RU2188443C2 - Process of manufacture of radiation input-output device in ring interferometer of fiber-optical gyroscope based on special twin light guide - Google Patents

Process of manufacture of radiation input-output device in ring interferometer of fiber-optical gyroscope based on special twin light guide Download PDF

Info

Publication number
RU2188443C2
RU2188443C2 RU2000108573A RU2000108573A RU2188443C2 RU 2188443 C2 RU2188443 C2 RU 2188443C2 RU 2000108573 A RU2000108573 A RU 2000108573A RU 2000108573 A RU2000108573 A RU 2000108573A RU 2188443 C2 RU2188443 C2 RU 2188443C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fiber
refractive index
core fiber
biconical
constriction
Prior art date
Application number
RU2000108573A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000108573A (en
Inventor
А.Г. Андреев
В.С. Ермаков
А.М. Курбатов
И.И. Крюков
Original Assignee
Открытое акционерное общество Пермская научно-производственная приборостроительная компания
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество Пермская научно-производственная приборостроительная компания filed Critical Открытое акционерное общество Пермская научно-производственная приборостроительная компания
Priority to RU2000108573A priority Critical patent/RU2188443C2/en
Publication of RU2000108573A publication Critical patent/RU2000108573A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2188443C2 publication Critical patent/RU2188443C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: fiber optics, design of fiber-optical gyroscopes and fiber transducers of physical quantities such as pressure pickups, temperature-sensitive elements, magnetic field sensors, etc. SUBSTANCE: process of manufacture of radiation input-output device in ring interferometer of fiber-optical gyroscope consists in formation of biconical constriction on twin light guide produced by polishing of two workstocks for single-mode light guides with large linear birefringence, in cutting of lateral grooves in polished surfaces, in alignment of these workstocks with their flat surfaces and in drawing of twin light guide from produced workstock. Prior to polishing workstocks are placed inside and then fused together with bearing quartz tube on which internal surface there is deposited layer of quartz glass with refractive index less by (2-4)10-3 than refractive index of pure quartz glass and thickness ensuring
Figure 00000003
, where Dsh is diameter of sheath formed by layer of quartz glass with reduced refractive index; Dw is diameter of starting workstock. After drawing of twin light guide section on which biconical constriction is formed is placed in advance into etching solution to etch away external layer of twin light guide made of pure quartz glass. Later formed biconical constriction is covered with protective-reinforcing optical coat. EFFECT: reduced size and mass characteristics of radiation input-output device, raised zero stability of ring interferometer. 3 cl, 14 dwg

Description

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано при конструировании волоконно-оптических гироскопов и других датчиков физических величин (датчиков давления, температуры, магнитного поля и др.). The invention relates to the field of fiber optics and can be used in the design of fiber-optic gyroscopes and other sensors of physical quantities (pressure sensors, temperature, magnetic field, etc.).

Волоконно-оптический гироскоп содержит в своем составе пассивный кольцевой интерферометр и электронный блок обработки информации о вращении, поступающей с фотоприемника кольцевого интерферометра. Кольцевой интерферометр [1] состоит из источника излучения, волоконного деполяризатора, первого волоконного разветвителя, волоконного поляризатора, второго волоконного разветвителя, фазового модулятора, волоконной чувствительной катушки и фотоприемника. Луч света от источника излучения через волоконный деполяризатор поступает на один из входных концов первого волоконного разветвителя, делится этим разветвителем на два луча, один из которых проходит волоконный поляризатор, а затем поступает на один из входных концов второго волоконного разветвителя, который делит этот луч на два луча одинаковой интенсивности. Эти два луча проходят фазовый модулятор и чувствительную катушку в двух взаимно противоположных направлениях и поступают снова на второй волоконный разветвитель, который смешивает эти два луча в один луч. Этот смешанный луч проходит волоконный поляризатор в обратном направлении, а также первый волоконный разветвитель и через второй входной конец световода первого волоконного разветвителя попадает на фотоприемник. На фотоприемнике интерферируют друг с другом два луча, которые прошли волоконную чувствительную катушку в двух взаимно противоположных направлениях, и таким образом интенсивность на фотоприемнике пропорциональна величине:
IФ~2Р0(1+cos ФС),
где Р0 - мощность каждого из лучей, прошедших волоконную чувствительную катушку в двух взаимно противоположных направлениях;
ФС - разность фаз Саньяка.
The fiber-optic gyroscope contains a passive ring interferometer and an electronic unit for processing rotation information received from the photodetector of the ring interferometer. A ring interferometer [1] consists of a radiation source, a fiber depolarizer, a first fiber splitter, a fiber polarizer, a second fiber splitter, a phase modulator, a fiber sensitive coil and a photodetector. A light beam from a radiation source through a fiber depolarizer enters one of the input ends of the first fiber splitter, divides this splitter into two beams, one of which passes a fiber polarizer, and then enters one of the input ends of the second fiber splitter, which divides this beam into two beam of the same intensity. These two beams pass the phase modulator and the sensing coil in two mutually opposite directions and again go to the second fiber splitter, which mixes the two beams into one beam. This mixed beam passes the fiber polarizer in the opposite direction, as well as the first fiber splitter and through the second input end of the optical fiber of the first fiber splitter enters the photodetector. Two beams interfere with each other at the photodetector, which have passed the fiber sensitive coil in two mutually opposite directions, and thus the intensity at the photodetector is proportional to:
I Ф ~ 2Р 0 (1 + cos Ф С ),
where P 0 is the power of each of the rays that have passed the fiber sensitive coil in two mutually opposite directions;
Ф С - Sagnac phase difference.

В качестве источника света используются источники оптического излучения с малым временем когерентности. Это могут быть либо полупроводниковые суперлюминесцентные диоды, либо волоконные флюоресцентные источники излучения на основе активированных световодов [2]. Из рассмотрения оптической схемы кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа и порядка прохождения оптических лучей в нем следует, что два луча, несущих информацию об угловой скорости вращения, проходят дважды во взаимно противоположных направлениях следующие волоконные элементы оптической схемы кольцевого интерферометра: первый волоконный разветвитель, поляризатор и второй волоконный разветвитель. Условно, эти три элемента можно объединить в одно устройство, которое выполняет роль устройства ввода-вывода излучения в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа. As a light source, optical radiation sources with a short coherence time are used. These can be either semiconductor superluminescent diodes or fiber fluorescent radiation sources based on activated optical fibers [2]. From consideration of the optical design of the ring interferometer of a fiber-optic gyroscope and the order of passage of optical rays in it, it follows that two rays carrying information about the angular velocity of rotation pass twice in mutually opposite directions to the following fiber elements of the optical design of the ring interferometer: the first fiber splitter, polarizer and second fiber splitter. Conventionally, these three elements can be combined into one device, which acts as a radiation input-output device in a ring interferometer of a fiber-optic gyroscope.

Характеристики оптических элементов, входящих в состав устройства ввода-вывода излучения, во многом определяют стабильность нуля кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа, и поэтому совершенствованию их характеристик уделяется большое внимание. Устройство ввода-вывода обеспечивает взаимность построения схемы кольцевого интерферометра для лучей, прошедших чувствительную катушку в двух взаимно противоположных направлениях, то есть обеспечивает одинаковость их оптических путей. Стабильность нуля кольцевого интерферометра, иными словами стабильность разности фаз лучей кольцевого интерферометра при воздействии внешних дестабилизирующих факторов, во многом зависит от поляризационных передаточных характеристик элементов, входящих в состав устройства ввода-вывода. Известно, что при изменении состояния поляризации лучей кольцевого интерферометра возникает ошибка в измерении угловой скорости волоконно-оптическим гироскопом, так как из-за изменения состояния поляризации лучей возникает паразитная разность фаз в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа [3]. Поляризационную матрицу световода чувствительной катушки волоконно-оптического гироскопа можно представить в общем виде унитарной унимодумерной матрицей вида:

Figure 00000004
,
где "*" - операция комплексного сопряжения.The characteristics of the optical elements that make up the radiation input-output device largely determine the zero stability of the ring interferometer of a fiber-optic gyroscope, and therefore, much attention is paid to improving their characteristics. The input-output device ensures the reciprocity of the design of the ring interferometer circuit for the rays that have passed the sensitive coil in two mutually opposite directions, that is, ensures the same optical paths. The zero stability of the ring interferometer, in other words, the stability of the phase difference of the rays of the ring interferometer when exposed to external destabilizing factors, largely depends on the polarization transfer characteristics of the elements included in the input-output device. It is known that when changing the state of polarization of the rays of a ring interferometer, an error arises in measuring the angular velocity of a fiber-optic gyroscope, since a parasitic phase difference arises in the ring interferometer of a fiber-optic gyroscope due to a change in the state of polarization of rays [3]. The polarization matrix of the fiber of the sensitive coil of a fiber-optic gyroscope can be represented in a general form by a unitary unimodomeric matrix of the form:
Figure 00000004
,
where "*" is the complex pairing operation.

Предположим вначале, что кольцевой интерферометр содержит только второй волоконный разветвитель, тогда интенсивность излучения на фотоприемнике можно представить в следующем виде:

Figure 00000005

где Sp - операция шпур;
Gвых - матрица когерентности выходного поля на фотоприемнике;
Gвх - матрица когерентности входного поля, то есть поля, поступающего на вход второго волоконного разветвителя;
"+" - операция эрмитового сопряжения;
Т - операция транспонирования;
ФС - разность фаз Саньяка в кольцевом интерферометре.Assume first that the ring interferometer contains only the second fiber splitter, then the radiation intensity at the photodetector can be represented as follows:
Figure 00000005

where S p - hole operation;
G o - the coherence matrix of the output field at the photodetector;
G I - the coherence matrix of the input field, that is, the field supplied to the input of the second fiber splitter;
"+" - operation of Hermitian pairing;
T - transpose operation;
Ф С - Sagnac phase difference in a ring interferometer.

Матрицу когерентности входного поля можно представить в виде:

Figure 00000006

где а, b - компоненты вектора Джонса входного поля.The coherence matrix of the input field can be represented as:
Figure 00000006

where a, b are the components of the Jones vector of the input field.

