達(dá)探測(cè)器339;掃描臂中傳輸?shù)墓饨?jīng)過(guò)移動(dòng)反射鏡338的反射后 也到達(dá)探測(cè)器339,兩部分光匯聚在探測(cè)器339上形成白光干設(shè)信號(hào)，被其接收并將光信號(hào) 轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。此信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)解調(diào)電路341處理后，送入測(cè)量計(jì)算機(jī)％2中；測(cè)量計(jì)算機(jī) 342另外還要負(fù)責(zé)控制移動(dòng)反射鏡338實(shí)現(xiàn)光程掃描。
[0035] 在測(cè)量計(jì)算機(jī)342的控制下，Michelson干設(shè)儀的移動(dòng)反射鏡338使干設(shè)儀兩臂的 光程差從A nl經(jīng)過(guò)零，掃描至-A nl，如圖2所示：
[0036] (1)當(dāng)光程差等于Anl時(shí)，掃描臂中光204與固定臂中光201發(fā)生匹配，則產(chǎn)生白光 干設(shè)信號(hào)，其峰值幅度為
，它與缺陷點(diǎn)的禪合幅度因子和光源強(qiáng)度成正 比。
[0037] (2)當(dāng)光程差等于0時(shí)，掃描臂與固定臂中，光205與光201、光206與光202發(fā)生匹 配，則產(chǎn)生白光干設(shè)信號(hào)，其峰值幅度為IeDUPlingK Io，它與光源強(qiáng)度與正比。
[0038] (3)當(dāng)光程差等平Anl時(shí).片械皆由化207與固定臂中光202發(fā)生匹配，則產(chǎn)生白光 干設(shè)信號(hào)，其峰值幅度^ 它與缺陷點(diǎn)的禪合幅度因子和光源強(qiáng)度成正 比。
[0039] 對(duì)干設(shè)信號(hào)進(jìn)行處理，歸一化后換算成dB值，通過(guò)對(duì)干設(shè)峰的W此幅度和距離的 檢測(cè)，即可得到保偏光纖缺點(diǎn)的位置和消光比等重要信息。
[0040] 在光纖巧螺組裝過(guò)程中，通過(guò)對(duì)光路中各處串?dāng)_的分布式測(cè)量，得到連接處的串 擾情況并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整固化，得到一體化的光纖巧螺儀。
[0041] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0042] (1)本發(fā)明提出的光纖巧螺核屯、敏感光路的組裝方法，分布對(duì)光纖環(huán)、Y波導(dǎo)、保偏 禪合器進(jìn)行篩選和組裝，可實(shí)現(xiàn)光纖巧螺的一體化連接，大大減小光路中的焊點(diǎn)個(gè)數(shù)。
[0043] (2)通過(guò)白光干設(shè)測(cè)量光路監(jiān)測(cè)的方法，使連接點(diǎn)處的串?dāng)_達(dá)到最低，光纖巧螺的 組裝方法減小了串?dāng)_對(duì)核屯、敏感光路的干擾，提高光纖巧螺的靈敏度。
【附圖說(shuō)明】
[0044] 圖1是光學(xué)器件的分布式偏振串?dāng)_單一缺陷點(diǎn)測(cè)量的光學(xué)原理示意圖；
[0045] 圖2是單一偏振串?dāng)_形成的干設(shè)信號(hào)峰與傳輸光衰減倍數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖；
[0046] 圖3是光纖環(huán)測(cè)試及篩選裝置示意圖；
[0047] 圖4是2 X 2保偏禪合器與Y波導(dǎo)輸入口、Y波導(dǎo)某一輸出口與光纖環(huán)的測(cè)量與組裝 示意圖；
[0048] 圖5是Y波導(dǎo)另一輸出口與光纖環(huán)的測(cè)量與組裝示意圖；
[0049] 圖6是光纖巧螺核屯、敏感光路的組裝結(jié)果示意圖；
