[發明專利]一種保偏光纖環的繞制方法及保偏光纖環

在審

• 申請號: 202110145568.2
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112945220A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 米凱峰;羅文勇;杜城;柯一禮;李偉;肖佩
• 申請（專利權）人: 烽火通信科技股份有限公司;銳光信通科技有限公司
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 邱云雷

本申請涉及一種保偏光纖環的繞制方法及保偏光纖環，其包括如下步驟：根據保偏光纖環的總繞制層數，以及所選的對稱繞法，確定保偏光纖環的基礎層的數量，以及每個基礎層中保偏光纖的繞制層數；按照設定的繞環張力，對保偏光纖進行繞制，并得到保偏光纖環；其中，設定的繞環張力滿足如下條件：在同一個基礎層中，各層保偏光纖的繞環張力恒定，且按照基礎層的繞制先后順序，各所述基礎層中保偏光纖的繞環張力逐漸減小。本申請可以解決相關技術中采用恒張力繞制的光纖環在溫度發生變化時，容易產生非互易性相位誤差，影響傳感精度的問題。

技術領域

本申請涉及光纖環繞制技術領域，特別涉及一種保偏光纖環的繞制方法及保偏光纖環。

背景技術

光纖陀螺(FOG)是一種基于薩格納克效應(Sagnac Effect)的高性能角速率傳感器，它是將在同一閉合光路中從同一光源發出的一束光分解為兩束特征相等的光，這兩束光在同一個環路內沿相反方向循行一周后匯合并產生干涉，繼而通過相位差實現轉角以及轉速的測量。光纖陀螺具有檢測靈敏度高、尺寸小、重量輕、啟動速度快、動態誤差小、動態范圍大、壽命長、可靠性高等優點，在航空、航天、武器裝備和民用等領域取得了廣泛的應用，已成為慣性測量和制導技術領域的新型主流儀表。

光纖陀螺的光路部分由光源、探測器、耦合器、電光調制器和光纖環五大器件組成。其中，光纖環是敏感轉動角速度的元件，是光纖陀螺的核心部件，其溫度性能直接影響光纖陀螺的精度。

對于光纖環，目前公知的繞制技術是，使光纖以恒定不變的張力逐層進行繞制。由于光纖環由很多層繞制而成，在恒張力繞制情況下，后繞制的外層光纖會對已經繞制好的內層光纖產生明顯的徑向擠壓作用，隨著繞制層數的增加，內層光纖所受的壓應力會進一步增大，由于光纖環內外層應力和應變存在較大差異，在溫度發生變化時會使得光纖環的內部應力分布不均勻，應力釋放速度慢，兩束光波之間產生非互易性相位誤差，從而影響光纖陀螺的傳感精度。

發明內容

本申請實施例提供一種保偏光纖環的繞制方法及保偏光纖環，以解決相關技術中采用恒張力繞制的光纖環在溫度發生變化時，容易產生非互易性相位誤差，影響傳感精度的問題。

第一方面，提供了一種保偏光纖環的繞制方法，其包括如下步驟：

根據保偏光纖環的總繞制層數，以及所選的對稱繞法，確定保偏光纖環的基礎層的數量，以及每個基礎層中保偏光纖的繞制層數；

按照設定的繞環張力，對保偏光纖進行繞制，并得到保偏光纖環；

其中，設定的繞環張力滿足如下條件：在同一個基礎層中，各層保偏光纖的繞環張力恒定，且按照基礎層的繞制先后順序，各所述基礎層中保偏光纖的繞環張力逐漸減小。

一些實施例中，各所述基礎層中保偏光纖的繞環張力為等比數列或等差數列。

一些實施例中，當呈等差數列時，所述繞環張力采用如下公式計算：

其中，F_i為第i個基礎層中保偏光纖的繞環張力，i＝1、2、...、n，n為基礎層的數量，x為基礎層中保偏光纖的繞制層數，N為總繞制層數，N＝n×x，F_初始為第一個基礎層中保偏光纖的繞環張力，F_結束為第n個基礎層中保偏光纖的繞環張力。

一些實施例中，當呈等比數列時，所述繞環張力采用如下公式計算：

F_i＝F_初始·k^i-1 (2)

其中，F_i為第i個基礎層中保偏光纖的繞環張力，i＝1、2、...、n，n為基礎層的數量，F_初始為第一個基礎層中保偏光纖的繞環張力，k為繞環張力變化系數，0＜k＜1。