[發明專利]一種空芯光子晶體光纖陀螺

無效

• 申請號: 200810224986.5
• 申請日: 2008-10-29
• 公開（公告）號: CN101387519A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 楊遠洪;段瑋倩;楊巍;馬游春
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72;G02B6/02;G02B6/26
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司
• 代理人: 賈玉忠;盧 紀

1.一種空芯光子晶體光纖陀螺，包含有可調窄線寬激光器(4)，集成光學調制器(5)，第一探測器(6)，第二探測器(7)，第一保偏光纖耦合器(8)，第二保偏光纖耦合器(9)；其特征在于：還包含有一個具有透射/反射功能的光耦合模塊(11)和一個由空芯光子晶體光纖繞制的空芯光纖諧振環(12)，空芯光纖諧振環(12)兩端分別與光耦合模塊(11)的輸出端c和d相連；可調窄線寬激光器(4)發出的激光通過集成光學調制器(5)分成兩等份；分別通過第一保偏光纖耦合器(8)和第二保偏光纖耦合器(9)后由光耦合模塊(11)的輸入端a和b進入光耦合模塊(11)，再由光耦合模塊(11)的輸出端c和d輸出并注入空芯光纖諧振環(12)中沿順/逆時針方向傳輸；所述的光耦合模塊(11)具有透射/反射功能，使得在光耦合模塊(11)和空芯光纖諧振環(12)之間傳輸光形成順/逆時針方向的諧振，同時有部分諧振光透過光耦合模塊(11)，分別通過第一保偏光纖耦合器(8)和第二保偏光纖耦合器(9)返回到第一探測器(6)，第二探測器(7)，根據兩個探測器上檢測到的信號，可測量順/逆時針方向諧振光的頻率差，通過檢測電路可得到載體的角速度，實現陀螺儀表的功能；

所述的光耦合模塊(11)為一種微光學組件，由分別連接光耦合模塊(11)的輸入端a和b的第一輸入普通光纖(14)和第二輸入普通光纖(15)、分別連接光耦合模塊(11)的輸出端c和d的第一輸出空芯光子晶體光纖(16)和第二輸出空芯光子晶體光纖(17)、凸球面鏡(18)和支撐結構(19)組成；支撐結構(19)支撐凸球面鏡(18)和與之相連接的四根輸入輸出光纖；輸入光分別經過第一輸入普通光纖(14)和第二輸入普通光纖(15)傳輸到凸球面鏡(18)，經過凸球面鏡(18)后分別匯聚并耦合進到第一輸出空芯光子晶體光纖(16)和第二輸出空芯光子晶體光纖(17)，然后進入空芯光纖諧振環(12)，由第一輸出空芯光子晶體光纖(16)進入的光將由第二輸出空芯光子晶體光纖(17)輸出，經過凸球面鏡(18)的凹面反射聚焦后再次進入第一輸出空芯光子晶體光纖(16)端，形成順時針的多次傳輸光，由第一輸出空芯光子晶體光纖(16)進入的光形成順時針的諧振，同理由第二輸出空芯光子晶體光纖(17)進入的光也會形成逆時針的諧振。

2.根據權利要求1所述的一種空芯光子晶體光纖陀螺，其特征在于：凸球面鏡(18)的一面為曲率半徑較小的凸面、另一面為曲率半徑較大的凹面；在凸球面鏡(18)的凹面鍍有反射率大于96％，透射率小于4％的薄膜(20)，實現光耦合模塊(11)的透射/反射功能。

3.根據權利要求1所述的一種空芯光子晶體光纖陀螺，其特征在于：所述的第一輸入普通光纖(14)和第二輸入普通光纖(15)、第一輸出空芯光子晶體光纖(16)和第二輸出空芯光子晶體光纖(17)分別與凸球面鏡(18)過主點的斜光軸重合，且分別關于凸球面鏡(18)的主光軸對稱。

4.根據權利要求1所述的一種空芯光子晶體光纖陀螺，其特征在于：所述的可調窄線寬激光器(4)為可調DFB半導體激光器，或者采用可調窄線寬光纖激光器，其線寬小于1MHz。

5.根據權利要求1所述的一種空芯光子晶體光纖陀螺，其特征在于：所述的集成光學調制器(5)實現分光和頻率調制功能，采用干涉型光纖陀螺用的Y波導集成光學調制器，在其位相調制器(13)上的調制電極加上幅度為兩倍的半波電壓、頻率可調的調制信號，以實現工作光波的頻率的微調和跟蹤。

6.根據權利要求1所述的一種空芯光子晶體光纖陀螺，其特征在于：所述集成光學調制器(5)與第一保偏光纖耦合器(8)和第二保偏光纖耦合器(9)之間，以及第一保偏光纖耦合器(8)和第二保偏光纖耦合器(9)與光耦合模塊(11)之間的連接光纖均采用保偏光纖。