[发明专利]一种空芯光子晶体光纤陀螺

权利要求书

1.一种空芯光子晶体光纤陀螺，包含有可调窄线宽激光器(4)，集成光学调制器(5)，第一探测器(6)，第二探测器(7)，第一保偏光纤耦合器(8)，第二保偏光纤耦合器(9)；其特征在于：还包含有一个具有透射/反射功能的光耦合模块(11)和一个由空芯光子晶体光纤绕制的空芯光纤谐振环(12)，空芯光纤谐振环(12)两端分别与光耦合模块(11)的输出端c和d相连；可调窄线宽激光器(4)发出的激光通过集成光学调制器(5)分成两等份；分别通过第一保偏光纤耦合器(8)和第二保偏光纤耦合器(9)后由光耦合模块(11)的输入端a和b进入光耦合模块(11)，再由光耦合模块(11)的输出端c和d输出并注入空芯光纤谐振环(12)中沿顺/逆时针方向传输；所述的光耦合模块(11)具有透射/反射功能，使得在光耦合模块(11)和空芯光纤谐振环(12)之间传输光形成顺/逆时针方向的谐振，同时有部分谐振光透过光耦合模块(11)，分别通过第一保偏光纤耦合器(8)和第二保偏光纤耦合器(9)返回到第一探测器(6)，第二探测器(7)，根据两个探测器上检测到的信号，可测量顺/逆时针方向谐振光的频率差，通过检测电路可得到载体的角速度，实现陀螺仪表的功能；

所述的光耦合模块(11)为一种微光学组件，由分别连接光耦合模块(11)的输入端a和b的第一输入普通光纤(14)和第二输入普通光纤(15)、分别连接光耦合模块(11)的输出端c和d的第一输出空芯光子晶体光纤(16)和第二输出空芯光子晶体光纤(17)、凸球面镜(18)和支撑结构(19)组成；支撑结构(19)支撑凸球面镜(18)和与之相连接的四根输入输出光纤；输入光分别经过第一输入普通光纤(14)和第二输入普通光纤(15)传输到凸球面镜(18)，经过凸球面镜(18)后分别汇聚并耦合进到第一输出空芯光子晶体光纤(16)和第二输出空芯光子晶体光纤(17)，然后进入空芯光纤谐振环(12)，由第一输出空芯光子晶体光纤(16)进入的光将由第二输出空芯光子晶体光纤(17)输出，经过凸球面镜(18)的凹面反射聚焦后再次进入第一输出空芯光子晶体光纤(16)端，形成顺时针的多次传输光，由第一输出空芯光子晶体光纤(16)进入的光形成顺时针的谐振，同理由第二输出空芯光子晶体光纤(17)进入的光也会形成逆时针的谐振。

2.根据权利要求1所述的一种空芯光子晶体光纤陀螺，其特征在于：凸球面镜(18)的一面为曲率半径较小的凸面、另一面为曲率半径较大的凹面；在凸球面镜(18)的凹面镀有反射率大于96％，透射率小于4％的薄膜(20)，实现光耦合模块(11)的透射/反射功能。

3.根据权利要求1所述的一种空芯光子晶体光纤陀螺，其特征在于：所述的第一输入普通光纤(14)和第二输入普通光纤(15)、第一输出空芯光子晶体光纤(16)和第二输出空芯光子晶体光纤(17)分别与凸球面镜(18)过主点的斜光轴重合，且分别关于凸球面镜(18)的主光轴对称。

4.根据权利要求1所述的一种空芯光子晶体光纤陀螺，其特征在于：所述的可调窄线宽激光器(4)为可调DFB半导体激光器，或者采用可调窄线宽光纤激光器，其线宽小于1MHz。

5.根据权利要求1所述的一种空芯光子晶体光纤陀螺，其特征在于：所述的集成光学调制器(5)实现分光和频率调制功能，采用干涉型光纤陀螺用的Y波导集成光学调制器，在其位相调制器(13)上的调制电极加上幅度为两倍的半波电压、频率可调的调制信号，以实现工作光波的频率的微调和跟踪。

6.根据权利要求1所述的一种空芯光子晶体光纤陀螺，其特征在于：所述集成光学调制器(5)与第一保偏光纤耦合器(8)和第二保偏光纤耦合器(9)之间，以及第一保偏光纤耦合器(8)和第二保偏光纤耦合器(9)与光耦合模块(11)之间的连接光纤均采用保偏光纤。