[實用新型]光纖陀螺集成模塊和包含它的光纖陀螺系統

有效

• 申請號: 201220736524.3
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN202994163U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 劉銀;郝琰;張宇;劉鐵權
• 申請（專利權）人: 北京世維通科技發展有限公司
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 王昭林;金璽

技術領域

本實用新型涉及一種光纖陀螺集成模塊，還涉及一種包含該光纖陀螺集成模塊的光纖陀螺系統。

背景技術

對于裝有慣性導航系統的運動體而言，其運動狀態是通過慣性導航系統中的陀螺儀或加速度計來確定的。光纖陀螺作為各種各樣的陀螺儀中的一種，其不需要精確加工和嚴格密封的光學腔，不需要高品質的反射鏡，并且其零部件少，不存在機械磨損問題，因而比激光陀螺或其他機電式陀螺有著更好的應用前景。

如圖1所示，現有的光纖陀螺系統包括：超輻射發光二極管1、光纖耦合器2、Y波導調制器3、光纖環4、光電探測器5和調制解調電路6。在該系統中，超輻射發光二極管1發出的具有一定功率的光經由光纖耦合器2的第一端口a輸入光纖耦合器2，并經由光纖耦合器2的第二端口b輸出；接著，從第二端口b輸出的光經由Y波導調制器3的第一端口e輸入Y波導調制器3；光在Y波導調制器3中被分為兩束并從Y波導調制器3的兩個第二端口f1、f2輸出；從Y波導調制器3的兩個第二端口f1、f2輸出的兩束光在光纖環4中分別沿順時針和逆時針方向傳輸；在光纖環4中傳輸后，這兩束光返回Y波導調制器3并通過Y波導調制器3輸入光纖耦合器2的第二端口b并經由光纖耦合器2的第三端口c輸出；輸出的光被光電探測器5探測，并且由與光電探測器5連接的調制解調電路6進行數據處理。圖1中的箭頭示意性地示出了光傳輸的方向。

然而，現有的光纖陀螺普遍具有一些缺點。例如，現有的光纖陀螺系統一般由分立元件構成，各個元件獨立封裝，因此體積較大；由于每個分立元件都要與光纖耦合，因此光纖熔接點多，工序多且復雜，同時造成耦合效率低，易出現故障，環境適應性和可靠性較差。

另外，在現有的光纖陀螺系統中，光纖耦合器2通常具有四個端口，如圖1所示。對于超輻射發光二極管1發出的并且輸入光纖耦合器2的第一端口a的光，只有一半的光能量通過光纖耦合器2的第二端口b輸入到Y波導調制器3的第一端口e中，而另一半的光能量通過光纖耦合器2的第四端口d損耗掉；當光從光纖環4經過Y波導調制器3返回輸入光纖耦合器2的第二端口b時，只有一半的光能量通過光纖耦合器2的第三端口c輸入光電探測器5，而另一半的光能量通過光纖耦合器2的第一端口a返回超輻射發光二極管1中，在又一次造成不必要的能量損失的同時對超輻射發光二極管1的輸出造成影響，降低了光源的性能。

實用新型內容

為了解決上述背景技術中的問題，本實用新型提出一種光纖陀螺集成模塊。

本實用新型的光纖陀螺集成模塊包括超輻射發光二極管、光環形器、Y波導調制器和光電探測器，并且所述超輻射發光二極管、所述光環形器、所述Y波導調制器和所述光電探測器集成在管殼內，所述光環形器具有第一端口、第二端口和第三端口，所述Y波導調制器具有一個第一端口和兩個第二端口；

所述光發射二極管與所述光環形器的第一端口光路連接，所述光環形器的第二端口與所述Y波導調制器的第一端口光路連接，所述光環形器的第三端口與所述光電探測器光路連接；

所述光發射二極管發出的光輸入所述光環形器的第一端口并從所述光環形器的第二端口輸出，從所述光環形器的第二端口輸出的光輸入所述Y波導調制器的第一端口并在所述Y波導調制器中被分為兩束；

從所述Y波導調制器返回的光輸入所述光環形器的第二端口并從所述光環形器的第三端口輸出，從所述光環形器的第三端口輸出的光輸入所述光電探測器。

優選地，所述光環形器包括第一分束/合束鏡、第一偏振旋轉鏡、光束變換器、第二偏振旋轉鏡、第二分束/合束鏡；

在光由所述光環形器的第一端口到第二端口的傳輸過程中，所述光依次通過所述第一分束/合束鏡、所述第一偏振旋轉鏡、所述光束變換器、所述第二偏振旋轉鏡和所述第二分束/合束鏡；

在光由所述光環形器的第二端口到第三端口的傳輸過程中，所述光依次通過所述第二分束/合束鏡、所述第二偏振旋轉鏡、所述光束變換器、所述第一偏振旋轉鏡和所述第一分束/合束鏡。

優選地，所述第一分束/合束鏡和所述第二分束/合束鏡是相同的，所述第一偏振旋轉鏡和所述第二偏振旋轉鏡是相同的。

優選地，在所述光環形器的第一端口和所述第一分束/合束鏡之間設有第一光束調理透鏡，在所述光環形器的第二端口和所述第二分束/合束鏡之間設有第二光束調理透鏡，在所述光環形器的第三端口和所述第一分束/合束鏡之間設有第三光束調理透鏡。