С учетом этого интенсивность на фотоприемнике можно представить в виде:
IФ~[aa*+bb*]•f11f*11-[aa*f12f12+bb*f*12f*12]+
[ab*f11-a*bf*11]•f12+f*12.
With this in mind, the intensity at the photodetector can be represented as:
I Ф ~ [aa * + bb *] • f 11 f * 11 - [aa * f 12 f 12 + bb * f * 12 f * 12 ] +
[ab * f 11 -a * bf * 11 ] • f 12 + f * 12 .

Поляризационную передаточную матрицу световода чувствительной катушки волоконно-оптического гироскопа можно представить, используя модель одного центра поляризационной связи [4] в световоде с большим двулучепреломлением. Поле излучения по двум осям двулучепреломления в световоде, имеющих постоянные распространения двух поляризационных мод βa и βb в точке поляризационной связи можно представить в виде:

Figure 00000007

Figure 00000008

где Еa, Еb - поля х и у-поляризационных мод в световоде с большим линейным двулучепреломлением;
L0 - длина световода чувствительной катушки волоконно-оптического гироскопа;
l - координата центра поляризационной связи мод в световоде чувствительной катушки.The polarization transfer matrix of the fiber of the sensitive coil of a fiber-optic gyroscope can be represented using a model of one center of polarization coupling [4] in a fiber with high birefringence. The radiation field along the two birefringence axes in the optical fiber having propagation constants of two polarization modes β a and β b at the point of polarization coupling can be represented as:
Figure 00000007

Figure 00000008

where E a , E b are the fields of x and y-polarization modes in a fiber with high linear birefringence;
L 0 is the fiber length of the sensitive coil of the fiber optic gyroscope;
l is the coordinate of the center of the polarization coupling of the modes in the fiber of the sensitive coil.

Помещая центр поляризационной связи в любом месте световода чувствительной катушки, можно оценить влияние поляризационной связи на паразитное фазовое смещение в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа. В предположении, что световод чувствительной катушки имеет постоянную скрутку по длине θC, где θC - угол скрутки, матрицу передачи световода можно представить в виде [3]:

Figure 00000009
,
где
Figure 00000010

В случае, когда отсутствует скрутка световода θC = 0, излучение световода обладает малой длиной когерентности и на вход схемы кольцевого интерферометра поступает деполяризованное излучение, то есть
Figure 00000011
в этом случае интенсивность на фотоприемнике может быть представлена в виде:
Figure 00000012

Из этого выражения следует, что при деполяризованном излучении на входе оптической схемы кольцевого интерферометра паразитной фазовой подставки в интерферометре не возникает даже в случае, когда имеется связь между поляризационными модами в любом месте световода чувствительной катушки гироскопа, в том числе и в его центре. В рассматриваемом случае, в зависимости от величины связи α двух поляризационных мод, наблюдается так называемый "фединг" сигнала кольцевого интерферометра, то есть изменение видности интерференционной картины. В волоконно-оптических гироскопах, где используются компенсационные фазовые методы считывания информации (гироскопы с замкнутой петлей обратной связи), "фединг" сигнала не оказывает существенного влияния на точность гироскопа. Видность интерференционной картины также не может быть равна нулю, так как полной перекачки мощности из одной поляризационной моды в другую не может быть по определению. Возможна перекачка только половины мощности одной из поляризационных мод в другую, мощность которой на входе равнялась нулю.By placing the center of polarization coupling anywhere in the fiber of the sensing coil, we can evaluate the effect of polarization coupling on the stray phase shift in the ring interferometer of a fiber-optic gyroscope. Assuming that the fiber of the sensitive coil has a constant twist along the length θ C , where θ C is the twist angle, the transmission matrix of the fiber can be represented in the form [3]:
Figure 00000009
,
Where
Figure 00000010

In the case where there is no twisting of the fiber θ C = 0, the radiation of the fiber has a short coherence length and depolarized radiation arrives at the input of the ring interferometer circuit, i.e.
Figure 00000011
in this case, the intensity at the photodetector can be represented as:
Figure 00000012

It follows from this expression that in case of depolarized radiation at the input of the optical circuit of a ring interferometer, a parasitic phase support in the interferometer does not occur even when there is a connection between polarization modes at any point in the fiber of the sensitive gyro coil, including in its center. In this case, depending on the magnitude of the coupling α of the two polarization modes, the so-called “fading” of the ring interferometer signal, that is, a change in the visibility of the interference pattern, is observed. In fiber-optic gyroscopes, which use compensatory phase methods of reading information (gyroscopes with a closed feedback loop), the “fading” of the signal does not significantly affect the accuracy of the gyroscope. The visibility of the interference pattern also cannot be equal to zero, since the complete transfer of power from one polarization mode to another cannot be by definition. It is possible to transfer only half the power of one of the polarization modes to another, whose power at the input was equal to zero.

Если на вход оптической схемы кольцевого интерферометра поступает линейно-поляризованное излучение, то есть возбуждается одна из поляризационных мод световода чувствительной катушки гироскопа аa*=1, bb*=0, a*b=ab*=0, то в кольцевом интерферометре может возникать паразитная фазовая подставка, которая выражается следующим образом:

Figure 00000013

Максимально возможное значение, которое может принимать паразитная фазовая подставка ΔΨП ≈ α. При учете малой длины когерентности источника излучения можно сделать вывод, что в рассматриваемом случае на величину фазовой подставки влияют центры поляризационной связи, находящиеся сразу за вторым волоконным разветвителем. Максимальная величина фазовой подставки в кольцевом интерферометре в случае линейно-поляризованного излучения на входе оптической схемы получается тогда, когда линейная поляризация излучения падает под углом
Figure 00000014
к осям двулучепреломления разветвителя и световода чувствительной катушки гироскопа, то есть в случае, когда aа*-bb*=0 и
Figure 00000015
В этом случае выражение для паразитной фазовой подставки в кольцевом интерферометре примет следующий вид:
Figure 00000016

Теперь предположим, что на вход оптической схемы кольцевого интерферометра поступает частично поляризованное излучение, что бывает наиболее часто. Частично поляризованное излучение можно представить в виде суммы полностью деполяризованной и полностью поляризованной компонент, то есть Рч.ппд, где Рч.п. - мощность частично поляризованного света; Рп - мощность полностью поляризованной компоненты; Рд - мощность полностью деполяризованной компоненты излучения. Исходя из условия максимально возможной паразитной фазовой подставки (полностью поляризованная компонента излучения падает под углом
Figure 00000017
к осям двулучепреломления разветвителя и световода чувствительной катушки) имеем следующее выражение:
Figure 00000018

где
Figure 00000019
остаточная степень поляризации частично поляризованного света.If a linearly polarized radiation arrives at the input of the optical circuit of a ring interferometer, i.e., one of the polarization modes of the fiber of the sensitive gyroscope coil aa * = 1, bb * = 0, a * b = ab * = 0 is excited, then spurious radiation may occur in the ring interferometer phase stand, which is expressed as follows:
Figure 00000013

The maximum possible value that the parasitic phase stand can take ΔΨ П ≈ α. When taking into account the small coherence length of the radiation source, we can conclude that in the case under consideration, the magnitude of the phase shift is affected by the centers of polarization coupling located immediately after the second fiber splitter. The maximum value of the phase support in a ring interferometer in the case of linearly polarized radiation at the input of the optical circuit is obtained when the linear polarization of the radiation falls at an angle
Figure 00000014
to the birefringence axes of the splitter and fiber of the sensitive coil of the gyroscope, that is, in the case when aa * -bb * = 0 and
Figure 00000015
In this case, the expression for the parasitic phase stand in the ring interferometer will take the following form:
Figure 00000016

Now suppose that partially polarized radiation arrives at the input of the optical circuit of a ring interferometer, which happens most often. Partially polarized radiation can be represented as the sum of the fully depolarized and fully polarized components, that is, R pn = R p + R d , where R pp - power of partially polarized light; R p is the power of the fully polarized component; R d is the power of the fully depolarized radiation component. Based on the condition of the maximum possible stray phase support (the fully polarized radiation component falls at an angle
Figure 00000017
to the birefringence axes of the splitter and the optical fiber of the sensitive coil) we have the following expression:
Figure 00000018

Where
Figure 00000019
residual degree of polarization of partially polarized light.

Из предыдущего рассмотрения следует, что на величину паразитной фазовой подставки в кольцевом интерферометре основное влияние оказывают поляризационные эффекты в местах световодов, которые располагаются непосредственно за разветвителем оптической мощности, а также, но в значительно меньшей степени, в середине световода чувствительной катушки. Длина этих участков ограничена и равняется длине деполяризации излучения в световоде [4]:

Figure 00000020
,
где f0 - центральная длина волны излучения источника;
Δf - ширина линии излучения источника;
Lp - длина поляризационных биений в световоде волоконного разветвителя.From the previous consideration it follows that the magnitude of the stray phase stand in the ring interferometer is mainly influenced by polarization effects in the places of the optical fibers, which are located directly behind the optical power splitter, and also, but to a much lesser extent, in the middle of the fiber of the sensitive coil. The length of these sections is limited and equal to the length of the depolarization of radiation in the fiber [4]:
Figure 00000020
,
where f 0 is the central radiation wavelength of the source;
Δf is the width of the radiation line of the source;
L p is the length of the polarization beats in the optical fiber of the fiber splitter.

При f0= 850 нм, Δf=20 нм, Lp=5•10-3 имеем Lγ = 0,056 м, то есть длина деполяризации излучения в световоде с большим линейным двулучепреломлением достаточно мала. Поэтому на величину паразитной фазовой подставки в кольцевом интерферометре основное влияние оказывают участки световодов, являющиеся выходными световодами второго волоконного разветвителя устройства ввода-вывода излучения кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа. С определенной степенью точности коэффициент связи α двух поляризационных мод можно представить в виде: α = h•Lγ, где h - коэффициент межмодовой поляризационной связи в световоде (h-параметр).For f 0 = 850 nm, Δf = 20 nm, L p = 5 • 10 -3, we have L γ = 0.056 m, that is, the depolarization length of the radiation in a fiber with large linear birefringence is quite small. Therefore, the magnitude of the parasitic phase stand in the ring interferometer is mainly influenced by the sections of the optical fibers, which are the output fibers of the second fiber splitter of the radiation input / output device of the fiber-optic gyroscope ring interferometer. With a certain degree of accuracy, the coupling coefficient α of two polarization modes can be represented in the form: α = h • L γ , where h is the intermode polarization coupling coefficient in the fiber (h-parameter).

