耦合点的对准
[0036]初步对准
[0037]将光纤头Cl用适配器转接入红光光源，在集成光学调制器芯片右端A2、A3输出端口处放置一个投影屏(参见图5)，调整微动调节台，直到在屏板上观察到两个光斑，边界清晰，亮度相同；
[0038]精确对准
[0039]将红外CXD连接监视器放置在集成光学调制器芯片输出位置，将红外CXD敏感波长调至光源中心波长处，微调输入端微动调节台，使监视器上的两个光斑边界清晰，亮度均坐寸ο
[0040]步骤4:第二个与第三个耦合点的初对准
[0041]将光纤环的两个光纤端头B1、B2和集成光学调制器芯片输出端A2、A3进行准直对准，也是整个发明中的难点，其他方法无法完成该步骤，见图6、图7。
[0042]第二耦合点的选取说明:在进行第二耦合点的选取时，由于光纤环具有互易性特点，所以可任选一个尾纤定义为第二个耦合点的尾纤，标记为BI;对应的芯片输出端定义为第二个耦合点的芯片端，标记为A2。则最后剩余光纤环尾纤即为第三个耦合点的尾纤部分，标记为B2，对应的芯片输出端即定义为第三个耦合点的芯片输出端，标记为A3。
[0043]将BI光纤端头对准红外光功率计的探头，将光纤环的B2光纤端头夹装在六维微动调节台上，调节其夹持六维微动调节台直到所检测的光功率与消光比最大，详细记录B2端所在的六维微动调节台的6个刻度值(位移刻度X、Y、Z和旋转角度θρ θ2、03)，完成82与A3的耦合位置确定，见图6。
[0044]将装夹Β2光纤端头的微动仪沿着通光光轴的方向外移,对换BI与Β2光纤端头输出端，重复以上工艺过程，完成BI与Α2的耦合位置初步确定对准，见图7。
[0045]步骤5:光路优化调试
[0046]移除红外光功率计探头，将夹持Β2光纤端头的微动调节仪归位到记录的位置，用信号发生器产生40KHz?60KHz的正弦波形，波形频率避开光纤环本征频率及其整数倍，电压幅值选在约νπ/2，将正弦信号通过导线和弹簧探针加载到集成光学调制器芯片的电极上(见图8)，通过示波器输出探测器所检测到的波形信号，微调夹持第三个耦合点的光纤环尾纤BI端的六维微动调节台，直到出现正弦波形且峰峰值达到最大。
[0047]改变信号发生器波形，将信号发生器选用光纤环本征频率的方波调制，方波电压幅值选用νπ/2。打开速率摇摆台，使陀螺处于摇摆旋转工作状态，观察示波器输出波形、灵敏度、对称度等指标；将加在调制器芯片上的正负信号互换，观察示波器输出形、灵敏度、对称度等是否正常。
[0048]步骤6:陀螺联调
[0049]光路调节完成后，移除信号发生器和示波器，采用陀螺电路板驱动陀螺光源、探测器、调制器，根据上面测试的本征频率和半波电压预设电路参数，通过检测陀螺信号输出的灵敏度、标度因数线性度、对称性等，对光纤陀螺进行在线调试光路及电路，使得陀螺输出达到最佳效果。
[0050]步骤7:点胶固定
[0051]待陀螺调整到最佳状态时，分别在集成光学调制器芯片与三个光纤端之间点少许紫外固化胶，用紫外灯快速固化。固化后松开光纤端头的夹具和调制器芯片的夹持，将调制器、陀螺光源、探测器、耦合器、光纤环等器件连同尾纤同时取下，此时整个光路已经连接完毕。再用金丝球焊接机进行电极引线焊接，电极涂胶保护。最后依据陀螺总体设计，依次将器件装配安装在陀螺外壳内部。
