[發明專利]集成光波導陀螺光電一體化結構裝置

有效

• 申請號: 201910141239.3
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN109798887B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 鄭永秋;劉錚;薛晨陽;唐軍;劉俊;張成飛
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72;G02B6/12
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本發明涉及光學陀螺儀，具體為集成光波導陀螺光電一體化結構裝置，解決現有集成光波導陀螺光電部件分立不能組裝的問題。該裝置由外而內由波導腔外殼罩、波導腔凸臺、基座、Y波導輸入尾纖凸臺、Y波導輸出尾纖凸臺、環形器凸臺、光路板凸臺、光路板、激光器托架等部件嵌套組成。該裝置由下而上又分為激光器部分、光路部分、電路部分三個區域，其中，光路部分采用凸臺式的結構設計，有利于模塊結構的嵌套連接，方便光模塊的尾纖固定。本發明裝置可集成激光器、波導腔、調制器、環形器、檢測電路板于一體，具有結構緊湊、體積小巧、安裝方便、靈活可靠的特點，同時根據各個模塊的工作特點進行了合理化布局，可實現集成光波導陀螺的工程化應用。

技術領域

本發明涉及光學陀螺儀，具體為諧振式集成光波導陀螺光電一體化結構裝置。

背景技術

陀螺儀是慣性系統的核心部件，用于敏感運動載體相對慣性空間的角運動，測量載體的角速度。在海陸空天各類運動載體慣性導航、制導控制、定位定向、姿態穩定以及過載傳感等應用領域發揮著不可替代的作用。

高精度、低成本、小型化、可集成化是諧振式光學陀螺的發展趨勢，通過集成光學技術和微納制造方法取代光纖環路，顯著減小系統體積，同時繼承了光纖陀螺具有的結構全固態、啟動速度快、使用壽命長等優點，同時具備了高靈敏、微型化、抗高過載、可批量制造等優勢，是下一代新型慣性器件的研究熱點之一。

諧振式集成光波導陀螺的概念自上世紀70年代提出以來，一直受到國內外研究人員的廣泛關注。研究人員一直以來在分立部件基礎上搭建龐大的實驗系統，先后進行了原理實驗驗證、光路噪聲分析與抑制、電路噪聲分析與抑制，分析討論了最優調制解調方案，并隨著微納加工工藝和小型化窄線寬激光技術的發展，改良了波導腔的加工工藝，采用的高相干光源等一系列優化措施，將諧振式集成光波導陀螺的實驗室精度提升到了可應用的水平，但目前，一直未能工程化應用，最主要的因素是沒有一個結構裝置，實現分立部件的高集成度、高可靠性、低成本地集成化約束，這限制了諧振式集成光波導陀螺由實驗室向工程化應用方向的發展。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有集成光波導陀螺實驗系統缺乏集成化結構裝置而不能轉化為工程應用的問題，提供一種高集成度、高可靠性、低成本的集成光波導陀螺光電一體化結構裝置。

本發明是采用如下技術方案實現的：集成光波導陀螺光電一體化結構裝置，其特征在于包括基座、Y波導輸入尾纖凸臺、Y波導輸出尾纖凸臺、環形器凸臺、光路板凸臺、光路板、內底板、激光器托架、外底板、波導腔凸臺、波導腔外殼罩、外殼蓋、連接器；

基座外部由下而上設有三層凸臺，最下一層凸臺和波導腔外殼罩固定連接，中間一層凸臺和波導腔凸臺固定連接，基座內部設有通孔且由下而上設有三層凹臺，最下一層凹臺和外底板固定連接，中間一層凹臺固定激光器托架，最上一層凹臺與Y波導輸入尾纖凸臺固定連接，Y波導輸入尾纖凸臺外部由下而上設有兩層凸臺，下面一層凸臺與基座內部最上面一層凹臺固定連接，Y波導輸入尾纖凸臺內部設有通孔且設有一層凹臺，與Y波導輸出尾纖凸臺固定連接，Y波導輸出尾纖凸臺外部由下而上設有兩層凸臺，下面一層凸臺與Y波導輸入尾纖凸臺內部凹臺固定連接，Y波導輸出尾纖凸臺內部設有通孔且設有一層凹臺，與環形器凸臺固定連接，環形器凸臺外部由下而上設有為兩層凸臺，下面一層凸臺與Y波導輸出尾纖凸臺內部凹臺固定連接，環形器凸臺內部設有通孔且設有一層凹臺，與光路板凸臺固定連接，光路板凸臺外部由下而上設有兩層凸臺，下面一層凸臺與環形器凸臺內部凹臺固定連接；光路板凸臺內部設有通孔且由下而上設有兩層凹臺，下面一層凹臺與內底板固定連接，上面一層凹臺與光路板固定連接，光路板上開槽固定Y波導調制器，光路板上在Y波導調制器兩側又開有凹槽，固定耦合器；

波導腔凸臺將以上嵌套連接的凸臺結構罩蓋，與基座外部中間層凸臺固定連接，波導腔凸臺頂部固定波導腔，波導腔外殼罩罩蓋在波導腔凸臺上方，與基座外部最下面凸臺固定連接；波導腔外殼罩內部有隔板，將內部空間隔開為上下兩個區域，上部區域由上而下設有兩個凹臺，下面的凹臺固定檢測電路板，上面的凹臺與外殼蓋固定連接，波導腔外殼罩開有連接器口，用于固定連接器。