科创中国
光纤环组件封装技术
成果类型：: 新技术
发布时间: 2022-08-12 09:44:40
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：“科创中国”智能技术体系化应用专业科技服务团| 毕光元 | 2022-11-08 09:30:37
基于光纤陀螺的惯性导航系统是上世纪发展起来的一种自主式导航系统，其中光纤陀螺仪用来敏感载体相对于惯性系的转动信息，目前不断地从中低精度向中高精度的应用领域发展，成为惯性导航和战略应用领域的主要仪表。其中，敏感环是光纤陀螺敏感载体转动的主要传感器件，是由光纤环与Y波导形成的一个闭合回路。在精度要求越来越高的情况下，环境温度、磁场干扰和压力变化都会对光纤环造成影响，从而导致光纤陀螺产生测量误差，其中，偏振误差是其主要误差。在保偏光纤陀螺中，传统做法是将Y波导两根尾纤与光纤环熔接，熔接不理想成为主要的偏振交叉耦合点，进而导致大的偏振误差。此外，熔接点易受外界温度及应力的影响，会影响陀螺的振动性能以及可靠性。因此，抛开尾纤熔接法，将保偏光纤环与Y波导直接耦合形成敏感环是高精度光纤陀螺关键技术之一，目前国外各型号的高精度光纤陀螺中均采用此项技术。直接耦合可以减少两个熔接点，避免了因熔接点引入的偏振交叉耦合和背向散射等噪声影响，有利于减小偏振噪声和提高光纤陀螺的零偏稳定性和重复性，减小死区，从总体上提高系统可靠性。同时，还有利于实现四级对称绕法，提高系统的振动、温度性能。
本项目技术用于高精度光纤陀螺惯导的光纤环组件封装结构，适用于要求将陀螺主要器件光纤环与Y波导直接耦合的情况(所谓的直接耦合就是光纤环两端的两根尾纤直接接入Y波导)，且为了实现高精度的性能要求，在设计中考虑了模块单元化、抗振动、气密性、电磁屏蔽、隔热的功能。该直接耦合的光纤环组件封装结构，包括环支撑体、顶盖、隔热层、光纤环、Y波导与绝缘端子，光纤环与Y波导直接耦合。其中，环支撑体为由环状底盘、套筒与隔板构成的一体结构，环状底盘内圆周与套筒底端周向相连，环支撑体中环状底盘外圆周为台阶边缘。套筒顶端通过隔板封闭，隔板上表面具有Y波导安装槽，用来安装Y波导。隔板上安装有至少2个绝缘端子；环状底盘上表面粘结有隔热层，光纤环套过套筒粘结在隔热层上。隔板边缘位置对称具有凹进结构的走纤槽A与走纤槽B，走纤槽A与走纤槽B均贯通Y波导安装槽以及套筒外壁；套筒侧壁上开有出纤孔，Y波导单根尾纤由出纤孔穿出后，盘绕在隔板下方的套筒内部，Y波导信号线由绝缘端子引出。
本发明涉及光纤环封装领域，特别涉及一种光纤环封装装置。光纤环是光纤角度传感器(又称光纤陀螺)的核心部件，它的质量好坏直接决定光纤陀螺的精度，因此，光纤缠绕缠绕成光纤环时必须固化封装。目前，传统的光纤环都是是简单封装的裸环，一般不带温控装置的封装环，还有一些只是简单的加了一层保温棉，在温差大的环境下，温控效果并不明显，这就导致光纤环受环境温度变化影响大，不同季节，不同位置封装环的性能会受到影响，除此以外一般的封装环不能更改其相位移，因此，市面上的封装环的使用寿命短，封装环性能的可靠性和稳定性差。
北航工研院相关研发团队，本项目已申请国家发明专利。
针对现有技术的不足，本发明提供了一种光纤环封装装置，该装置不但可以稳定光纤环在一定的温度范围内，还能实现相位移角度的调节和补偿。
本发明通过以下技术方案实现：
一种光纤环封装装置，包括外壳、用于限位光纤环的定位芯，所述定位芯设置在所述外壳内，该装置还包括控制板、加热制冷芯片和相位移器件，所述加热制冷芯片和所述定位芯抵接且和所述控制板电连接，所述相位移器件设置在所述外壳内且和所述控制板电连接，所述光纤环上的线端穿过所述外壳且分为两部分，一部分和所述控制板连接、另一部分和所述相位移器件连接。
本成果可支持：技术咨询，技术转让，技术合作等模式。
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