一种光纤陀螺用光路性能测试系统的制作方法

本发明涉及一种光纤陀螺用光路性能测试系统，属于光纤惯导技术领域。

背景技术

光纤陀螺仪作为一种新型惯性仪表，由于其精度、功耗、质量等方面的优势，已广泛应用于导弹、飞机、舰船和车辆等领域。

随着光纤陀螺广泛应用，光纤陀螺的数量、种类也越来越多。目前越来越多的陀螺进入量产阶段，由于光纤清理、切割不当、或者熔接误差、光纤不匹配等，光纤陀螺装配后常出现光路损耗超差问题，影响光纤陀螺精度性能，需要进行返工处理，影响生产效率，且返修时操作不当还可导致光纤损伤、甚至断裂，影响产品可靠性。为保证可靠性需要对光路熔接过程中的关键熔接环节的损耗进行测试。关键熔接环节包括光源输出光功率、干涉仪光路损耗、光路总损耗等。

现有技术光路损耗测试方法是：对于光源功率测试需要先将光源连接光源驱动装置，再借助光功率计测试光功率输出，对于耦合器、y波导、光纤环等无源器件，需要找到试验光源，再将试验光源与待测器件连接，然后再将试验光源连接光源驱动装置，再测试待测器件输出光功率，该方法测试复杂，操作不当易损伤器件。而对于干涉仪光路、光路总损耗却无法测试。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种光纤陀螺光路损耗性能测试系统，该系统能够实现光源输出光功率，耦合器、y波导、光纤环、干涉仪连接损耗、光路总损耗测试，操作简单，精度高，结果自动显示，方便检测光纤熔接过程损耗。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种光纤陀螺用光路性能测试系统，包括光源输出驱动模块、光源输出模块、光功率测试模块、干涉仪光路损耗测试模块、探测器电压检测模块和数据处理显示模块；

所述光源输出驱动模块用于向光源输出模块输出驱动电流；所述光源输出模块用于向光功率测试模块和干涉仪光路损耗测试模块输出光信号；所述光功率测试模块能够测试光源输出模块输出的光信号的光功率，也能够测试外部器件输出的光信号的光功率，光功率测试模块将光源输出模块输出的光信号的光功率或外部器件输出的光信号的光功率输出给数据处理显示模块；所述干涉仪光路损耗测试模块接收光源输出模块输出的光信号，然后测试外部干涉仪光路的损耗；所述探测器电压检测模块用于测试外部探测器的电压然后发送给干涉仪光路损耗测试模块，所述干涉仪光路损耗测试模块根据外部探测器的电压测试外部探测器的光功率；所述干涉仪光路损耗测试模块将外部探测器的光功率和外部干涉仪光路的损耗均输出给数据处理显示模块；所述数据处理显示模块对光源输出模块输出的光信号的光功率、外部器件输出的光信号的光功率、外部干涉仪光路的损耗、外部探测器的光功率进行比对显示。

上述光纤陀螺用光路性能测试系统，所述光源输出模块能输出850nm或1310nm或1550nm三种不同波长的光信号，且上述光信号的功率可调。

上述光纤陀螺用光路性能测试系统，所述光源输出模块包括光源、光源波长显示屏和不同波长光源选择按钮；所述不同波长光源选择按钮能够输出波长切换指令通过光源波长显示屏给光源用于切换光源输出的光信号的波长；所述光源波长显示屏用于显示不同波长光源选择按钮切换的光信号的波长；所述光源根据不同波长光源选择按钮的波长切换指令输出相应波长的光信号。

上述光纤陀螺用光路性能测试系统，所述光源输出驱动模块包括光源驱动接口、驱动电流控制模块、电源开关；所述电源开关用于控制向驱动电流控制模块供电的导通与断开；所述驱动电流控制模块用于向光源驱动接口输出驱动电流，驱动电流控制模块能够显示当前输出的驱动电流，所述驱动电流可调；所述光源驱动接口用于向光源输出模块的光源和外部光源输出驱动电流。

上述光纤陀螺用光路性能测试系统，所述光功率测试模块包括第一检测接口、功率测试模块和功率存储模块；所述第一检测接口带有光纤用于与光源输出模块的光源或外部器件连接；所述功率测试模块用于对第一检测接口连接的光源或外部器件进行光功率测试并显示测试结果；所述功率存储模块用于存储功率测试模块的测试结果，功率存储模块将光源或外部器件输出的光信号的光功率输出给数据处理显示模块。

上述光纤陀螺用光路性能测试系统，所述干涉仪光路损耗测试模块包括第二检测接口、损耗测试模块、转换模块、功率显示模块；所述第二检测接口带有光纤用于与外部的干涉仪光路连接；所述损耗测试模块用于对第二检测接口连接的外部的干涉仪光路进行损耗测试；所述转换模块将损耗测试模块测得的损耗模拟信号转换成损耗数字信号；所述功率显示模块对转换模块转换的损耗数字信号进行显示，功率显示模块将转换模块转换的损耗数字信号输出给数据处理显示模块。

