谐振式光纤陀螺空间光学谐振腔耦合效率分析与设计

摘要：

谐振式光纤陀螺中光纤谐振腔为关键敏感器件,新型空芯光子晶体光纤具有高环境适应性和小弯曲半径等特性,有利于陀螺降低寄生噪声及小型化.针对传统熔接耦合损耗大问题,提出了基于球透镜的空间耦合谐振腔方案,分析了该谐振腔方案精度的影响因素,并给出腔内光纤耦合效率要求.根据矩阵光学理论和高斯光束传输特性推导了系统传输矩阵,并基于模场匹配法给出了系统耦合效率模型.根据导航级陀螺腔内光纤耦合效率高于87％的要求,将系统装配误差分解,完成了系统参数对装配容差的影响分析以及系统参数设计、优化及装调建议.空芯光子晶体光纤耦合误差验证实验表明,参数设计优化前后耦合效率接近,优化使得光纤径向和倾斜容差提高了约16％和100％,从而降低了装配难度,提高了系统稳定性.理论分析与实验验证基本吻合,为其工程化应用奠定了基础.

关键词：谐振式光纤陀螺;光纤谐振腔;空间耦合;空芯光子晶体光纤

所属期刊栏目：29

分类号：TP212.1(自动化技术及设备)

资助基金：装备预研航空工业联合基金6141B05060701

在线出版日期：2021-12-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：541-548,560