内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺及其制作方法与流程

本发明涉及光纤陀螺，尤其涉及内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺及其制作方法。

背景技术：

1、光纤陀螺是一种能够精确地确定运动物体方位的仪器，是现代航空、航海、航天中广泛使用的一种惯性导航仪器。

2、现有光纤陀螺的温度测量装置通常安装于金属材质的环圈组件上，不能够实时准确测量光纤环圈的温度分布，存在滞后现象，导致光纤陀螺的角速率测量温度补偿效果不佳，影响光纤陀螺的使用精度。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺及其制作方法。

2、本发明提供一种内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺的制作方法，包括如下步骤：

3、s10、采用相位掩膜法对双芯光纤的第一纤芯写制光栅，获得具有测温功能的双芯光纤；

4、s20、采用退扭工艺，绕制具有测温功能的双芯光纤，获得光纤环圈；其中，由第一纤芯绕制获得温度测量单元，由第二纤芯绕制获得角速率测量单元；

5、s30、将温度测量单元的输入端与分束器连接，将温度测量单元的输出端与光强探测单元连接，实现对光纤环圈的温度测量；

6、s40、将角速率测量单元的两端与y波导连接，实现对角速率的测量，完成双芯光纤陀螺的制作。

7、根据本发明提供的一种内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺的制作方法，步骤s10包括：

8、s11、通过激光器发射波长为380nm的紫外激光，并将紫外激光照射至第一纤芯，完成对第一纤芯的光栅写制。

9、根据本发明提供的一种内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺的制作方法，步骤s10中，光栅的波长的计算公式为：

10、

11、其中，为相位；

12、为有效折射率；

13、为折射率对应的有效模拟相位值；

14、为耦合波长。

15、根据本发明提供的一种内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺的制作方法，步骤s30包括：

16、s31、采用锥化处理工艺处理分束器的输出端的保偏单模光纤，将温度测量单元的输入端与处理后的分束器的输出端的保偏单模光纤连接。

17、根据本发明提供的一种内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺的制作方法，步骤s30还包括：

18、s32、采用锥化处理工艺处理光强探测单元的输入端的单模光纤，将温度测量单元的输出端与处理后的光强探测单元的输入端的单模光纤连接。

19、根据本发明提供的一种内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺的制作方法，步骤s40还包括：

20、s41、采用锥化处理工艺处理y波导的两连接端的保偏单模光纤，将角速率测量单元的两端与处理后的y波导的两连接端的保偏单模光纤对应连接。

21、本发明还提供一种内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺，基于如上所述的内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺的制作方法制作,包括光纤环圈，所述光纤环圈由双芯光纤绕制，所述双芯光纤包括第一纤芯和第二纤芯，所述第一纤芯的输入端与分束器连接，所述第一纤芯的输出端与光强探测单元连接，所述第一纤芯写制有用以测量所述光纤环圈的温度的光栅；

22、所述第二纤芯的两端与y波导连接，用以测量角速率。

23、根据本发明提供的一种内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺，还包括光源，所述光源的输出端与所述分束器连接，所述分束器分别与所述y波导和所述光强探测单元连接。

24、根据本发明提供的一种内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺，所述光强探测单元包括第一探测器、第二探测器和数据处理模块，所述第一纤芯的输出端与所述第二探测器连接，所述第一探测器与所述分束器连接，所述数据处理模块分别与所述第一探测器和所述第二探测器连接，用以将光信号转化为电信号并输出。

25、本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

26、本发明提供一种内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺及其制作方法，包括如下步骤s10、采用相位掩膜法对双芯光纤的第一纤芯写制光栅，获得具有测温功能的双芯光纤；s20、采用退扭工艺，绕制具有测温功能的双芯光纤，获得光纤环圈；其中，由第一纤芯绕制获得温度测量单元，由第二纤芯绕制获得角速率测量单元；s30、将温度测量单元的输入端与分束器连接，将温度测量单元的输出端与光强探测单元连接，实现对光纤环圈的温度测量；s40、将角速率测量单元的两端与y波导连接，实现对角速率的测量，完成双芯光纤陀螺的制作，通过对第一纤芯写制光栅，赋予温度测量功能，进而使得绕制获得的光纤环圈集成有实时测量温度和角速率功能，进而提高对光纤环圈温度测量的精确性，保证双芯光纤陀螺的使用精度。

27、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺的制作方法，其特征在于，步骤s10包括：

3.根据权利要求1所述的内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺的制作方法，其特征在于，步骤s10中，光栅的波长的计算公式为：

4.根据权利要求1所述的内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺的制作方法，其特征在于，步骤s30包括：

5.根据权利要求4所述的内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺的制作方法，其特征在于，步骤s30还包括：

6.根据权利要求1所述的内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺的制作方法，其特征在于，步骤s40还包括：

7.一种内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺，基于权利要求1至6任一项所述的内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺的制作方法制作,其特征在于，包括光纤环圈，所述光纤环圈由双芯光纤绕制，所述双芯光纤包括第一纤芯和第二纤芯，所述第一纤芯的输入端与分束器连接，所述第一纤芯的输出端与光强探测单元连接，所述第一纤芯写制有用以测量所述光纤环圈的温度的光栅；

8.根据权利要求7所述的内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺，其特征在于，还包括光源，所述光源的输出端与所述分束器连接，所述分束器分别与所述y波导和所述光强探测单元连接。

9.根据权利要求8所述的内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺，其特征在于，所述光强探测单元包括第一探测器、第二探测器和数据处理模块，所述第一纤芯的输出端与所述第二探测器连接，所述第一探测器与所述分束器连接，所述数据处理模块分别与所述第一探测器和所述第二探测器连接，用以将光信号转化为电信号并输出。

技术总结
本发明涉及光纤陀螺技术领域，尤其涉及一种内嵌温度测量单元的双芯光纤陀螺及其制作方法。该制作方法，包括如下步骤S10、采用相位掩膜法对双芯光纤的第一纤芯写制光栅；S20、采用退扭工艺，绕制具有测温功能的双芯光纤，获得光纤环圈；S30、将温度测量单元的输入端与分束器连接，将温度测量单元的输出端与光强探测单元连接，实现对光纤环圈的温度测量；S40、将角速率测量单元的两端与Y波导连接，实现对角速率的测量，完成双芯光纤陀螺的制作。本发明通过对第一纤芯写制光栅，赋予温度测量功能，进而使得绕制获得的光纤环圈集成有实时测量温度和角速率功能，进而提高对光纤环圈温度测量的精确性，保证双芯光纤陀螺的使用精度。

技术研发人员：赵小明,梁鹄,刘伯晗,赵衍双
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12