[0052]本发明高精度光纤陀螺无熔接制作方法实现将集成光学调制器与光纤环、耦合器实现无熔接的耦合对接，去除了熔接点对高精度光纤陀螺精度的影响，极大的减小光纤陀螺光路所产生的偏振串扰与误差，突破陀螺精度限制。本发明的难点与亮点是第三个耦合点的对准。第三个耦合点的对准是光纤环BI端与集成光学调制器的Α2端的对准，是在光纤陀螺光路闭合后采用本发明特有的技术实现的，之前国内尚无办法实现这一点。
【主权项】
1.一种高精度光纤陀螺无熔接制作方法，其特征在于，先分别完成集成光学调制器芯片端面、耦合器光纤端面和光纤环组件两尾纤端面的抛光处理，再固定集成光学调制器芯片，并将完成端面抛光的三组光纤端面夹持到六维微动调节台。开始对第一耦合点进行成像定位校准，然后选取光纤环尾纤的一端作为第二耦合点进行成像定位校准，将光纤环尾纤的另外一端作为第三耦合点初定位后，利用摇摆台与陀螺效应对第三耦合点再次进行精确校准，调试校准完成后，点胶固化各个耦合点。
2.根据权利要求1所述的高精度光纤陀螺无熔接制作方法，其特征进一步包括如下步骤: 步骤1:进行集成光学调制器芯片端面、耦合器光纤端面、光纤环两尾纤端面的抛光处理； 步骤2:将集成光学调制器芯片置于固定支架夹具上，各耦合点的光纤端分别固定在六维微动调节台上； 步骤3:通过红光与红外光进行通光位置对准，完成第一个耦合点的对准； 步骤4:分别对第二个与第三个耦合点进行初对准； 步骤5:在集成光学调制器芯片上通过施加正弦与方波调制信号，并利用陀螺效应信号形状与幅值进行光路在线优化调试，完成对第三个耦合点精确对准； 步骤6:通过光纤陀螺器件的性能匹配完成高精度光纤陀螺的联调； 步骤7:对耦合点进行点胶固定并进行集成光学调制器引线制作以及陀螺盘绕装配等后续工艺过程。
3.根据权利要求2所述的高精度光纤陀螺无熔接制作方法，其特征在于:步骤4中，对第二个与第三个耦合点定义后，利用在光纤环另一端检测光功率与消光比的方式完成对第二耦合点的初对准；基于六维微动调节台的稳定性，记录刻度对耦合点的两端位置进行标记，并在之后的工序中恢复标记位置。
4.根据权利要求2所述的高精度光纤陀螺无熔接制作方法，其特征在于:步骤5中，使用信号发生器对集成光学调制器进行调制，并基于光纤陀螺效用和六维微动调节台对耦合点，特别是第三个耦合点进行精确对准，并通过正弦调制与方波调制进一步优化调节。
5.根据权利要求2所述的高精度光纤陀螺无熔接制作方法，其特征在于:步骤6中，在六维微动调节台上在线进行光纤陀螺器件的性能匹配联调测试，从而将光纤陀螺性能调整到最优。
【专利摘要】本发明克服常规光纤陀螺制作工艺中的光纤熔接所带来的损耗与偏振误差，可以使光纤陀螺进一步提高精度，达到机载光纤捷联惯导所使用的精度要求。本发明高精度光纤陀螺无熔接制作方法包含独特的元器件准备工艺技术、不同于国内现有的光纤陀螺装配以及集成光学调制器耦合技术，实现将集成光学调制器芯片与光纤环、耦合器实现无熔接的耦合对接，去除了熔接点的影响。相对目前常规光纤陀螺制作方法极大的减小光纤陀螺光路所产生的偏振串扰与误差，突破陀螺精度限制，进一步提高了光纤陀螺精度。
【IPC分类】G01C19-72, G02B6-38
【公开号】CN104713542
【申请号】CN201310676683
【发明人】霍光, 孙国明, 周超超, 卫炀
【申请人】中国航空工业第六一八研究所
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年12月11日