[發明專利]基于多路寬譜光源的三軸光纖陀螺儀及慣性測量單元

在審

• 申請號: 202310759896.0
• 申請日: 2023-06-27
• 公開（公告）號: CN116499446A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 胡小波;高明全;馮偉貴
• 申請（專利權）人: 深圳市天陸海導航設備技術有限責任公司
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72;G01C21/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于多路寬譜光源的三軸光纖陀螺儀，包括光路組件、電路組件和結構件，其特征在于：所述光路組件包括多路寬譜光源、光纖耦合器、光電探測器、Y波導以及光纖環；

所述多路寬譜光源包括光源芯片、熱敏電阻、半導體制冷器、帶透鏡的光纖尾纖以及蝶形管殼；

所述光源芯片為SLD/SLED芯片，光源芯片的數量為三；所述熱敏電阻為負溫度系數熱敏電阻，三個光源芯片共用熱敏電阻；三個光源芯片通過熱沉安裝在共用的半導體制冷器上，三個光源芯片通過三根帶透鏡的光纖尾纖輸出光波；

所述光源芯片、熱敏電阻和半導體制冷器都封裝在蝶形管殼的容置空間內；所述蝶形管殼包括若干個管腳，所述管腳用于連接外部電路與所述光源芯片、所述熱敏電阻、所述半導體制冷器；

所述光纖耦合器包括三個2×2光纖耦合器，分別為第一光纖耦合器、第二光纖耦合器、第三光纖耦合器，三個2×2光纖耦合器的分光比均為1:1；

所述光電探測器包括三個PIN-FET光電探測器，分別為第一光電探測器、第二光電探測器、第三光電探測器；

所述Y波導的數量為三，分別為第一Y波導、第二Y波導、第三Y波導；

所述光纖環的數量為三，分別為第一光纖環、第二光纖環、第三光纖環；

第一光纖耦合器、第二光纖耦合器、第三光纖耦合器的輸入端的一根光纖分別與多路寬譜光源的三根帶透鏡的光纖尾纖相連；第一光纖耦合器、第二光纖耦合器、第三光纖耦合器的輸入端的另一根光纖分別與第一光電探測器、第二光電探測器、第三光電探測器相連；

第一光纖耦合器、第二光纖耦合器、第三光纖耦合器的輸出端的一根尾纖分別與第一Y波導、第二Y波導、第三Y波導的輸入端相連；第一光纖耦合器、第二光纖耦合器、第三光纖耦合器的輸出端的另一根尾纖作為空頭；第一Y波導、第二Y波導、第三Y波導的輸出端分別連接第一光纖環、第二光纖環、第三光纖環；

所述電路組件包括恒流驅動及溫控電路板、PIN-FET光電組件電路板和主電路板，所述主電路板上設置有信號檢測處理電路、數字相位階梯波反饋回路、通信接口和電源電路；

所述恒流驅動及溫控電路板與多路寬譜光源連接；PIN-FET光電組件電路板上焊接第一光電探測器、第二光電探測器和第三光電探測器；信號檢測處理電路一方面使用通信接口輸出角速度信息，另一方面通過數字相位階梯波反饋回路實現閉環；電源電路分別為恒流驅動與溫控電路板、PIN-FET光電組件電路板和主電路板供電；

所述結構件包括本體、罩殼和底板；所述本體為六面體結構，本體的上表面、下表面均與相鄰的兩個側面相互正交，所述光路組件、電路組件都安裝在本體上，罩殼用于罩住本體并且與底板實現結構上的封閉。

2.根據權利要求1所述基于多路寬譜光源的三軸光纖陀螺儀，其特征在于：所述本體的第一側面開設有光源安裝槽，多路寬譜光源安裝在所述光源安裝槽并且用膠固定；光源安裝槽的四角設置有帶螺紋孔的安裝柱，恒流驅動與溫控電路板用螺釘固定在第一側面的安裝柱上。

3.根據權利要求1所述基于多路寬譜光源的三軸光纖陀螺儀，其特征在于：所述本體的第二側面并排開設有三個條形凹槽，第一光纖耦合器、第二光纖耦合器、第三光纖耦合器分別放置在三個條形凹槽并且用膠固定；三個條形凹槽的四角設置有帶螺紋孔的安裝柱，PIN-FET光電組件電路板用螺釘固定在第二側面的安裝柱上。

4.根據權利要求1所述基于多路寬譜光源的三軸光纖陀螺儀，其特征在于：所述本體的上表面開設有矩形槽，第一Y波導、第二Y波導、第三Y波導并列安裝在矩形槽并且用螺釘固定；本體的上表面四角設置有帶螺紋孔的安裝柱，主電路板用螺釘固定在本體的上表面的安裝柱上。

5.根據權利要求1所述基于多路寬譜光源的三軸光纖陀螺儀，其特征在于：所述本體的下表面和另外兩個側面均開設有環形凹槽，所述環形凹槽的中間位置設置有光纖環繞柱，第一光纖環、第二光纖環、第三光纖環均安裝在所述環形凹槽并且用膠固定。

6.根據權利要求4所述基于多路寬譜光源的三軸光纖陀螺儀，其特征在于：所述本體的上表面還開設有圓孔，圓孔內放置溫度傳感器，所述溫度傳感器與主電路板連接。