CN110987011A - 一种光纤陀螺光路熔接性能检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于光纤陀螺熔接性能评价方法，为了解决现有技术中高精度光纤陀螺无法在装配完成后对装配性能进行有效评价的技术问题，提供一种光纤陀螺光路熔接性能评价方法，将光谱仪连接于2*2耦合器与光电探测器之间熔接点，通过光谱仪上显示的图谱判断保偏光纤与保偏光纤之间熔接点是否存在异常，能够在装配完成后对熔接点熔接质量进行有效评价，无需拆除所有器件，可在确定异常熔接点后再对该熔接点重新熔接，本发明的方法简单直观，易于现场测试分析。

Description

一种光纤陀螺光路熔接性能检测方法

技术领域

本发明属于光纤陀螺熔接性能评价方法，具体涉及一种光纤陀螺光路熔接性能检测方法。

背景技术

目前，高精度光纤陀螺已大量进入工程应用。如图1所示，高精度光纤陀螺光路主要由AES光源01、1*3耦合器02、2*2耦合器03、Y波导04、光纤环05和光电探测器06组成，在对上述器件进行装配时，需对光纤陀螺各个器件的尾纤进行相应熔接，待熔接完成后再进行尾纤盘绕和涂胶固化，固化完成后还需进行相关测试。

测试过程中常有光纤陀螺指标超差现象出现，发现光纤陀螺超差后，需要拆除器件及相关光纤的尾纤，再重新熔接装配。另外，由于对引起误差额的熔接点无法定位，故障排除费时费力且无法保证光纤陀螺的成品率和合格率。

发明内容

本发明的主要目的是解决现有技术中高精度光纤陀螺无法在装配完成后对装配性能进行有效评价的技术问题，提供一种光纤陀螺光路熔接性能评价方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光纤陀螺光路熔接性能检测方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

S1，对三轴光纤陀螺光路完成装配，对各器件的尾纤进行熔接；

S2，将光纤适配器连接于光纤陀螺任一轴向上2*2耦合器与光电探测器之间熔接点靠近2*2耦合器的出纤口尾纤处；

S3，切割步骤S2中尾纤的端面，将其插入光谱仪输入端，通过光谱仪得到对应光谱；

S4，观察所述光谱的光功率、平均波长和中心波长是否与AES光源的光谱一致，若一致，执行S5；否则，保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点异常；

S5，观察所述光谱的整体形状，若光谱在顶端或1528-1543nm波长范围内存在大于1uw纹波，则保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点异常；否则，执行S6；

S6，查看所述光谱的最大纹波处纹波峰值，若大于1uw，则保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点异常；否则，执行S7；

S7，对所述光谱进行自相关函数分析，得到自相关函数图谱，若自相关函数图谱中存在二阶相干峰，则保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点异常；否则，执行S8；

S8，对光纤陀螺另外两个轴向依次执行S2-S7，完成光纤陀螺三个轴向的保偏光纤与保偏光纤之间熔接点的检测；

S9，对异常的保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点重新熔接，再重复S2至S8，若所有轴向保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点无异常，则检测步骤结束；若仍有保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点存在异常，则执行S10；

S10，依次对AES光源和1*3耦合器之间熔接点、1*3耦合器和2*2耦合器之间熔接点，以及2*2耦合器和Y波导之间熔接点进行排查处理。

进一步地，S9中，所述重新熔接具体为，重新熔接时，熔接点两侧光纤端面的切割角度小于等于1°，熔接损耗小于等于0.1dB，熔接点处的拉断拉力大于等于6N，保偏光纤与保偏光纤之间对轴角度误差小于等于1.5°。

进一步地，步骤S10具体为：

S10.1将光谱仪依次连接于相应熔接点处，得到对应光谱；

S10.2观察对应光谱的光功率、平均波长和中心波长是否与AES光源的光谱一致，若不一致，则对应熔接点存在异常，否则，对应熔接点无异常；

S10.3观察对应光谱整体形状，若光谱在顶端或1528-1534nm波长范围内存在0.1-1uw纹波，则对应熔接点存在异常，否则，对应熔接点无异常；

S10.4对对应光谱进行自相关函数分析，得到自相关函数图谱，若自相关函数图谱中存在二阶相关峰，则对应熔接点存在异常，否则，对应熔接点无异常；

S10.5若所有对应熔接点均无异常，则检测步骤结束；若有对应熔接点存在异常，则对相应熔接点进行重新熔接、检测。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明的光纤陀螺光路熔接性能检测方法，将光谱仪连接于2*2耦合器与光电探测器之间熔接点，通过光谱仪上显示的图谱判断保偏光纤与保偏光纤之间熔接点是否存在异常，能够在装配完成后对熔接点熔接质量进行有效评价，无需拆除所有器件，可在确定异常熔接点后再对该熔接点重新熔接，本发明的方法简单直观，易于现场测试分析。