Тогда для паразитной фазовой подставки можно записать:

Figure 00000021
,
где h, Lp - h-параметр и длина поляризационных биений соответственно в световодах, являющихся выходными световодами второго разветвителя устройства ввода-вывода кольцевого интерферометра.Then for the parasitic phase stand you can write:
Figure 00000021
,
where h, L p is the h-parameter and the length of the polarization beats, respectively, in the optical fibers, which are the output optical fibers of the second splitter of the input-output device of the ring interferometer.

Передаточная поляризационная матрица оптического тракта в кольцевом интерферометре при условии наличия поляризатора на входе второго волоконного разветвителя устройства ввода-вывода может быть представлена в виде [3]:

Figure 00000022

где ∈ - коэффициент пропускания поляризатором нежелательной поляризации по полю.The transfer polarization matrix of the optical path in the ring interferometer, provided that there is a polarizer at the input of the second fiber splitter of the input-output device, can be represented as [3]:
Figure 00000022

where ∈ is the transmittance of the undesired polarization across the field by the polarizer.

Минимально возможная паразитная фазовая подставка в кольцевом интерферометре в этом случае при частично поляризованном излучении на входе после преобразований примет вид:

Figure 00000023

Таким образом, для уменьшения паразитной фазовой подставки в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа необходимо обеспечивать малую длину когерентности источника излучения, малую остаточную степень поляризации излучения на входе поляризатора устройства ввода-вывода излучения, большой коэффициент поляризационной экстинкции поляризатора, малые значения коэффициента межмодовой поляризационной связи и длины поляризационных биений (большая величина двулучепреломления в световедущей жиле) в световодах, являющихся выходными световодами второго волоконного разветвителя устройства ввода-вывода излучения в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа.The minimum possible spurious phase support in the ring interferometer in this case with partially polarized radiation at the input after the transformations will take the form:
Figure 00000023

Thus, to reduce the parasitic phase support in the ring interferometer of a fiber-optic gyroscope, it is necessary to provide a small coherence length of the radiation source, a small residual degree of radiation polarization at the input of the polarizer of the radiation input-output device, a large polarization extinction coefficient of the polarizer, small values of the inter-mode polarization coupling coefficient and lengths of polarization beats (large birefringence in a light guide conductor) in optical fibers that are odnymi waveguides second fiber coupler IO device radiation in an annular interferometer fiber optic gyroscope.

Первый волоконный разветвитель обычно изготавливается из изотропных одномодовых световодов с использованием тянуто-сплавной технологии, то есть два отрезка световода на некотором участке сплавляются друг с другом, а затем в этом месте формируется биконическая перетяжка с целью обеспечения связи между световедущими жилами. Волоконные поляризаторы также могут изготавливаться на основе биконической перетяжки участка одномодового световода с большим линейным двулучепреломлением [5]. Известно, что в световоде с большим линейным двулучепреломлением происходит расщепление кривой критического угла конусности для двух поляризационных мод, являющихся собственными модами подобного световода. Для у-поляризационной моды критический угол конусности имеет меньшее значение, чем для х-поляризационной моды, поэтому биконическую перетяжку на участке одномодового световода можно сформировать таким образом, чтобы ее угол конусности несколько превышал критический угол конусности для у-поляризационной моды, но оставался меньше критического угла конусности для х-поляризационной моды. В этом случае у-поляризационная мода испытывает большее затухание по сравнению с х-поляризационной модой и в результате биконическая перетяжка выполняет роль поляризатора излучения. The first fiber splitter is usually made of isotropic single-mode fibers using pull-alloy technology, that is, two segments of the fiber are fused to each other in a certain section, and then a biconical constriction is formed in this place in order to ensure communication between the light guide wires. Fiber polarizers can also be made on the basis of a biconical constriction of a single-mode fiber section with large linear birefringence [5]. It is known that in a fiber with large linear birefringence, the critical taper angle curve splits for two polarization modes, which are eigenmodes of such a fiber. For the y-polarization mode, the critical taper angle is less important than for the x-polarization mode; therefore, the biconical waist in the section of the single-mode fiber can be formed so that its taper angle slightly exceeds the critical taper angle for the y-polarization mode, but remains less than the critical taper angle for the x-polarization mode. In this case, the γ-polarization mode experiences a greater attenuation than the x-polarization mode and, as a result, the biconical constriction acts as a radiation polarizer.

Волоконный поляризатор может быть изготовлен и с помощью двулучепреломляющего кристалла [6]. Участок одномодового изотропного световода вклеивается в подложку и подвергается шлифовке. В процессе шлифовки часть световода ошлифовывается таким образом, что отшлифованная поверхность располагается очень близко от световедущей жилы. Затем на отшлифованную поверхность накладывается двулучепреломляющий кристалл пентабарата калия. Этот кристалл имеет показатель преломления для х-поляризационной моды несколько выше показателя преломления материала световедущей жилы, а для у-поляризационной моды его показатель несколько ниже. Поэтому у-поляризационная мода сильно затухает, в то время как х-поляризационная мода продолжает канализироваться световедущей жилой световода. A fiber polarizer can also be manufactured using a birefringent crystal [6]. A section of a single-mode isotropic fiber is glued to the substrate and subjected to grinding. During the grinding process, part of the fiber is polished in such a way that the polished surface is very close to the light guide core. Then a birefringent crystal of potassium pentabarate is superimposed on the polished surface. This crystal has a refractive index for the x-polarization mode slightly higher than the refractive index of the light guide core material, and for the y-polarization mode its index is slightly lower. Therefore, the y-polarization mode attenuates strongly, while the x-polarization mode continues to be channelized by a light guide residential fiber.

Известен также способ изготовления волоконного разветвителя, сохраняющего поляризацию излучения на основе двужильного световода с большим линейным двулучепреломлением [7]. Заготовка для двужильного световода изготавливается следующим образом. Две заготовки для одномодового волоконного световода с большим линейным двулучепреломлением подвергаются плоской шлифовке с одной из сторон. Плоская шлифовка заготовки [8] производится таким образом, чтобы она была параллельна одной из двух осей двулучепреломления в заготовке световода. Затем на отшлифованных поверхностях заготовок нарезаются поперечные полукруглые канавки постоянной глубины и ширины, отстоящие друг от друга на одинаковом расстоянии. После этого эти две заготовки совмещаются друг с другом своими плоскими поверхностями таким образом, чтобы у них совпадали поперечно нарезанные канавки, после чего заготовки на тепломеханическом станке сплавляются друг с другом. Из полученной таким образом заготовки вытягивается двужильный световод, который имеет чередующиеся участки. На одном участке две сплавленные полузаготовки образуют собственно двужильный световод, а на втором участке в общей оболочке защитно-упрочняющего покрытия находятся два световода, каждый из которых содержит одну из двух световедущих жил двужильного световода. Разветвитель изготавливается путем формирования биконической перетяжки на участке двужильного световода. Для этого участок двужильного световода длиной Δz [9] разогревается до температуры плавления и растягивается специальным механизмом. В этом случае форма биконической перетяжки описывается параболическим законом вида:
D(z)=Df(l+γ•z2),
где D(z) - диаметр световедущей жилы исходного световода;
Df - диаметр световедущей жилы в области "шейки" биконической перетяжки;
γ - константа.
There is also known a method of manufacturing a fiber splitter that preserves the polarization of radiation based on a two-core fiber with large linear birefringence [7]. The blank for a two-core fiber is made as follows. Two blanks for a single-mode fiber with a large linear birefringence are subjected to flat grinding from one side. Flat grinding of the preform [8] is performed in such a way that it is parallel to one of the two birefringence axes in the fiber preform. Then, transverse semicircular grooves of constant depth and width, spaced from each other at the same distance, are cut on the polished surfaces of the workpieces. After that, these two workpieces are combined with each other with their flat surfaces so that the transversely cut grooves coincide between them, after which the workpieces on the thermomechanical machine are fused with each other. A twin-core fiber is drawn from the preform thus obtained, which has alternating sections. In one section, two fused half-blanks form a double-core fiber itself, and in the second section, two fibers, each of which contains one of two light-guiding veins of a two-core fiber, are in the common sheath of the protective-reinforcing coating. The splitter is made by forming a biconical constriction in the area of the twin-core fiber. For this, a section of a two-core fiber with a length Δz [9] is heated to the melting temperature and stretched by a special mechanism. In this case, the shape of the biconical constriction is described by a parabolic law of the form:
D (z) = D f (l + γ • z 2 ),
where D (z) is the diameter of the light guide core of the original fiber;
D f is the diameter of the light guide core in the region of the “neck” of the biconical constriction;
γ is a constant.

Начало координат z=0 находится в области "шейки" биконической перетяжки. Участок разогрева световода имеет, таким образом, координаты

Figure 00000024
а длина вытяжки световода в обе стороны равна
Figure 00000025
и общая длина перетяжки lП=Δz+l. Для определения всех параметров биконической перетяжки необходимо воспользоваться следующими соотношениями:
Figure 00000026

Figure 00000027

Figure 00000028

Угол конусности биконической перетяжки выражается следующим образом:
Figure 00000029

Критический угол θKP конусности конического перехода световода, при превышении которого возникают потери канализируемого излучения, определяется из условия:
Figure 00000030

где Δn - разность показателей преломления между световедущей жилой и отражающей оболочкой световода;
n0 - показатель преломления плавленого кварца;
Figure 00000031
- параметр основной моды в оболочке световода;
V - нормализованная частота.The origin z = 0 is located in the neck region of the biconical constriction. The fiber heating section thus has the coordinates
Figure 00000024
and the length of the optical fiber hood in both directions is
Figure 00000025
and the total length of the banner l P = Δz + l. To determine all the parameters of the biconical constriction, it is necessary to use the following relations:
Figure 00000026

Figure 00000027

Figure 00000028

The taper angle of the biconical constriction is expressed as follows:
Figure 00000029

The critical angle θ KP of the taper of the conical transition of the fiber, above which losses of the canalized radiation occur, is determined from the condition:
Figure 00000030

where Δn is the difference in refractive index between the light guide core and the reflective sheath of the fiber;
n 0 is the refractive index of fused silica;
Figure 00000031
- parameter of the main mode in the cladding of the fiber;
V is the normalized frequency.