[0050] 圖7是光纖巧螺核屯、敏感光路的組裝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051] 為清楚地說(shuō)明本發(fā)明光纖巧螺核屯、敏感光路的組裝方法，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖 對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)W此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0052] 光纖巧螺核屯、敏感光路的組裝過(guò)程，如圖4、5、6所示。主要光電器件的選擇及其參 數(shù)如下：
[0053] (1)寬譜光源101的中屯、波長(zhǎng)1550nm、半譜寬度大于45nm，出纖功率范圍0~2mW，消 光比大于6地；
[0化4] (2)2 X 2保偏禪合器102的工作波長(zhǎng)為1550nm，插入損耗小于0.5地；
[0055] (3)光纖環(huán)104的工作波長(zhǎng)為1550nm，光纖類型為保偏光纖，環(huán)衰減小于1地/km;
[0化6] (4)45檢偏器105的工作波長(zhǎng)為1550nm，消光比為30地，插入損耗小于1地；
[0化7] (5)1X2禪合器111工作波長(zhǎng)為1550nm，插入損耗小于0.5地，分光比為50/50;
[005引 （6)偏振態(tài)控制器112的工作波長(zhǎng)為1550nm，插入損耗為0.5地；
[0化9] (7)S端口環(huán)形器113的工作波長(zhǎng)為1550nm，插入損耗為0.8地，隔離度大于50地；
[0060] (8)自聚焦準(zhǔn)直透鏡114的工作波長(zhǎng)為1550nm，它與可移動(dòng)光學(xué)反射鏡115(反射率 為92% W上)之間的光程掃描距離大約在0~400mm之間變化，平均插入損耗為3.0地；
[0061 ] (9) 2 X 2禪合器124的工作波長(zhǎng)為1550nm，插入損耗小于0.5地；
[0062] (10)探測(cè)器117、118的光敏材料均為InGaAs,光探測(cè)范圍為1100~1700皿，如采用 New Focus公司的Nirvana?系列2017型平衡探測(cè)器。
[0063] 光纖巧螺核屯、敏感光路的具體組裝過(guò)程如下：
[0064] (1)對(duì)光纖環(huán)進(jìn)行測(cè)試和篩選。依次連接寬譜光源101JX2保偏禪合器102、光纖 環(huán)104、白光監(jiān)測(cè)裝置130。寬譜光源101與2 X 2保偏禪合器102的Cl端連接，光纖環(huán)104的Sl 端與2 X2保偏禪合器102的c3端對(duì)準(zhǔn)連接，將光纖環(huán)104的s2端與白光監(jiān)測(cè)裝置130對(duì)準(zhǔn)連 接。
[0065] 打開(kāi)寬譜光源101，調(diào)節(jié)偏振態(tài)控制器112,通過(guò)掃描可移動(dòng)反射鏡115,得到光纖 環(huán)干設(shè)圖譜。若光纖環(huán)干設(shè)圖譜中顯示的光纖環(huán)整體串?dāng)_較小(高于55地)且無(wú)雜散峰的存 在，則光纖環(huán)通過(guò)篩選;若不滿足W上條件，則需更換光纖環(huán)重新測(cè)試篩選。選用合適的光 纖環(huán)，進(jìn)行下一步組裝。
[0066] (2)在非閉合狀態(tài)下，連接2 X 2保偏禪合器102、Y波導(dǎo)103、光纖環(huán)104。依次連接寬 譜光源1〇1、2 X 2保偏禪合器102、Y波導(dǎo)103、光纖環(huán)104、白光監(jiān)測(cè)裝置130,其中2 X 2保偏禪 合器102的輸出c3端與Y波導(dǎo)103的Jl端口對(duì)準(zhǔn)，Y波導(dǎo)103的J2端口與光纖環(huán)的Sl端口對(duì)準(zhǔn)， 光纖環(huán)的s2端口連接白光監(jiān)測(cè)裝置130。
[0067] 調(diào)節(jié)偏振態(tài)控制器112,通過(guò)掃描可移動(dòng)反射鏡115,得到光纖環(huán)干設(shè)圖譜。利用2 X2保偏禪合器102的輸出c3端和光纖環(huán)104的長(zhǎng)度分別找到Y(jié)波導(dǎo)103的特征峰與Jl和J2的 串?dāng)_峰。