2.本发明在重新熔接时加强对熔接参数的限制，降低了重新熔接后对应熔接点再次出现异常的概率。

3.本发明对保偏光纤与保偏光纤之间熔接点以外的其他熔接点进行检测时，采用了相同的检测方法，操作简便，能够直观的观察到是否存在异常。由于保偏光纤与保偏光纤之间熔接点的影响更明显且更直接，因此本发明的检测方法先对保偏光纤与保偏光纤之间熔接点排查完成后再对其他熔接点进行检测，有效提高了检测和排查效率。

附图说明

图1为背景技术中高精度光纤陀螺光路示意图。

图1中：01-AES光源、02-1*3耦合器、03-2*2耦合器、04-Y波导、05-光纤环、06-光电探测器。

图2为本发明光纤陀螺光路熔接性能检测方法实施例的异常光谱图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例和附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例并非对本发明的限制。

一种光纤陀螺光路熔接性能检测方法，先对影响最大的保偏光纤与保偏光纤之间熔接点进行检测，再对其他熔接点进行检测，无需在检测时将光纤陀螺光路中所有器件进行拆除，利用光谱仪的光谱能够直观的判断对应熔接点是否存在异常，检测方法直观简易，操作简便，能够在现场广泛应用。具体检测方法如下：

S1，首先对光纤陀螺光路完成装配，对各器件的尾纤进行相应熔接；

S2，将光纤适配器连接于光纤陀螺任一轴向上的2*2耦合器与光电探测器之间熔接点靠近2*2耦合器的出纤口尾纤处，通过光纤适配器起到转换接头的作用，将对应光纤与光谱仪相连；

S3，切割步骤S2中尾纤的端面，将其插入光谱仪输入端，开启光谱仪的光谱测试功能，通过光谱仪得到对应光谱，切割尾纤为了对尾纤进行处理，可采用宝石切割刀进行切割处理；即测试光电探测器的输入光谱，根据测试光谱的谱型和参数，确定光纤陀螺装配过程中的熔接质量。

S4，首先观察光谱的基础信息，观察所述光谱的光功率、平均波长和中心波长是否与AES光源的光谱一致，AES光源的光谱一般在该光源的出厂信息中均已知，可直接比对；若一致，执行S5继续判断；否则，说明保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点异常，可不必再继续检测该熔接点；

S5，观察所述光谱整体形状，若光谱在顶端或周围存在明显纹波，则说明保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点异常，即在顶端或1528-1543波长范围内若存在大于1uw纹波，就判断对应熔接点异常；否则，执行S6继续检测；

S6，查看所述光谱的最大纹波处纹波峰值，熔接点正常的情况下，最大纹波处纹波不大于1uw，若大于1uw，则保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点异常；否则，执行S7；

S7，对所述光谱进行自相关函数分析，得到自相关函数图谱，若自相关函数图谱中存在明显二阶相关峰，则保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点异常；否则，执行S8；

S8，对光纤陀螺另外两个轴向依次执行S2-S7，完成光纤陀螺三个轴向的保偏光纤与保偏光纤之间熔接点的检测；

S9，对异常的保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点重新熔接，再重复S2至S8，若所有轴向保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点无异常，则检测步骤结束；若仍有保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点存在异常，则执行S10；

S10，依次对AES光源和1*3耦合器之间熔接点、1*3耦合器和2*2耦合器之间熔接点，以及2*2耦合器和Y波导之间熔接点进行排查处理。排查时可采用上述S4至S7相同的方法进行判断，若排查出异常，可对该异常的熔接点重新熔接，熔接后再重新检测，直至所有熔接点对应的光谱正常。