Для того, чтобы в разветвителе не возникало потерь должно выполняться условие:
θKP>2Dj•γ•z
Для достижения эффекта связи между световедущими жилами сплавляемых световодов необходимо, чтобы степень перетяжки световодов была такой, что в области "шейки" параметр V имел значение V< 0,967. В этом случае световедущие жилы уже не канализируют излучение, и в области "шейки" начинает работать волновод типа "стекло - воздух", то есть световедущей жилой служит "шейка" биконической перетяжки, а отражающей оболочкой - окружающий воздух. Видно, что вновь образовавшийся волновод типа "стекло - воздух" является многомодовым, но тем не менее все основные процессы, происходящие в биконическом разветвителе, определяются в основном взаимодействием моды низшего порядка и следующей моды более высокого порядка, то есть мод LP01 и LP11. При этом считается, что интенсивности этих мод практически одинаковы, то есть PLP01= PLP11= Р0. В этом случае основная мода и первая высшая мода делятся между световедущими жилами поровну по мощности, но для суммарной мощности по каналам разветвителя можно записать:

Figure 00000032

Figure 00000033

где P01, P02 - мощности лучей на выходных концах световодов разветвителя;
θ0 - разность фаз между основной модой и первой модой высшего порядка.In order to prevent losses in the splitter, the following condition must be fulfilled:
θ KP > 2D j • γ • z
To achieve the effect of communication between the light guide veins of the fused optical fibers, it is necessary that the degree of waist of the optical fibers be such that in the neck region the parameter V has a value of V <0.967. In this case, the light guide wires no longer channel the radiation, and a glass-air waveguide begins to work in the neck region, that is, the neck of the biconical waist serves as the light guide, and the surrounding air serves as a reflective sheath. It can be seen that the newly formed glass-air waveguide is multimode, but nevertheless, all the basic processes that occur in the biconical splitter are determined mainly by the interaction of the lower order mode and the next higher order mode, that is, the LP 01 and LP 11 modes . It is believed that the intensities of these modes are almost the same, that is, P LP01 = P LP11 = P 0 . In this case, the main mode and the first higher mode are divided between the light guide veins equally in power, but for the total power through the channels of the splitter, you can write:
Figure 00000032

Figure 00000033

where P 0 1 , P 0 2 - the power of the rays at the output ends of the optical fibers of the splitter;
θ 0 is the phase difference between the main mode and the first mode of higher order.

Коэффициент деления мощности разветвителем подбирается путем подбора длины перетяжки, так как в этом случае изменяется величина θ0. Но при воздействии внешних дестабилизирующих факторов, например изменении температуры, может наблюдаться нестабильность коэффициента деления мощности разветвителем.The power division coefficient of the splitter is selected by selecting the waist length, since in this case the value θ 0 changes. But under the influence of external destabilizing factors, for example, a change in temperature, instability of the power division coefficient of the splitter can be observed.

Основным недостатком известного устройства ввода-вывода является достаточно большие габариты. Так как устройство ввода-вывода состоит из отдельных элементов, то при сборке волоконно-оптических гироскопов на его основе, они занимают достаточно большой объем в конструкции оптического блока и поэтому увеличивают габариты конструкции волоконно-оптического гироскопа. The main disadvantage of the known input-output device is a fairly large size. Since the input-output device consists of individual elements, when assembling fiber-optic gyroscopes based on it, they occupy a rather large volume in the design of the optical unit and therefore increase the dimensions of the structure of the fiber-optic gyroscope.

Другим недостатком известного устройства ввода-вывода является то, что первый волоконный разветвитель, выполненный по тянуто-сплавной технологии, то есть представляющий из себя устройство, работающее на основе биконической перетяжки, обладает поляризующими свойствами. Это приводит к увеличению паразитного смещения нуля кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа. Поляризующие свойства разветвителя объясняются тем, что в области "шейки" биконическая перетяжка двух сплавленных друг с другом волокон имеет эллиптичную форму поперечного сечения. Это приводит к тому, что оптический волновод типа "стекло - воздух", который представляет из себя "шейка" биконической перетяжки, обладает линейным двулучепреломлением. Так как на вход первого разветвителя устройства ввода-вывода волоконно-оптического гироскопа поступает деполяризованное излучение источника с целью снижения паразитного смещения нуля кольцевого интерферометра, то за счет того, что в области "шейки" существуют две поляризационные моды, распространяющиеся с разными фазовыми скоростями, коэффициент деления оптической мощности разветвителем деполяризованного луча для его двух некогерентных ортогональных поляризационных компонент несколько различается. Поэтому в один канал разветвителя поступает несколько больше мощности одного состояния поляризации, а в другой канал несколько больше мощности другого состояния поляризации. Это приводит к тому, что на выходных плечах первого волоконного разветвителя выходное излучение оказывается уже поляризованным, что ухудшает стабильность нуля кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа. Разница в коэффициентах деления двух ортогональных состояний поляризации деполяризованного излучения возникает из-за различных фазовых соотношений между низшей модой и первой высшей модой двух состояний поляризации излучения. Another disadvantage of the known input-output device is that the first fiber splitter, made by pull-alloy technology, that is, a device operating on the basis of a biconical constriction, has polarizing properties. This leads to an increase in parasitic zero bias of the ring interferometer of a fiber-optic gyroscope. The polarizing properties of the splitter are explained by the fact that in the neck region the biconical constriction of two fibers fused to each other has an elliptical cross-sectional shape. This leads to the fact that the optical waveguide of the glass-air type, which is the "neck" of the biconical constriction, has linear birefringence. Since the input of the first splitter of the input-output device of the fiber-optic gyroscope receives depolarized radiation from the source in order to reduce the parasitic zero bias of the ring interferometer, due to the fact that there are two polarization modes propagating at different phase velocities in the neck region, the coefficient the division of the optical power by the splitter of the depolarized beam for its two incoherent orthogonal polarization components is somewhat different. Therefore, in one channel of the splitter comes a little more power of one state of polarization, and in another channel a little more power of another state of polarization. This leads to the fact that on the output arms of the first fiber splitter, the output radiation is already polarized, which affects the zero stability of the ring interferometer of the fiber-optic gyroscope. The difference in the division coefficients of two orthogonal polarization states of depolarized radiation occurs due to different phase relationships between the lower mode and the first higher mode of the two states of radiation polarization.

Другими недостатками устройства ввода-вывода являются достаточно жесткие требования к величине коэффициента поляризационной экстинкции, которая необходима для достижения минимального паразитного фазового смещения кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа. Реально достижимый коэффициент поляризационной экстинкции в волоконных поляризаторах на основе биконических перетяжек с использованием световодов с большим линейным двулучепреломлением составляет ~20 дБ, чего явно недостаточно для достижения высоких точностей волоконно-оптических гироскопов. Все другие известные способы получения высокоэффективных волоконных поляризаторов основаны на использовании изотропных одномодовых световодов, что неприемлемо с точки зрения использования их в оптическом тракте кольцевого интерферометра, сохраняющего состояние поляризации излучения. Other disadvantages of the input-output device are quite stringent requirements for the magnitude of the polarization extinction coefficient, which is necessary to achieve the minimum spurious phase shift of the ring interferometer of a fiber-optic gyroscope. The realistic achievable polarization extinction coefficient in fiber polarizers based on biconical constrictions using optical fibers with large linear birefringence is ~ 20 dB, which is clearly not enough to achieve high precision fiber-optic gyroscopes. All other known methods for producing highly efficient fiber polarizers are based on the use of isotropic single-mode optical fibers, which is unacceptable from the point of view of using them in the optical path of a ring interferometer that preserves the state of radiation polarization.

Другим недостатком известного способа изготовления устройства ввода-вывода излучения в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа является нестабильность коэффициента деления мощности луча вторым волоконным разветвителем устройства ввода-вывода излучения. Another disadvantage of the known method of manufacturing a radiation input-output device in a ring interferometer of a fiber-optic gyroscope is the instability of the beam power division coefficient by the second fiber splitter of the radiation input-output device.

Для устранения паразитных фазовых набегов в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа из-за эффектов Керра, а также из-за существования в интегрально-оптических фазовых модуляторах эффекта фоторефракции, необходимо, чтобы коэффициент деления второго волоконного разветвителя обладал бы высокой стабильностью, а также, чтобы луч света, поступающий на его вход, делился на два луча одинаковой интенсивности. Волоконные разветвители на основе биконической перетяжки с волноводом типа "стекло-воздух" в области ее "шейки" не обладают необходимой стабильностью коэффициента деления мощности луча в условиях воздействия внешних дестабилизирующих факторов. To eliminate spurious phase incursions in the ring interferometer of a fiber-optic gyroscope due to the Kerr effects, as well as due to the existence of a photorefraction effect in integrated optical phase modulators, it is necessary that the division coefficient of the second fiber splitter be highly stable, as well as a ray of light entering its entrance was divided into two rays of the same intensity. Fiber splitters based on a biconical constriction with a glass-to-air waveguide in the region of its neck do not have the necessary stability of the beam power division coefficient under the influence of external destabilizing factors.

Целью настоящего изобретения является уменьшение габаритов и веса устройства ввода-вывода излучения в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа и повышение стабильности нуля кольцевого интерферометра. The aim of the present invention is to reduce the size and weight of the radiation input-output device in the ring interferometer of a fiber-optic gyroscope and to increase the zero stability of the ring interferometer.

