[发明专利]一种用于光纤陀螺环圈尾纤对称盘绕方法

说明书

本发明提出一种用于光纤陀螺环圈尾纤对称盘绕方法，本方法包括以下步骤：将两根光纤采用粘结剂平行粘接固化定型好，形成光纤排线。将排线按照一根光纤对待，进行盘绕，盘绕过程中避免扭转。此方式既能保证两根尾纤的严格靠近，保证环圈的排布对称性，又能有效地降低环圈温度漂移以及振动影响，使采用了本光纤环圈的光纤陀螺的应用范围更广泛，对光纤陀螺温度、振动性能改善有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及光纤陀螺技术领域，尤其是一种用于光纤陀螺环圈尾纤对称盘绕方法。

背景技术

光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的光纤角速率传感器，具有体积小、精度高、全固态、使用寿命长、动态范围大等优点。基于光纤陀螺的捷联式惯性导航系统已被广泛应用于航天航空、舰艇导航等领域。

光纤环圈作为光纤陀螺中的敏感核心，其性能直接影响光纤陀螺的精度。当光纤环圈所处的环境因素(比如温度、振动)发生变化时，在光纤环圈中反向传播的两束光波将产生非互易性的相位差，这种非互易性相位差和角速度引起的Sagnac相位差在解调过程中不可分离，直接影响环圈的敏感角速度的准确性。

光纤陀螺中由于Shupe误差引起的热致非互易性角速率误差为：

式中，D为光纤环圈的平均直径；L为光纤的总长度；n表示光纤环圈的本地折射率，为光纤折射率随温度变化的系数；表示光纤z点在t时刻的变温速率；L-2z则表示z点光纤相对于光纤环圈中点的位置因子。Shupe公式表明，光纤环圈的尾纤对称性直接影响光纤环圈的温度性能和振动性能。尾纤由于长度不对称或者应力分布不对称会影响环圈的光学特性，产生相位差进而产生环圈角速率敏感误差，造成光纤陀螺温度敏感性，成为制约光纤陀螺广泛应用的重要因素。

光纤陀螺仪敏感环圈光路主要包括三部分：光纤环圈主体、环圈尾纤以及Y波导，如图1所示。光纤环圈主体1是光纤陀螺敏感环的主要部分，通常为了有效抑制温度漂移采用四极或者多极环圈绕制方法绕制成环，为了降低磁场灵敏度和提高气密性以及热均匀性，通常独立封装于磁屏蔽结构内。光纤环圈两根尾纤是光纤环与光电器件Y波导2的重要连接纽带。根据Shupe方程，为了降低热灵敏度和振动灵敏度，上述两根尾纤(31，32)要求关于光纤环圈的起绕点对称，同时要求这两根光纤尾纤尽量相接近，以便抵消温度和振动的干扰。Y波导2的双端尾纤与光纤环圈的双端尾纤熔接组成Sagnac干涉仪，这里为了论述方便起见，将波导尾纤与环圈尾纤合并统称光纤环尾纤，上述尾纤长度通常约为4～6米。

目前，比较常见的一种盘绕方法通常是如图1、图2所示，将光纤环尾纤绕着Y波导呈圆形排布，半径约为几厘米，盘绕数圈。工程上一般采取一个环形绕线槽结构，将上述尾纤盘绕其中。一般熔接完一根尾纤后就进行盘绕，在熔接完一根尾纤后将其盘绕在上一根尾纤圈内，进行刷胶固化，无法保证两根尾纤的严格靠近，破坏了环圈的排布对称性。另一种传统盘绕方法是将两根尾纤长度保证等长熔接，然后将两根尾纤并排放置，从排纤槽外圈向里圈两根纤一起盘绕，最后进行刷胶固定。这样虽能保证尾纤对称性，但容易交错排布，造成尾纤之间交叉以及扭转，刷胶固化后形成局部悬空以及应力点，在变温以及振动条件下造成环圈性能下降。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供了一种用于光纤陀螺环圈尾纤对称盘绕方法，该方法可应用于光纤陀螺仪，具有尾纤等长对称、无交叉，无扭转等特点，能有效地降低环圈温度漂移以及振动影响。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

一种用于光纤陀螺环圈尾纤对称盘绕方法，其特征在于：包括以下步骤：

⑴.将两根等长熔接的尾纤并排直线平行放置于施有脱模剂的平面上，两根光纤尽量相接近，然后在两根光纤之间施加一层粘结剂，施加过程保证粘接剂不超过两根尾纤的上表面且粘接剂在长度方向上均匀等量；然后将粘接剂固化，脱模后形成双纤纤排；