重新熔接时，熔接参数应如表1所示：

表1熔接参数表

除上述参数外，还需保证保偏对保偏光纤对轴角度误差不大于1.5°。

采用上述方法实际对光纤陀螺的光路进行检测，光路完成装配和熔接后，将光纤适配器连接于光纤陀螺X轴向上2*2耦合器与光电探测器之间熔接点靠近2*2耦合器的出纤口尾纤处。切割尾纤的端面，将其插入光谱仪输入端，通过光谱仪得到对应光谱。观察光谱的光功率、平均波长和中心波长均与AES光源出厂信息中的光谱一致。观察光谱的整体形状，得到如图2所示光谱，在该光谱的顶端周围存在明显纹波，说明X轴向上保偏光纤与保偏光纤之间熔接点存在异常，对该熔接点重新熔接后再次进行检测，若无异常，光谱的顶端和周围无明显纹波。

依据图1所示的光路结构，高精度光纤陀螺装配完成后，利用光谱仪测试2*2耦合器与光电探测器之间熔接点的出射光谱，通过所测试的光谱的纹波的大小和纹波的范围判断整个光路熔接点性能，亦可通过对所测的光谱数据进行自相关分析，得到自相关函数图形，通过判断是否存在二阶相干峰，判断光路熔接点性能，该方法已经在光纤陀螺实际生产过程中作为质量控制关键点得充分的应用，具有一定生产指导意义。

上述检测方法中S4至S7的顺序可进行适当调整，根据需求和实际情况可调整判断顺序。

以上所述仅为本发明的实施例，并非对本发明保护范围的限制，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种光纤陀螺光路熔接性能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，对三轴光纤陀螺光路完成装配，对各器件的尾纤进行熔接；

S2，将光纤适配器连接于光纤陀螺任一轴向上2*2耦合器与光电探测器之间熔接点靠近2*2耦合器的出纤口尾纤处；

S3，切割步骤S2中尾纤的端面，将其插入光谱仪输入端，通过光谱仪得到对应光谱；

S4，观察所述光谱的光功率、平均波长和中心波长是否与AES光源的光谱一致，若一致，执行S5；否则，保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点异常；

S5，观察所述光谱的整体形状，若光谱在顶端或1528-1543nm波长范围内存在大于1uw纹波，则保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点异常；否则，执行S6；

S6，查看所述光谱的最大纹波处纹波峰值，若大于1uw，则保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点异常；否则，执行S7；

S7，对所述光谱进行自相关函数分析，得到自相关函数图谱，若自相关函数图谱中存在二阶相干峰，则保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点异常；否则，执行S8；

S8，对光纤陀螺另外两个轴向依次执行S2-S7，完成光纤陀螺三个轴向的保偏光纤与保偏光纤之间熔接点的检测；

S9，对异常的保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点重新熔接，再重复S2至S8，若所有轴向保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点无异常，则检测步骤结束；若仍有保偏光纤与保偏光纤之间的熔接点存在异常，则执行S10；

S10，依次对AES光源和1*3耦合器之间熔接点、1*3耦合器和2*2耦合器之间熔接点，以及2*2耦合器和Y波导之间熔接点进行排查处理。

2.如权利要求1所述一种光纤陀螺光路熔接性能检测方法，其特征在于：S9中，所述重新熔接具体为，重新熔接时，熔接点两侧光纤端面的切割角度小于等于1°，熔接损耗小于等于0.1dB，熔接点处的拉断拉力大于等于6N，保偏光纤与保偏光纤之间对轴角度误差小于等于1.5°。

3.如权利要求1或2所述一种光纤陀螺光路熔接性能检测方法，其特征在于，步骤S10具体为：

S10.1将光谱仪依次连接于相应熔接点处，得到对应光谱；

S10.2观察对应光谱的光功率、平均波长和中心波长是否与AES光源的光谱一致，若不一致，则对应熔接点存在异常，否则，对应熔接点无异常；

S10.3观察对应光谱整体形状，若光谱在顶端或1528-1534nm波长范围内存在大于1uw纹波，则对应熔接点存在异常，否则，对应熔接点无异常；

S10.4对对应光谱进行自相关函数分析，得到自相关函数图谱，若自相关函数图谱中存在二阶相关峰，则对应熔接点存在异常，否则，对应熔接点无异常；

S10.5若所有对应熔接点均无异常，则检测步骤结束；若有对应熔接点存在异常，则对相应熔接点进行重新熔接、检测。

Images