Указанная цель достигается тем, что при изготовлении двужильного световода перед операцией шлифовки заготовок их предварительно помещают внутрь, а затем и сплавляют с опорной кварцевой трубой, на внутреннюю поверхность которой наносят слой кварцевого стекла с показателем преломления меньше на (2-4)•10-3, чем показатель преломления чистого кварцевого стекла, и толщиной слоя, обеспечивающей

Figure 00000034
где DОБ - диаметр оболочки, образованной слоем кварцевого стекла с пониженным показателем преломления, DЗАГ - диаметр исходной заготовки. После вытяжки двужильного световода участок, на котором формируется биконическая перетяжка, помещают предварительно в травильный раствор с целью стравливания внешнего слоя двужильного световода, состоящего из чистого кварцевого стекла, а затем сформированную биконическую перетяжку покрывают защитно-упрочняющим оптическим покрытием с показателем преломления n= nОБ±1•10-3, где nОБ - показатель преломления материала внешней оболочки двужильного световода.This goal is achieved by the fact that in the manufacture of a two-core fiber before the operation of grinding the preforms, they are preliminarily placed inside and then fused with a supporting quartz tube, on the inner surface of which a layer of quartz glass with a refractive index less than (2-4) • 10 -3 is applied than the refractive index of pure quartz glass, and the layer thickness providing
Figure 00000034
where D OB is the diameter of the shell formed by a layer of quartz glass with a low refractive index, D ZAG is the diameter of the initial billet. After the biconical constriction is drawn, the area on which the biconical constriction is formed is preliminarily placed in the etching solution to etch the outer layer of the two-conductor optical fiber, consisting of pure quartz glass, and then the formed biconical constriction is coated with a protective-strengthening optical coating with a refractive index of n = n OB ± 1 • 10 -3 , where n OB is the refractive index of the material of the outer sheath of the twin-core fiber.

Указанная цель достигается еще и тем, что после вытяжки двужильного световода его участок, на котором формируется биконическая перетяжка, помещают внутрь капилляра, состоящего из кварцевого стекла с показателем преломления меньше на (2-4)•10-3, чем показатель преломления чистого кварцевого стекла.This goal is also achieved by the fact that after drawing a twin-core fiber, its section, on which a biconical constriction is formed, is placed inside a capillary consisting of quartz glass with a refractive index less by (2-4) • 10 -3 than the refractive index of pure quartz glass .

Указанная цель достигается еще и тем, что биконическую перетяжку покрывают двулучепреломляющим составом, имеющим для х-поляризационной моды световода показатель преломления, превышающий показатель преломления внешнего слоя стекла двужильного световода, а для у-поляризационной моды показатель преломления ниже показателя преломления внешнего слоя стекла двужильного световода, причем биконическую перетяжку в области ее "шейки" формируют с таким максимальным диаметром по поперечному сечению, что:

Figure 00000035

где 2<V≤2,4;
λo - длина волны излучения источника;
n0 - показатель преломления внешнего слоя стекла двужильного световода;
Δnx - разность показателей преломления между внешним слоем стекла двужильного световода и показателем преломления двулучепреломляющего состава для х-поляризационной моды.This goal is also achieved by the fact that the biconical constriction is covered with a birefringent composition having a refractive index for the x-polarization mode of the fiber that is higher than the refractive index of the outer layer of the glass of the biconductor fiber, and for the y-polarization mode, the refractive index is lower than the refractive index of the outer layer of the glass of the biconductor fiber, moreover, a biconical constriction in the region of its "neck" is formed with such a maximum diameter in the cross section that:
Figure 00000035

where 2 <V≤2,4;
λ o - wavelength of the radiation source;
n 0 is the refractive index of the outer layer of glass of a twin-core fiber;
Δn x is the difference between the refractive indices between the outer layer of glass of the biconductor fiber and the refractive index of the birefringent composition for the x-polarization mode.

Уменьшение габаритов и веса достигается за счет интеграции всех элементов устройства ввода-вывода излучения, так как одна биконическая перетяжка, сформированная с использованием двужильного световода, содержит в своем составе все элементы устройства ввода-вывода излучения. Биконическая перетяжка с использованием двужильного световода представляет собой волоконную интегральную схему, полностью выполняющую функции устройства ввода-вывода кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа. The reduction in size and weight is achieved through the integration of all the elements of the radiation input-output device, since one biconical constriction formed using a two-core fiber contains all the elements of the radiation input-output device. A biconical constriction using a two-core fiber is a fiber integrated circuit that fully functions as an input-output device of a ring interferometer of a fiber-optic gyroscope.

Повышение стабильности нуля, то есть уменьшение паразитной фазовой "подставки" в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа, достигается за счет того, что деполяризованный свет от источника излучения поступает непосредственно на вход поляризатора волоконной интегральной схемы. Это повышение стабильности достигается также благодаря тому, что после поляризатора оставшаяся часть деполяризованного излучения не поляризуется первым делителем оптической мощности волоконной интегрально-оптической схемы, так как в области "шейки" биконической перетяжки волновод, у которого "шейка" является световедущей жилой, является одномодовым. Поляризующие свойства в разветвителе на основе биконической перетяжки появляются у разветвителя в том случае, когда волновод в области "шейки" является многомодовым. An increase in the stability of zero, that is, a decrease in the parasitic phase “stand” in the ring interferometer of a fiber-optic gyroscope, is achieved due to the fact that the depolarized light from the radiation source goes directly to the input of the polarizer of the fiber integrated circuit. This increase in stability is also achieved due to the fact that after the polarizer, the remaining part of the depolarized radiation is not polarized by the first optical power divider of the fiber integrated optical circuit, since in the region of the “neck” of the biconical waist, the waveguide in which the “neck” is a light guide core is single-mode. Polarizing properties in a biconical coupler coupler appear in the coupler when the waveguide in the neck region is multimode.

Повышение стабильности нуля кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа достигается также за счет того, что появляются дополнительные поляризаторы в волоконной интегральной схеме в области "шейки" биконической перетяжки из-за присутствия двулучепреломляющего состава, нанесенного на биконическую перетяжку, а также на двух выходных концах второго разветвителя волоконной интегральной схемы за счет конусности перехода двужильного световода. An increase in the zero stability of the ring interferometer of a fiber-optic gyroscope is also achieved due to the fact that additional polarizers appear in the fiber integrated circuit in the region of the “neck” of the biconical constriction due to the presence of a birefringent composition deposited on the biconical constriction, as well as at the two output ends of the second splitter fiber integrated circuit due to the taper of the transition of a twin-core fiber.

Повышение стабильности нуля кольцевого интерферометра достигается также и за счет того, что из-за формирования в области "шейки" биконической перетяжки двужильного световода одномодового волновода, коэффициент деления первого и второго разветвителей волоконной интегрально-оптической схемы остается стабильным даже в условиях внешних дестабилизирующих воздействий. Разветвители волоконной интегрально-оптической схемы делят входной луч на два луча одинаковой интенсивности, то есть они являются аналогами одномодовых Y-разветвителей на основе канальных волноводов, сформированных в подложках, например ниобата лития, которые наиболее часто применяются в кольцевых интерферометрах волоконно-оптических гироскопов. An increase in the zero stability of a ring interferometer is also achieved due to the fact that due to the formation of a biconical constriction of a two-core fiber of a single-mode waveguide, the division coefficient of the first and second splitters of the integrated optical fiber circuit remains stable even under external destabilizing effects. Fibers of a fiber-optic integrated optical circuit divide the input beam into two beams of the same intensity, that is, they are analogs of single-mode Y-couplers based on channel waveguides formed in substrates, for example lithium niobate, which are most often used in ring interferometers of fiber-optic gyroscopes.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показана структурная оптическая схема кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа. На фиг. 2 показана последовательность технологических операций изготовления специального двужильного световода для волоконной интегрально-оптической схемы. На фиг. 3 показана последовательность технологических операций формирования биконической перетяжки на специальном двужильном световоде, являющейся волоконной интегрально-оптической схемой волоконно-оптического гироскопа. На фиг.4 показан разрез биконической перетяжки, сформированной на специальном двужильном световоде. На фиг.5 показан процесс формирования биконической перетяжки на двужильном световоде с использованием специального капилляра. На фиг.6 показан профиль распределения показателя преломления в области поперечного сечения "шейки" биконической перетяжки по осям х и у. На фиг. 7 показана эквивалентная оптическая схема волоконной интегрально-оптической схемы, которую представляет собой биконическая перетяжка, сформированная на специальном двужильном световоде с большим линейным двулучепреломлением. The invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows a structural optical diagram of a ring interferometer fiber optic gyroscope. In FIG. Figure 2 shows the sequence of technological operations of manufacturing a special two-core fiber for a fiber-optic integrated circuit. In FIG. Figure 3 shows the sequence of technological operations for the formation of a biconical constriction on a special twin-core fiber, which is a fiber integrated optical circuit of a fiber-optic gyroscope. Figure 4 shows a section of a biconical constriction formed on a special two-core fiber. Figure 5 shows the process of forming a biconical constriction on a twin-core fiber using a special capillary. Figure 6 shows the distribution profile of the refractive index in the region of the cross section of the "neck" of the biconical constriction along the x and y axes. In FIG. Figure 7 shows the equivalent optical circuit of a fiber integrated optical circuit, which is a biconical constriction formed on a special two-core fiber with large linear birefringence.

Кольцевой интерферометр волоконно-оптического гироскопа содержит источник излучения 1 (фиг. 1), волоконный деполяризатор 2, первый волоконный разветвитель 3, волоконный поляризатор 4, второй волоконный разветвитель 5, интегрально-оптические фазовые модуляторы 6, волоконную чувствительную катушку 7 и фотоприемник 8. В качестве источника излучения используются источники с малой длиной когерентности излучения. Это либо суперлюминесцентные полупроводниковые излучатели, состыкованные с отрезком одномодового световода, либо волоконные флюоресцентные источники излучения на основе активированных световодов. The ring interferometer of a fiber-optic gyroscope contains a radiation source 1 (Fig. 1), a fiber depolarizer 2, a first fiber splitter 3, a fiber polarizer 4, a second fiber splitter 5, integrated optical phase modulators 6, a fiber sensitive coil 7 and a photodetector 8. B As a radiation source, sources with a short radiation coherence length are used. These are either superluminescent semiconductor emitters coupled to a segment of a single-mode fiber, or fiber fluorescent radiation sources based on activated fibers.

