CN112161640A - 基于尾纤应力监测的光纤陀螺光路装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了基于尾纤应力监测的光纤陀螺光路装配方法，能够有效的监测尾纤应力的存在，在装配时有效防止尾纤应力。本发明实现了陀螺装配时对尾纤应力的监测，便于及时调整器件的位置和尾纤盘绕方向，避免了陀螺装配后因存在光纤应力导致陀螺输出信号不稳定或者工作周期短的问题，提高了一次装配合格率。操作简单、有效，同样适用于其他型号光纤陀螺，尤其对于装配工艺更复杂的小型或者超小型光纤陀螺，解决了光纤陀螺批量化生产中的关键技术。
Description
技术领域
本发明属于光纤陀螺光路装配技术领域，具体涉及基于尾纤应力监测的光纤陀螺光路装配方法。
背景技术
随着光纤技术的不断发展，光纤陀螺以其具有动态范围大、抗环境干扰能力强、体积小、重量轻、结构简单、成本低的特点，已广泛应用于军事和民用等领域，光纤陀螺的批量化生产成为研制厂家的最终目标。在使用各种型号光纤陀螺产品时，也出现了一些问题，如陀螺输出信号不稳定或使用寿命短，原因主要集中于光路器件的匹配性和装配工艺两个方面。器件的匹配性可在陀螺组装之前，针对各器件在光路中的作用进行匹配性测试和试验筛选得到解决；工艺问题是由于结构设计不合理导致在装配过程中产生尾纤应力，影响陀螺的稳定性。高精度光纤陀螺对于应力存在非常敏感，尤其在环境恶劣的条件下，这种光纤应力对陀螺系统的损害会被无限放大。由于光纤陀螺装配工艺的复杂性，现有的光纤陀螺光路装配方法中，不能有效防止尾纤应力，装配合格率低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了基于尾纤应力监测的光纤陀螺光路装配方法，能够有效的监测尾纤应力的存在，在装配时有效防止尾纤应力。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
本发明基于尾纤应力监测的光纤陀螺光路装配方法，包括如下步骤：
将2×2光纤耦合器的输入端C1与红光探测笔连接，将输出端C3与Y波导输入端Y1熔接；将Y波导的两个输出端Y2和Y3分别与光纤环的两端L1和L2熔接形成回路，构成监测器；其中，熔接点两侧光纤为尾纤；
打开红光探测笔，观察2×2光纤耦合器的C2是否有红光出现，如果有则说明监测器光路正常，如果没有则根据红光出现的位置，重新熔接尾纤，直至光路正常；
将光功率计接入2×2光纤耦合器的C2，记录此时功率计的数值；
将所述监测器的器件依次安装到光纤陀螺结构件上，其中，将尾纤盘绕到盘纤槽中，将红光探测笔和光功率计甩在光纤陀螺结构件外侧；安装过程中实时监测光功率计数值的变化，一旦有波动则变换尾纤盘绕方向或调整器件安装位置，保证光路器件装配后与之前记录的功率值一致；
最后用光纤陀螺指定的光源替换红光探测笔，用光电探测器替换光功率计，装入光路，将所有尾纤固化，完成光纤陀螺光路的装配。
其中，所述尾纤使用保偏光纤熔接机进行熔接，所述熔接点用紫外胶和耐高温套管保护。
其中，C1用裸纤适配器接入红光探测笔；C2用裸纤适配器接入光功率计。
其中，采用紫外胶将所有尾纤固化。
其中，构成监测器时，各器件的尾纤用胶带固定，保证不悬空。
有益效果：
本发明实现了陀螺装配时对尾纤应力的监测，便于及时调整器件的位置和尾纤盘绕方向，避免了陀螺装配后因存在光纤应力导致陀螺输出信号不稳定或者工作周期短的问题，提高了一次装配合格率。操作简单、有效，同样适用于其他型号光纤陀螺，尤其对于装配工艺更复杂的小型或者超小型光纤陀螺，解决了光纤陀螺批量化生产中的关键技术。
附图说明
图1为本发明尾纤应力测试原理图。
图2为本发明实施例某高精度陀螺光路装配图。
其中1—红光探测笔、2—光功率计、3—盘纤槽、4—光纤环、5—光纤耦合器、6—Y波导、7—第一熔接点、8—第二熔接点、9—第三熔接点、10—器件板。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明基于光纤陀螺光路装配时尾纤应力的监测进行装配，设计合理，操作简便，已实际应用在某高精度光纤陀螺光路装配中，提高了一次装配的合格率，解决了光纤陀螺批量化生产中的关键技术。
图1为本发明光路尾纤应力的测试原理，尾纤应力监测所用器件包括红光探测笔、2×2光纤耦合器、光纤环、Y波导和光功率计，其中，红光探测笔作为光路的发射源。
所述装配方法包括如下步骤：
