[發明專利]一種直升機載光纖慣導用抗振型光源及其試驗驗證方法

在審

• 申請號: 202211440187.8
• 申請日: 2022-11-17
• 公開（公告）號: CN115939917A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 張恩康;張紅偉;李雷
• 申請（專利權）人: 中國直升機設計研究所
• 主分類號: H01S3/101
• 分類號: H01S3/101;H01S3/067;G01M7/02
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 白瑤君

本發明屬于機載慣導領域，涉及一種直升機載光纖慣導用抗振型光源及其試驗驗證方法。抗振型光源包括：抗振型光源光路，光路包括：法拉第旋轉鏡FRM、摻鉺光纖、980nm泵浦二極管、980/1550nm波分復用器、光隔離器、平坦器。

技術領域

本發明屬于機載慣導領域，涉及一種直升機載光纖慣導用抗振型光源及其試驗驗證方法。

背景技術

振動性能是評價直升機載光纖慣導環境可靠性與性能穩定性的一個重要指標。光源作為直升機載光纖慣導的源頭部件，需要保證其在振動條件下性能的穩定輸出。當光在光源內部傳輸時，無源光器件尾纖和增益介質摻鉺光纖容易受到由機械振動引起的應力作用而發生形變，這種隨機的形變將導致光源中傳輸光偏振態的波動并引發其他一些不利的偏振效應，進而影響光源的輸出波長振動穩定性，最終影響直升機載慣導的導航精度。

傳統光源內增益介質摻鉺光纖、光纖熔接點和無源光器件尾纖大多采用注入玻璃膠、粘膠帶等方法固定，以減小光源輸出波長變化對光纖慣導的影響，上述若干種方法在工程上應用較為廣泛，且目前國內市場上可購買的機載慣導用光源均采用以上方法進行內部光纖的固定。但注入玻璃膠等傳統固定方法不僅增加了光源和機載慣導的重量，玻璃膠的老化、涂抹不均勻造成的擠壓也將影響光源內傳輸光的穩定性，進而產生光路噪聲。所以，抗振型光源的設計對直升機載光纖慣導振動性能的研究極為重要。

發明內容

本發明的目的：在不增加機載光纖慣導系統復雜性的情況下提出了一種直升機載光纖慣導用抗振型光源，并試驗驗證了其抗振性能。

本發明的技術方案：

一種直升機載光纖慣導用抗振型光源，包括：抗振型光源光路，光路包括：法拉第旋轉鏡FRM、摻鉺光纖、980nm泵浦二極管、980/1550nm波分復用器、光隔離器、平坦器；

泵浦二極管發出中心波長980nm的泵浦光經過980/1550nm波分復用器后到達摻鉺光纖抽運，980nm泵浦光被摻鉺光纖中的稀土元素鉺離子吸收后發生放大的自發輻射現象產生1550nm超熒光，產生的1550nm光一部分經過光隔離器、平坦器輸出到光纖陀螺三個敏感軸上；另一部分1550nm光經過FRM后再一次經過摻鉺光纖進行二次泵浦。

摻鉺光纖的長度為15.69m。

FRM選擇45°FRM。

一種直升機載光纖慣導用抗振型光源試驗驗證方法，包括：

首先在常溫隔振條件下分別進行抗振型光源與普通光源的輸出特性試驗；

隨后進行四種隨機振動頻率條件下的隨機振動試驗，抗振型光源和普通光源在四種隨機振動頻率條件下的輸出光譜由光譜儀OSA進行采集并實時發送到計算機上；

隨機振動頻率條件設置完成后，將抗振型光源和普通光源分別用夾具固定在垂直振動臺的臺面上，并準備在室溫環境下進行振動試驗；光源系統采用+5V外部直流電源供電，設置OSA的波長范圍為1520nm-1570nm，分辨率為0.1nm，并通過通用串行總線連接到外部計算機上，實現輸出光譜的實時采集以便后續的數據處理。

每種光源的測試時間為2小時。

振動臺的四種隨機振動試驗條件分別為1-100Hz低頻振動、100-500Hz中低頻振動、500-1000Hz中高頻振動、1000-2000Hz高頻振動。

振動臺功率譜密度設置為0.01g²/Hz。