[发明专利]一种适用于直接耦合的光纤环组件封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于高精度光纤陀螺惯导的光纤环组件(光纤环与Y波导)封装结构，具体来说，是一种适用于光纤环与Y波导直接耦合的一体化光纤环组件的封装结构。

背景技术

基于光纤陀螺的惯性导航系统是上世纪发展起来的一种自主式导航系统，其中光纤陀螺仪用来敏感载体相对于惯性系的转动信息，目前不断地从中低精度向中高精度的应用领域发展，成为惯性导航和战略应用领域的主要仪表。其中，敏感环是光纤陀螺敏感载体转动的主要传感器件，是由光纤环与Y波导形成的一个闭合回路。在精度要求越来越高的情况下，环境温度、磁场干扰和压力变化都会对光纤环造成影响，从而导致光纤陀螺产生测量误差，其中，偏振误差是其主要误差。在保偏光纤陀螺中，传统做法是将Y波导两根尾纤与光纤环熔接，熔接不理想成为主要的偏振交叉耦合点，进而导致大的偏振误差。此外，熔接点易受外界温度及应力的影响，会影响陀螺的振动性能以及可靠性。因此，抛开尾纤熔接法，将保偏光纤环与Y波导直接耦合形成敏感环是高精度光纤陀螺关键技术之一，目前国外各型号的高精度光纤陀螺中均采用此项技术。直接耦合可以减少两个熔接点，避免了因熔接点引入的偏振交叉耦合和背向散射等噪声影响，有利于减小偏振噪声和提高光纤陀螺的零偏稳定性和重复性，减小死区，从总体上提高系统可靠性。同时，还有利于实现四级对称绕法，提高系统的振动、温度性能。故应用于敏感环部件的直接耦合技术对光纤陀螺性能提高及生产具有重要意义。

将光纤环与Y波导进行一体化制作形成敏感环，是直接耦合技术的第一步；将耦合的敏感环整体封装是实现耦合技术的关键保障。国外对此进行了严密封锁，急需开发敏感环封装结构，将耦合技术充分应用于高精度光纤陀螺及其惯导。

发明内容

本发明的目的是提供适用于高精度光纤陀螺惯导的光纤环组件封装结构，适用于要求将陀螺主要器件光纤环与Y波导直接耦合的情况(所谓的直接耦合就是光纤环两端的两根尾纤直接接入Y波导)，且为了实现高精度的性能要求，在设计中考虑了模块单元化、抗振动、气密性、电磁屏蔽、隔热的功能。

本发明适用于直接耦合的光纤环组件封装结构，包括环支撑体、顶盖、隔热层、光纤环、Y波导与绝缘端子，光纤环与Y波导直接耦合。

其中，环支撑体为由环状底盘、套筒与隔板构成的一体结构，环状底盘内圆周与套筒底端周向相连，环支撑体中环状底盘外圆周为台阶边缘。套筒顶端通过隔板封闭，隔板上表面具有Y波导安装槽，用来安装Y波导。隔板上安装有至少2个绝缘端子；环状底盘上表面粘结有隔热层，光纤环套过套筒粘结在隔热层上。隔板边缘位置对称具有凹进结构的走纤槽A与走纤槽B，走纤槽A与走纤槽B均贯通Y波导安装槽以及套筒外壁；套筒侧壁上开有出纤孔，Y波导单根尾纤由出纤孔穿出后，盘绕在隔板下方的套筒内部，Y波导信号线由绝缘端子引出。

所述顶盖为顶部封闭的筒状结构，顶盖的底端周向与环支撑体中环状底盘外圆周的台阶边缘配合定位后，通过激光封焊或金属胶固连，将光纤环与Y波导密封。

本发明的优点在于：

1、本发明封装结构实现Y波导与光纤环的整体封装，使得光纤环腔体具有良好的气密性；

2、本发明封装结构具有较轻的重量和高的抗振动性能，同时具有将光纤环高度磁屏蔽的功能；

3、本发明封装结构为光纤环与Y波导的一体化直接耦合后尾纤的盘绕和固定提供位置保障；

4、本发明封装结构在环支撑体隔板上设有绝缘端子，便于将光纤环内部的信号通过绝缘端子引出，有利于提高敏感环的气密性及磁屏蔽性；

5、本发明封装结构在陀螺组件使用过程可降低外场温变对光纤环的影响。

附图说明

图1为光纤环组件封装结构整体示意图；

图2为光纤环组件封装结构整体爆炸图；

图3为光纤环组件封装结构中环支撑体结构图；

图4为光纤环组件封装结构中顶盖结构图。

图中：

1-环支撑体     2-顶盖        3-隔热层        4-光纤环

5-Y波导        6-绝缘端子    101-环状底盘    102-套筒

103-隔板       104-Y波导安装槽    105-安装台    1011-台阶边缘

1021-出纤孔    1031-走纤槽A       1032-走纤槽B

具体实施方式

下面结合附图来对本发明做进一步说明。