Полупроводниковые суперлюминесцентные излучающие диоды имеют на выходе поляризованный свет, поэтому в оптической схеме кольцевого интерферометра используется специальное устройство - волоконный деполяризатор излучения. Деполяризованное излучение на входе оптической схемы кольцевого интерферометра значительно повышает стабильность нуля интерферометра. Волоконный деполяризатор - это два сваренных между собой отрезка одномодового световода с большим линейным двулучепреломлением с отношением длин 2:1, причем перед сваркой они сориентированы таким образом, что их главные оси двулучепреломления составляют друг с другом угол 45o.Semiconductor superluminescent emitting diodes have polarized light at the output, therefore a special device is used in the optical circuit of a ring interferometer - a fiber depolarizer of radiation. Depolarized radiation at the input of the optical circuit of a ring interferometer significantly increases the zero stability of the interferometer. A fiber depolarizer is two sections of a single-mode fiber with a large linear birefringence welded together with a length ratio of 2: 1, and before welding they are oriented in such a way that their main birefringence axes make an angle of 45 o with each other.

Первый волоконный разветвитель, волоконный поляризатор и второй волоконный разветвитель представляют собой так называемое устройство ввода-вывода излучения. Именно эта часть оптической схемы определяет стабильность разности фаз лучей кольцевого интерферометра, то есть стабильность нуля интерферометра. Интегрально-оптический широкополосный фазовый модулятор обычно представляет из себя два канальных волновода, сформированных по протон-обменной технологии в подложке ниобата лития. Канальные волноводы состыкованы с одной стороны с выходными концами световодов второго волоконного разветвителя, а с другой - с концами световода чувствительной катушки гироскопа. Световод чувствительной катушки имеет, так называемую, симметричную намотку для исключения возникновения в кольцевом интерферометре паразитных фазовых набегов из-за градиентов температуры вдоль световода чувствительной катушки. В качестве фотоприемника обычно используется p-i-n фотодиод с малой входной емкостью. The first fiber splitter, the fiber polarizer and the second fiber splitter are the so-called radiation input-output device. It is this part of the optical scheme that determines the stability of the phase difference of the rays of the ring interferometer, that is, the zero stability of the interferometer. The integrated-optical broadband phase modulator is usually two channel waveguides formed by proton exchange technology in a lithium niobate substrate. Channel waveguides are connected on the one hand with the output ends of the optical fibers of the second fiber splitter, and on the other, with the ends of the optical fiber of the sensitive gyro coil. The fiber of the sensitive coil has a so-called symmetrical winding to prevent spurious phase incursions in the ring interferometer due to temperature gradients along the fiber of the sensitive coil. A p-i-n photodiode with a small input capacitance is usually used as a photodetector.

Специальный двужильный световод с большим линейным двулучепреломлением, использующийся для изготовления волоконной интегрально-оптической схемы, содержащей все элементы устройства ввода-вывода излучения кольцевого интерферометра, изготавливается следующим образом. Заготовка для одномодового волоконного световода 8 (фиг. 2) с большим линейным двулучепреломлением (например, типа "PANDA") содержит световедущую жилу 9, отражающую оболочку 10 и нагружающие стержни 11 [10, 11]. Эта оболочка помещается внутрь опорной кварцевой трубы 12, на внутреннюю поверхность которой осаждаются слои кварцевого стекла 13, легированного, например, фтором. Добавка фтора понижает коэффициент преломления стекла, но в то же время незначительно изменяет температурный коэффициент линейного расширения кварцевого стекла. Это обстоятельство впоследствии имеет немаловажное значение, так как исключает возникновение дополнительных паразитных механических напряжений в двужильном световоде. Легирующая добавка фтора получается путем добавки в пары хлорида кремния паров фреона 113 при проведении осаждения слоев кварцевого стекла MCVD-методом на внутреннюю поверхность опорной кварцевой трубы. A special two-core fiber with a large linear birefringence, used to manufacture a fiber integrated optical circuit containing all the elements of the radiation input-output device of a ring interferometer, is made as follows. A blank for a single-mode optical fiber 8 (FIG. 2) with large linear birefringence (for example, of the “PANDA” type) comprises a light guide core 9, a reflective sheath 10 and load rods 11 [10, 11]. This shell is placed inside the supporting quartz tube 12, on the inner surface of which are deposited layers of quartz glass 13 doped with, for example, fluorine. The addition of fluorine lowers the refractive index of glass, but at the same time slightly changes the temperature coefficient of linear expansion of quartz glass. This circumstance subsequently is of great importance, since it eliminates the occurrence of additional parasitic mechanical stresses in a two-core fiber. The fluorine dopant is obtained by adding Freon 113 vapor to silicon chloride vapors during deposition of quartz glass layers by the MCVD method on the inner surface of the supporting quartz tube.

С помощью добавки фтора при использовании фреона 113 удается снизить показатель преломления кварцевого стекла не более чем на 4•10-3. Затем заготовку для одномодового волоконного световода с помощью газовой горелки 14 на тепломеханическом станке сплавляют с опорной кварцевой трубой в сплошной стекляный штабик. В результате сплавления заготовки с опорной кварцевой трубой получается новая заготовка 15 для одномодового световода "PANDA", которая содержит дополнительно оболочку 16 из кварцевого стекла, легированного фтором, а также внешнюю защитную оболочку 17, состоящую из чистого кварцевого стекла. Затем заготовку подвергают плоской шлифовке таким образом, чтобы плоскость шлифовки заготовки в поперечном сечении была параллельна линии, соединяющей центры световедущей жилы и центры нагружающих стержней. Шлифовку можно осуществить на плоскошлифовальном станке алмазным кругом. После плоской шлифовки заготовки нарезают поперечные канавки полукруглой формы глубиной и шириной ~0,6 мм, равноотстоящие друг от друга. Получается полузаготовка 18 для двужильного световода.With the help of fluorine additive, when using Freon 113, it is possible to reduce the refractive index of silica glass by no more than 4 • 10 -3 . Then the workpiece for a single-mode fiber waveguide using a gas burner 14 on a thermomechanical machine is fused with a supporting quartz tube into a solid glass bead. As a result of fusion of the billet with the supporting quartz tube, a new billet 15 for the PANDA single-mode fiber is obtained, which additionally contains a fluorine-doped quartz glass casing 16 and an outer protective shell 17 consisting of pure quartz glass. Then the workpiece is subjected to flat grinding so that the grinding plane of the workpiece in cross section is parallel to the line connecting the centers of the light guide core and the centers of the loading rods. Grinding can be carried out on a surface grinding machine with a diamond wheel. After flat grinding of the workpiece, the transverse grooves of a semicircular shape are cut with a depth and width of ~ 0.6 mm, equally spaced from each other. It turns out half-finished 18 for a two-core fiber.

Таким же образом изготавливается и вторая полузаготовка 19 для двужильного световода, после чего эти две полузаготовки соединяются друг с другом своими плоскими поверхностями так, чтобы поперечные канавки этих полузаготовок совпадали друг с другом. После этого полузаготовки сплавляются друг с другом на тепломеханическом станке с помощью газовой горелки, и получается окончательная заготовка для двужильного световода с большим линейным двулучепреломлением. Из этой заготовки вытягивается двужильный световод [8]. In the same way, the second half-finished piece 19 is made for a twin-core fiber, after which these two half-finished pieces are connected to each other by their flat surfaces so that the transverse grooves of these half-finished pieces coincide with each other. After this, the half-workpieces are fused with each other on a heat-mechanical machine using a gas burner, and the final workpiece for a two-core fiber with large linear birefringence is obtained. A two-core fiber is pulled from this preform [8].

Двужильный световод 20 содержит внешнюю защитную кварцевую оболочку 21, дополнительную оболочку 22 с пониженным показателем преломления, световедущие жилы 23, отражающие оболочки 24, нагружающие стержни 25, защитную кварцевую оболочку 26 и защитно-упрочняющее покрытие 27. Отражающие оболочки и нагружающие стержни состоят из материала с показателем преломления, равным показателю преломления защитной оболочки, то есть показателю преломления чистого кварцевого стекла. После вытяжки двужильный волоконный световод разрезается на отрезки световодов. В средней части каждый из этих отрезков содержит собственно двужильный световод, а с двух концов двужильный световод переходит в находящиеся в общем защитно-упрочняющим покрытии два световода, каждый из которых содержит одну из двух световедущих жил двужильного световода. При изготовлении интегрально-оптической схемы в средней части участка двужильного световода 28 (фиг.3) сначала удаляется защитно-упрочняющее покрытие и с помощью плавиковой кислоты стравливается внешняя защитная оболочка, состоящая из кварцевого стекла. Затем с помощью дуги электрического разряда 29, например, разогревается до температуры плавления некоторый участок двужильного световода и вытягивается с целью формирования биконической перетяжки 30. С двух концов этот отрезок двужильного световода со сформированной в его средней части биконической перетяжкой оканчивается двумя отрезками световодов с каждой стороны 31 и 32, находящиеся в общем защитно-упрочняющем покрытии. The twin-core fiber 20 comprises an external protective quartz sheath 21, an additional sheath 22 with a low refractive index, light guide cores 23, reflective sheaths 24, loading rods 25, a protective quartz sheath 26 and a protective and reinforcing coating 27. The reflective sheaths and loading rods consist of material with the refractive index equal to the refractive index of the protective shell, that is, the refractive index of pure quartz glass. After drawing, the twin-core fiber is cut into segments of the fibers. In the middle part, each of these segments contains a two-core fiber itself, and from two ends the two-core fiber passes into two optical fibers, which are in the general protective and hardening coating, each of which contains one of two light guide veins of a two-core fiber. In the manufacture of the integrated optical circuit in the middle part of the section of the twin-core fiber 28 (Fig. 3), the protective-hardening coating is first removed and the outer protective shell consisting of quartz glass is etched using hydrofluoric acid. Then, using an arc of an electric discharge 29, for example, a certain section of a two-core fiber is heated to the melting temperature and stretched to form a biconical constriction 30. From two ends, this segment of a two-core fiber with a biconical constriction formed in its middle part terminates in two segments of optical fibers on each side 31 and 32, which are in the general protective-reinforcing coating.