[0068] 通過(guò)Y波導(dǎo)103特征峰對(duì)其進(jìn)行篩選，選擇使用串?dāng)_低的Y波導(dǎo)103;改變2 X 2保偏 禪合器102的輸出c3端與Y波導(dǎo)103輸入端Jl的對(duì)準(zhǔn)角度，并重復(fù)測(cè)量干設(shè)圖譜，使Jl點(diǎn)處的 串?dāng)_最小(高于50地），此時(shí)對(duì)Jl點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)膠固化;改變光纖環(huán)104的Sl端與Y波導(dǎo)103輸出端 J2的對(duì)準(zhǔn)角度，并重復(fù)測(cè)量干設(shè)圖譜，使J2點(diǎn)處的串?dāng)_最小（高于50地），此時(shí)，對(duì)J2點(diǎn)進(jìn)行 點(diǎn)膠固化。
[0069] (3)在閉合狀態(tài)下，連接2 X 2保偏禪合器102、Y波導(dǎo)103、光纖環(huán)104。依次連接寬譜 光源101、2 X 2保偏禪合器102、Y波導(dǎo)103、光纖環(huán)104、白光監(jiān)測(cè)裝置130,其中光纖環(huán)的Sl端 口與Y波導(dǎo)103的J3端口與對(duì)準(zhǔn)，2 X 2保偏禪合器102的c2端連接白光監(jiān)測(cè)裝置130。
[0070] 調(diào)節(jié)偏振態(tài)控制器112,通過(guò)掃描可移動(dòng)反射鏡115,得到光纖環(huán)干設(shè)圖譜。利用2 X 2保偏禪合器102的輸出c3端和光纖環(huán)104的長(zhǎng)度，在步驟3測(cè)量的基礎(chǔ)上，找到J3的串?dāng)_ 峰。改變光纖環(huán)104的s2端與Y波導(dǎo)103輸出端J3的對(duì)準(zhǔn)角度，重復(fù)測(cè)量干設(shè)圖譜，使J3點(diǎn)處 的串?dāng)_最小(高于50地），此時(shí)，對(duì)J3點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)膠固化，完成組裝過(guò)程。
[0071] 由準(zhǔn)直器114和可移動(dòng)反射鏡115組成的光學(xué)延遲線的掃描范圍S，2X2保偏禪合 器102的c3端的長(zhǎng)度為h，光纖環(huán)長(zhǎng)度為L(zhǎng)，起偏器105的尾纖Pl的長(zhǎng)度為b，對(duì)于掃描范圍S 需滿足：
[0072] S〉L+h+l2
[0073] 并且，光程掃描范圍的中點(diǎn)盡量選擇為偏振串音測(cè)量數(shù)據(jù)的最大峰值的位置。
[0074] 白光監(jiān)測(cè)裝置130由光程相關(guān)裝置110和信號(hào)檢測(cè)與處理裝置120組成。光程相關(guān) 裝置110由1 X 2禪合器111、偏振態(tài)控制器112、環(huán)形器113、準(zhǔn)直鏡114、可移動(dòng)反射鏡115、2 X 2禪合器116、探測(cè)器117和118組成。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光纖陀螺核心敏感光路的組裝方法，其特征是： (1) 對(duì)光纖環(huán)進(jìn)行測(cè)試和篩選:將寬譜光源與2X2保偏耦合器的第一端Cl連接、光纖環(huán) 的第一端si與2 X 2保偏耦合器的第三端c3對(duì)準(zhǔn)連接、光纖環(huán)的第二端s2與白光監(jiān)測(cè)裝置對(duì) 準(zhǔn)連接， 打開(kāi)寬譜光源，調(diào)節(jié)白光監(jiān)測(cè)裝置的偏振態(tài)控制器、通過(guò)掃描可移動(dòng)反射鏡得到光纖 環(huán)干涉圖譜，若光纖環(huán)干涉圖譜中顯示的光纖環(huán)整體串?dāng)_較小即高于55dB且無(wú)雜散峰的存 在，則光纖環(huán)通過(guò)篩選，否則更換光纖環(huán)重新測(cè)試篩選； (2) 在非閉合狀態(tài)下，2 X 2保偏耦合器的第三端c3與Y波導(dǎo)的第一端口 