[發(fā)明專利]一種三軸集成光纖陀螺有源器件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210944293.3
• 申請日: 2022-08-05
• 公開（公告）號: CN115290064A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設計）人: 向美華;薛永祥;安士龍;李寧;尹承靜
• 申請（專利權）人: 北京浦丹光電股份有限公司
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 陳永軍

本申請涉及一種三軸集成金屬化光纖陀螺有源器件，包括發(fā)光芯片；準直組件，所述準直組件的軸線與所述發(fā)光芯片出射的光束位于同一軸線；分束波導，所述分束波導包括Y分支耦合器和方向耦合器，所述Y分支耦合器的輸入端通過所述準直組件與所述發(fā)光芯片形成信號耦合，所述Y分支耦合器耦合器的輸出端與所述方向耦合器的輸入端連接；以及尾纖組件，所述尾纖組件包括金屬化光纖，所述金屬化光纖與所述方向耦合器的輸出端連接。本發(fā)明有助于提升光纖陀螺的可靠性。

技術領域

本申請涉及光纖陀螺的技術領域，尤其是涉及一種三軸集成光纖陀螺有源器件。

背景技術

光纖陀螺作為激光陀螺之后應用Sagnac效應的第二代光學陀螺，其角速度的測量精度從最初的低精度15°/h到現(xiàn)在的高精度0.001°/h的量級，已經(jīng)成為精度范圍覆蓋最為全面的慣性傳感器，并且廣泛應用于軍事和民用領域。三軸集成光纖陀螺是一種將慣性導航所需3個正交方向的陀螺設計成一體化的光纖陀螺，它對光路、電路和結構等方面均進行了綜合考慮，能夠共用光源、共用檢測電路，并進行了一體化結構設計。它與傳統(tǒng)的光纖陀螺相比具有資源共享、體積減小、降低功耗等特點。

相關技術中，在設計三軸陀螺時為了降低整體成本一般采用一個光源通過1分3耦合器進行分束，后續(xù)通過光纖熔接方式熔接1分2耦合器，再其次連接光纖陀螺敏感環(huán)組件，回光通過1分2耦合器與探測器進行熔接。這樣使得三軸陀螺光路熔點繁多光路復雜，不利于陀螺光路裝配并且可靠性低下。

發(fā)明內(nèi)容

為了提升三軸光纖陀螺光路的可靠性，本申請?zhí)峁┮环N三軸集成光纖陀螺有源器件。

采用如下技術方案：

發(fā)光芯片；

準直組件，所述準直組件的軸線與所述發(fā)光芯片出射的光束位于同一軸線；

分束波導，所述分束波導包括Y分支耦合器和方向耦合器，所述Y分支耦合器的輸入端通過所述準直組件與所述發(fā)光芯片形成信號耦合，所述Y分支耦合器耦合器的輸出端與所述方向耦合器的輸入端連接；以及

尾纖組件，所述尾纖組件包括金屬化光纖，所述金屬化光纖與所述方向耦合器的輸出端連接。

通過采用上述技術方案，使用準直組件將發(fā)光芯片發(fā)射的光束與分束波導形成信號耦合，減少了器件的耦合點，有效提升了陀螺光路可靠性，并且將Y分支耦合器和方向耦合器設置在分束波導中無需將各光纖耦合器再組裝，提高光纖陀螺系統(tǒng)的集成度，使得光纖陀螺系統(tǒng)整體結構更加緊湊，從而提高光纖陀螺的可靠性。

可選的，所述準直組件包括隔離器和非球透鏡，所述隔離器與所述非球透鏡連接。

通過采用上述技術方案，設置隔離器來濾除光學系統(tǒng)中的雜散光，并通過設置非球透鏡達到盡可能地消除球差目的，提高光學系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

可選的，所述尾纖組件包括陪片和壓片，所述陪片與所述分束波導遠離所述準直組件的一端固定連接，所述陪片開設有V型槽，所述金屬化光纖卡設于所述V型槽并通過所述壓片壓緊所述金屬化光纖。

通過采用上述技術方案，將分束波導的輸出端與金屬化光纖通過陪片耦合，能夠盡可能簡化金屬化光纖與分束波導的角度匹配過程，提高光纖陀螺的可靠性并有效減小光學系統(tǒng)體積。

可選的，所述三軸集成光纖陀螺有源器件還包括探測器，所述探測器與所述分束波導靠近所述準直組件的一端連接，所述探測器的輸入端與所述方向耦合器的輸出端連接以使從所述方向耦合器輸入端輸出的回返光進入所述探測器。

通過采用上述技術方案，將探測器與分束波導另一輸出端連接，能夠快速接收來自方向耦合器輸入端輸出的回返光，可有提高光學系統(tǒng)的穩(wěn)定性及效率。

可選的，所述分束波導包括13Y分支耦合器和多個22耦合器，所述13Y分支耦合器的輸入端通過所述準直組件與所述發(fā)光芯片形成信號耦合，所述13Y分支耦合器的輸出端與所述22耦合器的輸入端連接。