将2×2光纤耦合器的输入端C1与红光探测笔连接，将输出端C3与Y波导输入端Y1熔接，输出端C4闲置，末端光纤斜切，防止漏光；将Y波导的两个输出端Y2和Y3分别与光纤环的两端L1和L2熔接形成回路，构成监测器；其中，熔接点两侧光纤为尾纤。
打开红光探测笔，观察2×2光纤耦合器的C2是否有红光出现，如果有则说明监测器光路正常，如果没有则根据红光出现的位置，重新熔接尾纤，直至光路正常；将光功率计接入光纤耦合器的C2，记录此时功率计的数值。
其中，红光探测笔发出红光从C1入射进光纤耦合器，分成两束分别从C3和C4射出，C3的红光经Y1入射进Y波导，分成两束Y2和Y3，分别经L1和L2入射进光纤环，两束光在光纤环绕行一周又相遇在Y1，通过光纤耦合器被C2的光功率计采集。
具体地，C3和Y1、Y2和L1、Y3和L2，使用保偏光纤熔接机进行熔接，用紫外胶和耐高温套管保护熔接点。C1用裸纤适配器接入红光探测笔；C2用裸纤适配器接入光功率计。
红光探测笔的测试功率大于10mw，连接头是万能光纤连接器。光功率计选用EXFO公司型号为FPM-600的手持式光功率计。C4末端的裸纤使用红宝石切割刀斜向45°切掉，防止漏光。各器件的尾纤用胶带固定，保证不悬空。
将所述监测器的器件依次安装到光纤陀螺结构件上，，其中，将尾纤盘绕到盘纤槽中，将红光探测笔和光功率计甩在光纤陀螺结构件外侧；安装过程中实时监测光功率计数值的变化，一旦有波动则变换尾纤盘绕方向或调整器件安装位置，保证光路器件装配后与之前记录的功率值一致。
最后用光纤陀螺指定的光源替换红光探测笔，用光电探测器替换光功率计，装入光路，将所有尾纤固化(可以采用紫外胶)，完成光纤陀螺光路的装配。
以某高精度陀螺光路为例，其装配图如图2所示，依据图2，将连接好的尾纤应力监测器件安装到某高精度陀螺的器件板10上，安装顺序如下：
先将光纤环4用环氧胶粘在器件板10底座，光纤环4与Y波导6之间的熔接点2和熔接点3放在盘纤槽的指定位置，再将Y波导6用螺钉固定在安装槽，底部加上绝缘垫和导热硅脂，将Y波导6与光纤耦合器5之间熔接点1放在盘纤槽的指定位置，最后将光纤耦合器5用硅橡胶固定在安装槽，连接光纤耦合器5的红光探测笔1和光功率计2甩在陀螺器件板10的外面，光纤耦合器的C4放在盘纤槽。
在安装器件的同时，实时监控光功率计2的变化，一旦数值有波动说明存在光纤应力，则变换尾纤盘绕方向或调整器件安装位置，保证光路器件装配后与之前记录的功率值一致。最后将光纤陀螺指定的光源替换红光探测笔，将光电探测器替换光功率计装入光路，所有的尾纤用紫外胶固化，完成光纤陀螺光路的装配。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.基于尾纤应力监测的光纤陀螺光路装配方法，其特征在于，包括如下步骤：
将2×2光纤耦合器的输入端C1与红光探测笔连接，将输出端C3与Y波导输入端Y1熔接；将Y波导的两个输出端Y2和Y3分别与光纤环的两端L1和L2熔接形成回路，构成监测器；其中，熔接点两侧光纤为尾纤；
打开红光探测笔，观察2×2光纤耦合器的C2是否有红光出现，如果有则说明监测器光路正常，如果没有则根据红光出现的位置，重新熔接尾纤，直至光路正常；
将光功率计接入2×2光纤耦合器的C2，记录此时功率计的数值；
将所述监测器的器件依次安装到光纤陀螺结构件上，其中，将尾纤盘绕到盘纤槽中，将红光探测笔和光功率计甩在光纤陀螺结构件外侧；安装过程中实时监测光功率计数值的变化，一旦有波动则变换尾纤盘绕方向或调整器件安装位置，保证光路器件装配后与之前记录的功率值一致；
最后用光纤陀螺指定的光源替换红光探测笔，用光电探测器替换光功率计，装入光路，将所有尾纤固化，完成光纤陀螺光路的装配。
2.如权利要求1所述的基于尾纤应力监测的光纤陀螺光路装配方法，其特征在于，所述尾纤使用保偏光纤熔接机进行熔接，所述熔接点用紫外胶和耐高温套管保护。
3.如权利要求1所述的基于尾纤应力监测的光纤陀螺光路装配方法，其特征在于，C1用裸纤适配器接入红光探测笔；C2用裸纤适配器接入光功率计。
4.如权利要求1所述的基于尾纤应力监测的光纤陀螺光路装配方法，其特征在于，采用紫外胶将所有尾纤固化。
5.如权利要求1所述的基于尾纤应力监测的光纤陀螺光路装配方法，其特征在于，构成监测器时，各器件的尾纤用胶带固定，保证不悬空。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210101 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |