[实用新型]一种干涉型光纤陀螺仪嵌套式多层多匝光纤环

说明书

本实用新型公开了一种干涉型光纤陀螺仪嵌套式多层多匝光纤环，包括多匝光纤环，多匝光纤环同轴设置；超辐射发光管SLD发出的光源经过保偏光纤分束器，分别进入光接收组件和光波导调制器，光波导调制器的第一端和第二端分别连接多匝光纤环最内层的光纤环和最外层的光纤环。本实用新型将若干个内径不同的光纤环组合成一体，以嵌套的形式将几个光纤环内外叠加，从外层到内层直径逐渐减小，形成一个完整的集成化光纤环，实现干涉型光纤陀螺仪进一步小型化。

技术领域

本实用新型属于惯性导航技术领域，具体涉及一种干涉型光纤陀螺仪嵌套式多层多匝光纤环。

背景技术

干涉型光纤陀螺仪是当前广泛应用的惯性导航器件。自萨格奈克效应发现以来，干涉型光纤陀螺仪技术已经发展了近40年。随着无人机、智能机器人等新型科技迅速发展，对陀螺仪的小型化提出了更高的要求。速率级以及战术级陀螺在水下无人航行器、无缆水下机器人、北斗系统域应用广泛，光纤陀螺除了干涉型光纤陀螺仪之外，还包括谐振式、受激布里渊散射式、稀土掺杂式等，因干涉型光纤陀螺仪拥有灵敏度高、无转动部分等优势，中等精度、小型化、轻型化干涉型光纤陀螺仪颇具发展潜力。减光纤环的长度和内径，高效利用空间，是干涉型光纤陀螺仪小型化发展颇为可观的思路。如果能从干涉型光纤陀螺仪的结构设计上，改进光纤敏感环结构，进一步实现小型化，对挖掘其潜力，提高其适用范围具有重要现实意义。

缩短光纤环长度和内径，是减小干涉型光纤陀螺仪尺寸的最重要方式，但由于光纤环长度和内径的减小，陀螺测量精度和零偏稳定性也会变差，所以在陀螺总体尺寸不变的情况下，能够增加光纤环长度和内径，可以提高陀螺测量精度和零偏稳定性。另一方面，光纤环截面高度与宽度比是光纤环的关键设计参数。由于温度和力学环境的适应性，光纤环截面高度与宽度比不能过大也不能过小，一般高度与宽度比在0.25至1.8之间，比值过大或过小会造成较大热扰动和Shupe效应误差。因此若要使陀螺具有较好性能，每个光纤环的截面高度与宽度应折中选择，不能无限增加。所以不能用一个高度和宽度均较大的光纤环来减少光纤环长度、压缩空间，给符合精度要求的小型化陀螺设计带来一定困难。

在现有方案中，光纤陀螺的光纤环内部空间设计还不够完善。现有光纤环只是一个环状体，内部结构是空的，一定程度上浪费了内部空间，还需要进一步改进和优化设计。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种干涉型光纤陀螺仪嵌套式多层多匝光纤环，能够减光纤环长度和高效利用空间，以克服背景技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种干涉型光纤陀螺仪嵌套式多层多匝光纤环，包括多匝光纤环，多匝光纤环同轴设置；超辐射发光管SLD发出的光源经过保偏光纤分束器，分别进入光接收组件和光波导调制器，光波导调制器的第一端和第二端分别连接多匝光纤环最内层的光纤环和最外层的光纤环。

较佳地，多匝光纤环包括至少两匝光纤环。

较佳地，多匝光纤环包括五匝光纤环，由外到内分别记为第一光纤环、第二光纤环、第三光纤环、第四光纤环和第五光纤环。

较佳地，各个光纤环之间通过连接光纤连接。

较佳地，各个光纤环均由单层单轧光纤绕制而成。

较佳地，各个光纤环之间的间距为5mm～10mm。

较佳地，第五光纤环与第四光纤环之间的间距为5mm。

较佳地，第一光纤环和第二光纤环之间的间距为10mm，第二光纤环和第三光纤环之间的间距为10mm，第三光纤环和第四光纤环之间的间距为10mm。

较佳地，最内层的光纤环的内径至少为15mm。

较佳地，第一光纤环、第二光纤环、第三光纤环、第四光纤环、第五光纤环的每个小光纤环的光纤线圈均布置在固定的线槽里。