关于改善光纤环绕线机成环质量的方法研究

杨纪刚，毕聪志，李丽坤，徐广海

(北京自动化控制设备研究所，北京100074)

0 引言

光纤陀螺作为一种新型的全固态惯性仪表[1]，具有耐冲击、可靠性高、结构简单、体积小、检测灵敏度和分辨率高、动态范围宽、启动时间短等特点[2]。经过多年的研究和发展，干涉式光纤陀螺完成了从实验室研发到工程化的过程，中低精度的光纤陀螺已经商品化，并在多领域内广泛应用[3]。高精度光纤陀螺的开发和研制也进入成熟阶段，已经开始工程化应用。目前，国外的光纤陀螺研制水平领先于国内，主要原因包括其起步时间远早于国内的研制单位；另外，国外先进国家在材料加工与控制设备领域都相对国内有着绝对的优势。我国对于光纤陀螺的研制由于起步较晚、设备相对落后，因而在光纤陀螺的研制方面仍然存在许多不足，主要包括光纤材料性能、光纤环的绕制、光学器件的稳定性等方面。光纤环是光纤陀螺的核心敏感元件，光纤环的温度性能已经成为限制高精度光纤陀螺工程化应用的瓶颈问题。而光纤环的温度性能主要取决于光纤环的绕制与灌封技术，目前国内光纤环的绕制方法主要采用正交绕法[4]，包括四极、八极、十六极，但受绕线机自动化水平的限制，所绕制的光纤环的温度性能并没有完全体现出正交绕法理论上对于光纤环温度性能的改善程度。例如理论上八极绕法与四极绕法相比，或者四极绕法与二极绕法相比，其温度性能应当提高1倍，但实际成环后的结果，仅四极绕法相对二极绕法对光纤环温度性能的提高较为明显，而其他各极绕法受限于绕线机的控制水平而夹杂过多的人为干扰，导致最终成环的效果并没有明显的优异性。……