上述光纤陀螺用光路性能测试系统，所述干涉仪光路损耗测试模块包括转换模块、功率显示模块；所述探测器电压检测模块测试外部探测器的光功率然后发送给干涉仪光路损耗测试模块的转换模块；所述转换模块将外部探测器的光功率模拟信号转换成光功率数字信号；所述功率显示模块对转换模块转换的光功率数字信号进行显示，功率显示模块将转换模块转换的光功率数字信号输出给数据处理显示模块。

上述光纤陀螺用光路性能测试系统，所述数据处理显示模块对光源输出模块输出的光信号的光功率、外部器件输出的光功率、外部干涉仪光路的损耗、外部探测器的光功率进行比对显示；同时根据预设的判定条件，判断光源输出模块输出的光功率、外部器件输出的光功率、外部干涉仪光路的损耗、外部探测器的光功率是否合格。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

(1)本发明涉及的系统提供850μm、1310μm、1550μm三种波长光源，且输出光功率可调，可以满足型号各种光功率、不同波长的要求，且光源及其驱动在系统内部，安全可靠；

(2)本发明涉及的系统实现了干涉仪光路损耗的检测，避免了全光路连接后发现损耗，需破坏光路进行损耗测试，节省了时间，保证了光路可靠性；

(3)本发明涉及的系统的光功率测试时基于pin-fet，光纤熔接实现的，测试精度高、成本低，设备使用时只需要定期校验，避免了采用光功率测试时需经过接口转接，精度低，设备需要定期计量成本高的问题；

(4)本发明的系统提供多位置功率存储功能，便于计算多个光路损耗，损耗结果自动计算，显示；

(5)本发明涉及的系统提供探测器电压检测接口，并将电压结果换算成功率，并通过与光源等处功率对比，实现了全光路各熔接间的损耗的测试，测试结果直观、便捷。

附图说明

图1为本发明一种光纤陀螺用光路性能测试系统的示意图；

图2为被测光纤陀螺光路。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。

一种光纤陀螺用光路性能测试系统，包括光源输出驱动模块1、光源输出模块2、光功率测试模块3、干涉仪光路损耗测试模块4、探测器电压检测模块5和数据处理显示模块6；如图1所示。

所述光源输出驱动模块1用于向光源输出模块2和外部光源0-1输出驱动电流，外部光源0-1作为外部器件0-2、外部干涉仪光路0-3、外部探测器0-4的光源；所述光源输出模块2用于向光功率测试模块3和干涉仪光路损耗测试模块4输出光信号；所述光功率测试模块3能够测试光源输出模块2输出的光信号的光功率，也能够测试外部器件0-2输出的光信号的光功率，光功率测试模块3将光源输出模块2输出的光信号的光功率或外部器件0-2输出的光信号的光功率输出给数据处理显示模块6；所述干涉仪光路损耗测试模块4接收光源输出模块2输出的光信号，然后测试外部干涉仪光路0-3的损耗；所述探测器电压检测模块5用于测试外部探测器0-4的电压然后发送给干涉仪光路损耗测试模块4，所述干涉仪光路损耗测试模块4根据外部探测器0-4的电压测试外部探测器0-4的光功率；所述干涉仪光路损耗测试模块4将外部探测器0-4的光功率和外部干涉仪光路0-3的损耗均输出给数据处理显示模块6；所述数据处理显示模块6对光源输出模块2输出的光信号的光功率、外部器件0-2输出的光信号的光功率、外部干涉仪光路0-3的损耗、外部探测器0-4的光功率进行比对显示。

所述光源输出驱动模块1包括光源驱动接口2-1、驱动电流控制模块2-2、电源开关2-3；所述电源开关2-3用于控制向驱动电流控制模块2-2供电的导通与断开；所述驱动电流控制模块2-2用于向光源驱动接口2-1输出驱动电流，驱动电流控制模块2-2能够显示当前输出的驱动电流，所述驱动电流可调；所述光源驱动接口2-1用于向光源输出模块2的光源1-1和外部光源0-1输出驱动电流。

所述光源输出模块2包括光源1-1、光源波长显示屏1-2和不同波长光源选择按钮1-3；所述不同波长光源选择按钮1-3能够输出波长切换指令通过光源波长显示屏1-2给光源1-1用于切换光源1-1输出的光信号的波长；所述光源波长显示屏1-2用于显示不同波长光源选择按钮1-3切换的光信号的波长；所述光源1-1根据不同波长光源选择按钮1-3的波长切换指令输出相应波长的光信号。所述光源输出模块2能输出850nm或1310nm或1550nm三种不同波长的光信号，且上述光信号的功率可调。

所述光功率测试模块3包括第一检测接口3-1、功率测试模块3-2和功率存储模块3-3；所述第一检测接口3-1带有光纤用于与光源输出模块2的光源1-1或外部器件0-2连接；所述功率测试模块3-2用于对第一检测接口3-1连接的光源1-1或外部器件0-2进行光功率测试并显示测试结果；所述功率存储模块3-3用于存储功率测试模块3-2的测试结果，功率存储模块3-3将光源1-1或外部器件0-2输出的光信号的光功率输出给数据处理显示模块6。