На фиг. 4 показан разрез двужильного световода в области биконической перетяжки вдоль осей у и z. Двужильный световод 33 содержит внешнюю защитную оболочку из чистого кварцевого стекла 34, оболочку, состоящую из материала с пониженным показателем преломления 35, биконическую перетяжку 36. После формирования биконической перетяжки она помещается в среду 37, имеющую показатель преломления близкий к показателю преломления материала оболочки с пониженным показателем преломления nОБ35±10-3. В качестве среды, в которую помещают биконическую перетяжку, может выступать специальный оптический клей или жидкость. Биконическую перетяжку можно поместить в дополнительный защитный кварцевый капилляр, а внутрь закачать с помощью шприца жидкость, например водный раствор глицерина.In FIG. 4 shows a section through a twin-core fiber in the biconical waist along the y and z axes. The twin-core fiber 33 comprises an outer protective sheath made of pure quartz glass 34, a sheath consisting of a material with a low refractive index 35, a biconical constriction 36. After the biconical constriction is formed, it is placed in a medium 37 having a refractive index close to the refractive index of the sheath material with a reduced index refraction n OB 35 ± 10 -3 . As the medium in which the biconical constriction is placed, a special optical glue or liquid can act. The biconical constriction can be placed in an additional protective quartz capillary, and a liquid, for example, an aqueous solution of glycerin, can be pumped into it with a syringe.

Соотношение глицерина и воды подбирается таким образом, чтобы показатель преломления раствора имел значение nP=nОБ35±10-3, но предпочтительнее использование специального оптического клея. Биконическая перетяжка имеет в области "шейки" диаметр Df и конусообразные участки 38, форма которых подчиняется параболическому закону. Двужильный световод содержит также две световедущие жилы 39 и 40, которые в области "шейки" биконической перетяжки теряют способность канализировать излучение. Это необходимо для того, чтобы появилась возможность обмена мощностями оптического излучения между световедущими жилами.The ratio of glycerol and water is selected so that the refractive index of the solution has a value of n P = n OB 35 ± 10 -3 , but it is preferable to use a special optical glue. The biconical constriction has a diameter D f in the neck region and conical sections 38, the shape of which obeys a parabolic law. The twin-core fiber also contains two light guide wires 39 and 40, which lose the ability to channel radiation in the region of the “neck” of the biconical waist. This is necessary in order to make it possible to exchange optical radiation powers between light guide wires.

На фиг. 5 показано поперечное сечение двужильного световода в области "шейки" биконической перетяжки. В этой области двужильный световод представляет из себя кварцевую нить 41, имеющую несколько эллиптическую форму, окруженную оболочкой с пониженным показателем преломления 42 и защищенную с внешней стороны специальным оптическим клеем 43. Профили распределения показателей преломления в поперечном сечении "шейки" по осям х и у имеют вид 44 и 45. Степень вытяжки двужильного световода в области "шейки" должна быть такой, чтобы:

Figure 00000036

где DЗАГ - диаметр исходной заготовки "PANDA", которая использовалась для изготовления двужильного световода;
DОБ35 - диаметр оболочки в заготовке для двужильного световода, имеющей пониженный показатель преломления;
V - нормализованная частота;
λC - длина волны отсечки волновода двужильный световод - оболочка с пониженным показателем преломления в области "шейки" биконической перетяжки;
n0 - показатель преломления чистого кварцевого стекла;
Δnx - разность показателей преломления на границе двужильный световод - отражающая оболочка с пониженным показателем преломления,
Условие для Df, приведенное выше, в случае, если λC≤λ00 - длина волны излучения источника, используемого в волоконно-оптическом гироскопе, означает условие одномодовости волновода двужильный световод - оболочка с пониженным показателем преломления. При Δn<2•10-3 направляющие свойства нового волновода в области "шейки" биконической перетяжки будут очень слабыми, что приведет к увеличению потерь оптической мощности в волоконной интегрально-оптической схеме. При Δn>4•10-3 диаметр "шейки" Df будет достаточно малым в случае обеспечения одномодовости вновь образованного волновода в области "шейки" биконической перетяжки, что практически при формировании биконической перетяжки выполнить достаточно сложно.In FIG. 5 shows a cross section of a twin-core fiber in the neck region of a biconical constriction. In this area, a two-core fiber is a quartz filament 41, which has a somewhat elliptical shape, surrounded by a sheath with a low refractive index 42 and protected from the outside with a special optical glue 43. The distribution profiles of the refractive indices in the cross section of the “neck” along the x and y axes have View 44 and 45. The degree of drawing of a twin-core fiber in the neck region should be such that:
Figure 00000036

where D ZAG - the diameter of the original billet "PANDA", which was used to manufacture a two-core fiber;
D AB 35 - the diameter of the sheath in the workpiece for a two-core fiber having a low refractive index;
V is the normalized frequency;
λ C is the wavelength of the cutoff of the waveguide two-core fiber - cladding with a low refractive index in the region of the "neck" of the biconical constriction;
n 0 is the refractive index of pure quartz glass;
Δn x is the difference between the refractive indices at the boundary of a two-core fiber - a reflective cladding with a reduced refractive index,
The condition for D f given above if λ C ≤λ 00 is the radiation wavelength of the source used in a fiber-optic gyroscope means the condition of a single-mode waveguide is a two-core fiber — a clad with a low refractive index. When Δn <2 • 10 -3 guiding properties of the new waveguide in the neck region of the biconical constriction will be very weak, which will lead to an increase in optical power losses in the fiber integrated optical circuit. When Δn> 4 • 10 -3 the diameter of the neck D f will be quite small if one ews newly formed waveguide in the "neck" biconical banners that practically perform quite difficult when forming biconical waist.

Для обеспечения хороших канализирующих свойств с обеспечением малых потерь оптической мощности излучения, распространяющегося в области "шейки" биконической перетяжки, необходимо также, чтобы диаметр оболочки с пониженным показателем преломления был не менее чем в 2 раза больше диаметра двужильного световода в области "шейки" биконической перетяжки. Это достигается на стадии изготовления заготовки для двужильного световода путем выполнения условия (DОБ/DЗАГ)≥2. Показатель преломления оптического клея для защиты биконической перетяжки должен иметь значение, близкое к значению показателя преломления отражающей оболочки волновода, возникающего в области "шейки" биконической перетяжки.To ensure good channeling properties while ensuring low losses of optical power of the radiation propagating in the neck region of the biconical waist, it is also necessary that the diameter of the sheath with a low refractive index be at least 2 times the diameter of the twin-core fiber in the neck region of the biconical waist . This is accomplished in the preform manufacturing stage for a two-core optical fiber through the condition (D ON / D CUG) ≥2. The refractive index of the optical adhesive to protect the biconical constriction should have a value close to the refractive index of the reflecting shell of the waveguide arising in the region of the “neck” of the biconical constriction.

При выполнении всех вышеперечисленных условий для образования одномодового волновода в области "шейки" биконической перетяжки коэффициент деления оптической мощности разветвителем стабилизируется. То есть деление оптической мощности между двумя лучами на выходных концах световодов двужильного световода происходит ровно пополам и не зависит ни от воздействия внешних дестабилизирующих факторов, ни от изгибов перетяжки, ни от степени вытяжки двужильного световода, так как в области "шейки" волновода отсутствуют моды высших порядков. При λC = 1,5•10-6м, Δn=0,002, (DОБ/DЗАГ)=2 диаметр "шейки" биконической перетяжки должен быть ~21,2 мкм, а при Δn=0,004 диаметр шейки" ~30 мкм.When all of the above conditions are met for the formation of a single-mode waveguide in the neck region of the biconical waist, the optical power division coefficient of the splitter is stabilized. That is, the division of the optical power between two beams at the output ends of the fibers of a twin-core fiber occurs exactly in half and does not depend on the influence of external destabilizing factors, or on the bending of the waist, or on the degree of drawing of the twin-core fiber, since there are no higher modes in the region of the “neck” of the waveguide orders. At λ C = 1.5 • 10 -6 m, Δn = 0.002, (D OB / D ZAG ) = 2, the diameter of the "neck" of the biconical constriction should be ~ 21.2 μm, and at Δn = 0.004 the diameter of the neck is ~ 30 microns.

Двужильный световод обладает большим линейным двулучепреломлением. Величина двулучепреломления в световедущих жилах двужильного световода типа "PANDA" пропорциональна величине:

Figure 00000037

где Δα - разность коэффициентов теплового линейного расширения материалов нагружающих стержней и остального материала световода;
ΔT - разность температуры в печи установки вытяжки световодов и комнатной температуры;
d - расстояние от нагружающих стержней до центра световедущей жилы;
Figure 00000038
- угол раскрыва нагружающих стержней при наблюдении их из центра световедущей жилы.The twin-core fiber has a large linear birefringence. The magnitude of the birefringence in the light guides of the twin-core fiber of the PANDA type is proportional to the value:
Figure 00000037

where Δα is the difference between the coefficients of linear thermal expansion of the materials of the loading rods and the rest of the fiber material;
ΔT is the temperature difference in the furnace of the installation of extracting optical fibers and room temperature;
d is the distance from the loading rods to the center of the light guide core;
Figure 00000038
- the opening angle of the loading rods when observing them from the center of the light guide core.