Jl對(duì)準(zhǔn)，Y波導(dǎo)的 第二端口 J2與光纖環(huán)的第一端si對(duì)準(zhǔn)，光纖環(huán)的第二端s2連接白光監(jiān)測(cè)裝置， 調(diào)節(jié)白光監(jiān)測(cè)裝置的偏振態(tài)控制器、通過(guò)掃描可移動(dòng)反射鏡得到光纖環(huán)干涉圖譜，利 用2 X 2保偏耦合器的第三端c3和光纖環(huán)的長(zhǎng)度分別找到Y(jié)波導(dǎo)的特征峰與Y波導(dǎo)的第一端 口 Jl和Y波導(dǎo)的第二端口 J2的串?dāng)_峰； 改變2X 2保偏耦合器的第三端c3與Y波導(dǎo)的第一端口 Jl的對(duì)準(zhǔn)角度，并重復(fù)測(cè)量光纖 環(huán)干涉圖譜，Y波導(dǎo)的第一端口 Jl點(diǎn)處的串?dāng)_最小即高于50dB，對(duì)Y波導(dǎo)的第一端口 Jl點(diǎn)進(jìn) 行點(diǎn)膠固化;改變光纖環(huán)的第一端si與Y波導(dǎo)的第二端口 J2的對(duì)準(zhǔn)角度，并重復(fù)測(cè)量光纖環(huán) 干涉圖譜，使Y波導(dǎo)的第二端口 J2點(diǎn)處的串?dāng)_最小即高于50dB，對(duì)波導(dǎo)的第二端口 J2點(diǎn)進(jìn)行 點(diǎn)膠固化； (3) 在閉合狀態(tài)下，光纖環(huán)的第一端si與Y波導(dǎo)的第三端口 J3對(duì)準(zhǔn)，2X2保偏耦合器的 第二端c2連接白光監(jiān)測(cè)裝置， 調(diào)節(jié)白光監(jiān)測(cè)裝置的偏振態(tài)控制器，通過(guò)掃描可移動(dòng)反射鏡得到光纖環(huán)干涉圖譜，利 用2 X 2保偏耦合器的第三端c3和光纖環(huán)的長(zhǎng)度找到Y(jié)波導(dǎo)的第三端口 J3的串?dāng)_峰， 改變光纖環(huán)的第二端s2與Y波導(dǎo)的第三端口 J3的對(duì)準(zhǔn)角度，重復(fù)測(cè)量光纖環(huán)干涉圖譜， 使Y波導(dǎo)的第三端口 J3點(diǎn)處的串?dāng)_最小即高于50dB，對(duì)Y波導(dǎo)的第三端口 J3點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)膠固 化，完成組裝過(guò)程。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖陀螺核心敏感光路的組裝方法，其特征是：白光監(jiān)測(cè) 裝置由光程相關(guān)裝置和信號(hào)檢測(cè)與處理裝置組成，所述光程相關(guān)裝置包括1X2耦合器、IX 2耦合器分別與偏振態(tài)控制器的一端和三端口環(huán)形器的第一端口連接，三端口環(huán)形器的第 三端口連接準(zhǔn)直鏡，準(zhǔn)直鏡連接可移動(dòng)反射鏡，偏振態(tài)控制器的另一端和三端口環(huán)形器的 第二端口分別連接2 X 2耦合器的兩個(gè)端口，2 X 2耦合器的另外兩個(gè)端口各連接一個(gè)探測(cè) 器，1X2耦合器經(jīng)起偏器與光纖環(huán)的第二端s2連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光纖陀螺核心敏感光路的組裝方法，其特征是：由準(zhǔn)直器 和可移動(dòng)反射鏡組成的光學(xué)延遲線的掃描范圍S、2 X 2保偏耦合器的第三端c3的長(zhǎng)度為I1、 光纖環(huán)長(zhǎng)度L、起偏器的尾纖pi的長(zhǎng)度I2之間滿足： S〉L+1i + ]_2 并且，光程掃描范圍的中點(diǎn)選擇為偏振串音測(cè)量數(shù)據(jù)的最大峰值的位置。
【文檔編號(hào)】G01C25/00GK105953817SQ201610265230
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】苑勇貴, 梁帥, 楊軍, 吳冰, 彭峰, 李創(chuàng), 喻張俊, 苑立波
【申請(qǐng)人】哈爾濱工程大學(xué)