所述干涉仪光路损耗测试模块4包括第二检测接口4-1、损耗测试模块4-2、转换模块4-3、功率显示模块4-4；所述第二检测接口4-1带有光纤用于与外部的干涉仪光路0-3连接；所述损耗测试模块4-2用于对第二检测接口4-1连接的外部的干涉仪光路0-3进行损耗测试；所述转换模块4-3将损耗测试模块4-2测得的损耗模拟信号转换成损耗数字信号；所述功率显示模块4-4对转换模块4-3转换的损耗数字信号进行显示，功率显示模块4-4将转换模块4-3转换的损耗数字信号输出给数据处理显示模块6。

所述探测器电压检测模块5测试外部探测器0-4的光功率然后发送给干涉仪光路损耗测试模块4的转换模块4-3；所述转换模块4-3将外部探测器0-4的光功率模拟信号转换成光功率数字信号；所述功率显示模块4-4对转换模块4-3转换的光功率数字信号进行显示，功率显示模块4-4将转换模块4-3转换的光功率数字信号输出给数据处理显示模块6。

所述数据处理显示模块6对光源输出模块2输出的光信号的光功率、外部器件0-2输出的光功率、外部干涉仪光路0-3的损耗、外部探测器0-4的光功率进行比对显示；同时根据预设的判定条件，判断光源输出模块2输出的光功率、外部器件0-2输出的光功率、外部干涉仪光路0-3的损耗、外部探测器0-4的光功率是否合格。

实施例：

一种光纤陀螺用光路性能测试系统，包括光源输出驱动模块1、光源输出模块2、光功率测试模块3、干涉仪光路损耗测试模块4、探测器电压检测模块5和数据处理显示模块6。被测光纤陀螺光路如图2所示。

光纤陀螺光路包括光纤环a、y波导b、耦合器c、光源d及探测器e，上述各器件的尾纤通过m1～m5处熔接点连接。其中光纤环a与y波导b通过m1和m2处熔接点连接组成的光路称为干涉仪光路i。

光源输出驱动模块1提供光源驱动电流接口，该光源驱动电流接口可连接光源1-1以及外部光源0-1，并实现光源管芯温度恒温控制。光源输出驱动模块1包括光源驱动接口2-1、驱动电流控制模块2-2和电源开关2-3。其中光源驱动接口2-1可以为光源1-1供电，也可以给外部光源0-1供电。驱动电流控制模块2-2具有过电流、过电压保护功能，驱动电流可调，调节范围为0-200ma，调节精度±0.1ma，具有前电流显示功能，电源开关2-3控制电源的供给与断开。

光源输出模块2提供三种不同波长、功率可调的光源。光功率输出模块2主要包括光源1-1、光源波长显示屏1-2和不同波长光源选择按钮1-3，其中光源1-1输出波长为850μm或1310μm或1550μm，不同波长光源可以通过按钮1-3切换选择，并通过波长显示屏1-2对当前波长显示。

光功率测试模块3，提供光功率测试接口，用于测试光纤陀螺光路中m1～m5处的输出光功率。光功率测试模块3包括检测接口3-1、功率测试模块3-2和功率存储模块3-3。其中检测接口3-1提供光纤，与待测试器件光源1-1或者外部器件0-2连接，连接是通过光纤熔接实现的。功率测试模块3-2基于pin-fet探测器光功率检测，能够对m1～m5处光功率测试，对测试光功率显示。功率存储模块3-3能够将功率测试模块3-2测试得功率按照位置m1、m2、m3、m4、m5进行存储。

干涉仪光路损耗测试模块4，提供干涉仪光路损耗测试接口，用于测试光纤陀螺光路中的干涉仪光路i损耗。干涉仪光路损耗测试模块包括检测接口4-1、损耗测试模块4-2、转换模块4-3、功率显示模块4-4，其中转换模块4-3与功率显示模块4-4与探测器电压检测模块5共用。检测接口4-1提供光纤，与待测试干涉仪光路i连接，连接是通过光纤熔接实现的。功率测试模块4-2对干涉仪光路i损耗进行测试，能够测试850μm、1310μm、1550μm波长光路干涉仪损耗。转换模块4-3将损耗测试模块4-2测得的损耗模拟信号转换成数字信号。功率显示模块对转换模块4-3转换结果进行数字显示。

探测器电压检测模块5提供探测器输出电压检测接口，用于测试到达探测器的电压，并通转换模块4-3、功率显示模块4-4将到达探测器的光功率数字显示。

数据处理显示模块6对光纤陀螺光路的损耗计算，并显示。数据处理显示模块6能够将光功率测试模块3测试得光功率数据与探测器电压检测模块5测得的数据进行对比，并根据判定条件，判定合格与否。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。