При наличии в световедущих жилах двулучепреломления критический угол конусности перехода, который представляет из себя биконическая перетяжка, сформированная на двужильном световоде, имеет различное значение для собственных поляризационных мод двужильного световода. То есть для у-поляризационной моды критический угол конусности имеет несколько меньшее значение и разница в критических углах конусности для поляризационных мод возрастает по мере увеличения двулучепреломления в двужильном световоде. Если конструкция двужильного световода выбрана таким образом, что двулучепреломление сосредоточено в основном только в световедущей жиле, то для критических углов конусности двух поляризационных мод можно записать:

Figure 00000039

Figure 00000040

где Δnx - разность показателей преломления световедущей жилы и отражающей оболочки для х-поляризационной моды;
В - величина двулучепреломления в световедущей жиле.In the presence of birefringence in the light guide veins, the critical taper angle of the transition, which is a biconical constriction formed on a two-core fiber, has different meanings for the polarization modes of a two-core fiber. That is, for the γ-polarization mode, the critical taper angle has a slightly smaller value and the difference in the critical taper angles for the polarization modes increases with increasing birefringence in a two-core fiber. If the design of the two-core fiber is selected in such a way that birefringence is concentrated mainly in the light guide, then for the critical taper angles of two polarization modes, we can write:
Figure 00000039

Figure 00000040

where Δn x is the difference in the refractive indices of the light guide core and the reflective shell for the x-polarization mode;
B is the magnitude of birefringence in the light guide vein.

Сосредоточение двулучепреломления только в световедущей жиле, по крайней мере в направлении оси y, возможно, если расстояние от нагружающих стержней до центра световедущей жилы d≤Dж (Dж - диаметр световедущей жилы) и α=90o для получения максимальной величины двулучепреломления. Если биконическая перетяжка на двужильном световоде сформирована так, что ее угол конусности несколько превышает критический угол для у-поляризационной моды, но остается меньше критического угла конусности для
х-поляризационной моды, то конусные переходы биконической перетяжки начинают работать как фильтры поляризационных мод, то есть как поляризаторы излучения. Фильтрация поляризационных мод происходит на участках биконической перетяжки ближе к середине между началом биконической перетяжки и ее "шейкой". Здесь необходимо отметить, что некоторая эллиптичность формы световедущей жилы волновода, образовавшегося в области "шейки" биконической перетяжки, играет положительную роль, так как оси двулучепреломления световедущих жил двужильного световода и оси двулучепреломления "шейки" биконической перетяжки совпадают друг с другом. Это важно с той точки зрения, что сохранение состояния поляризации излучения в области "шейки" биконической перетяжки происходит уже за счет эллиптичности формы световедущей жилы волновода в области "шейки" биконической перетяжки.
The concentration of birefringence only in the light guide conductor, at least in the direction of the y axis, is possible if the distance from the loading rods to the center of the light guide conductor is d≤D w (D w is the diameter of the light guide conductor) and α = 90 o to obtain the maximum birefringence. If the biconical constriction on a two-core fiber is formed so that its taper angle slightly exceeds the critical angle for the γ-polarization mode, but remains less than the critical taper angle for
x-polarization mode, the conical transitions of the biconical constriction begin to work as filters of polarization modes, that is, as radiation polarizers. Filtration of polarization modes occurs in the biconical constriction regions closer to the middle between the beginning of the biconical constriction and its “neck”. It should be noted that a certain ellipticity of the shape of the light guide core of the waveguide formed in the neck region of the biconical waist plays a positive role, since the birefringence axes of the light guide core of the biconductor light guide and the birefringence axis of the biconical waist neck of the birefringent coincide. This is important from the point of view that the polarization of radiation in the region of the “neck” of the biconical waist is maintained due to the ellipticity of the shape of the light guide core of the waveguide in the region of the “neck” of the biconical waist.

Поляризационные фильтры, образовавшиеся на втором конусном переходе биконической перетяжки, после деления оптического луча на два луча вносят дополнительную стабильность нуля кольцевого интерферометра, то есть существенно снижают паразитное фазовое смещение в нем. При использовании модели одного центра поляризационной связи для двух мод в двужильном световоде можно записать:

Figure 00000041

Figure 00000042

где α1 - коэффициент затухания х-поляризационной моды;
α2 - коэффициент затухания у-поляризационной моды;
l - расстояние от начала световода волоконной чувствительной катушки гироскопа до центра связи.Polarizing filters formed at the second conical transition of the biconical constriction, after dividing the optical beam into two beams, add additional zero stability to the ring interferometer, i.e., significantly reduce the stray phase displacement in it. When using the model of one center of polarization coupling for two modes in a two-core fiber, one can write:
Figure 00000041

Figure 00000042

where α 1 is the attenuation coefficient of the x-polarization mode;
α 2 - attenuation coefficient of the γ-polarization mode;
l is the distance from the beginning of the fiber of the fiber sensitive coil of the gyroscope to the center of communication.

После преобразования матрицу передачи световода чувствительной катушки волоконно-оптического гироскопа в общем виде можно представить следующим образом:

Figure 00000043

Введем обозначения:
Figure 00000044

Figure 00000045

Figure 00000046

Figure 00000047

С учетом этого матрица передачи приобретает следующий вид:
Figure 00000048

Если в оптической схеме кольцевого интерферометра отсутствует скрутка световода чувствительного контура и для упрощения расчетов предположим, что на входе схемы отсутствует поляризатор, то для тока фотоприемника справедливо следующее выражение:
Figure 00000049

где Δβ = βXY/ - разность постоянных распространения двух поляризационных мод.After conversion, the transmission matrix of the fiber of the sensitive coil of the fiber optic gyroscope in general can be represented as follows:
Figure 00000043

We introduce the following notation:
Figure 00000044

Figure 00000045

Figure 00000046

Figure 00000047

With this in mind, the transfer matrix takes the following form:
Figure 00000048

If the optical circuit of the ring interferometer does not have a twist of the fiber of the sensitive circuit and, to simplify the calculations, assume that there is no polarizer at the input of the circuit, then the following expression is valid for the photodetector current:
Figure 00000049

where Δβ = β XY / is the difference between the propagation constants of the two polarization modes.

Для максимально возможной фазовой подставки в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа при использовании волоконной интегрально-оптической схемы можно записать следующее выражение:

Figure 00000050

где
Figure 00000051
- длина деполяризации излучения.For the maximum possible phase adjustment in the ring interferometer of a fiber-optic gyroscope using a fiber-optic integrated circuit, the following expression can be written:
Figure 00000050

Where
Figure 00000051
- the length of radiation depolarization.

Отсюда следует, что поляризационные фильтры на выходных плечах волоконного разветвителя уменьшают паразитную фазовую подставку в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа. Предположим, что волоконная интегрально-оптическая схема имеет характеристики, которые с практической точки зрения легко достижимы, то есть

Figure 00000052

Тогда при ηg = 10-2 и (f0/Δf)≈40 имеем ΔΨП = 1,1•10-7рад. Если волоконная катушка имеет диаметр 100 мм и содержит 103 м световода, то смещение нуля волоконно-оптического гироскопа из-за поляризационных эффектов в оптическом тракте не превысит 0,1o/час при λ0 = 0,83•10-6м.
На фиг.6 показан принцип изготовления волоконной интегрально-оптической схемы с использованием двужильного световода без дополнительной оболочки с пониженным показателем преломления. Она может быть организована непосредственно при изготовлении биконической перетяжки, но с использованием специального стеклянного капилляра с пониженным показателем преломления. Она может быть изготовлена также с помощью осаждения на внутреннюю поверхность опорной кварцевой трубы слоев кварцевого стекла с пониженным показателем преломления; затем из этой трубы на установке вытяжки вытягиваются кварцевые капилляры с внутренним диаметром, соответствующим диаметру двужильного световода. После этого внешняя оболочка этих капилляров, состоящих из чистого кварцевого стекла, стравливается с помощью плавиковой кислоты, и на участок двужильного световода 46 с поперечным сечением 47 (фиг.6) одевается стеклянный капилляр 48, состоящий из материала с пониженным показателем преломления. Затем с помощью, например, дуги электрического разряда, капилляр сплавляется с двужильным световодом, после чего формируется биконическая перетяжка 49. После формирования биконической перетяжки она защищается специальным оптическим составом с показателем преломления n=nОБ±1•10-3, где nОБ - показатель преломления материала капилляра.It follows that polarizing filters on the output arms of the fiber splitter reduce the stray phase stand in the ring interferometer of a fiber-optic gyroscope. Assume that a fiber integrated optical circuit has characteristics that are easily achievable from a practical point of view, i.e.
Figure 00000052

Then, with η g = 10 -2 and (f 0 / Δf) ≈40, we have ΔΨ П = 1.1 • 10 -7 rad. If the fiber spool has a diameter of 100 mm and contains 10 3 m of the fiber, then the zero offset of the fiber-optic gyroscope due to polarization effects in the optical path will not exceed 0.1 o / h at λ 0 = 0.83 • 10 -6 m.
Figure 6 shows the principle of manufacturing a fiber integrated optical circuit using a two-core fiber without an additional sheath with a low refractive index. It can be organized directly in the manufacture of a biconical constriction, but using a special glass capillary with a low refractive index. It can also be made by deposition on the inner surface of the supporting quartz tube layers of silica glass with a low refractive index; then, quartz capillaries with an inner diameter corresponding to the diameter of the twin-core fiber are pulled from this pipe in the hood installation. After that, the outer shell of these capillaries, consisting of pure silica glass, is etched using hydrofluoric acid, and a glass capillary 48 consisting of a material with a low refractive index is put on a section of a twin-core fiber 46 with a cross section 47 (Fig. 6). Then, using, for example, an electric discharge arc, the capillary is fused with a two-core fiber, after which a biconical waist 49 is formed. After the biconical waist is formed, it is protected by a special optical composition with a refractive index of n = n OB ± 1 • 10 -3 , where n OB - refractive index of capillary material.

Еще одной возможностью получения одномодового волновода для х-поляризационной моды в области "шейки" биконической перетяжки двужильного световода без дополнительной оболочки с пониженным показателем преломления является напыление на биконическую перетяжку состава, обладающего двулучепреломлением [12]. Напыляемый на биконическую перетяжку двулучепреломляющий кристалл работает подобно тому, как это описано в [6]. "Шейка" биконической перетяжки состоит практически из чистого кварцевого стекла, а двулучепреломляющий кристалл имеет показатель преломления для х-поляризационной моды несколько выше, чем показатель преломления чистого кварцевого стекла, а для у-поляризационной моды несколько ниже и поэтому в области "шейки" образуется дополнительный поляризационный фильтр, который в значительной степени уменьшает паразитную фазовую подставку в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа. Перед напылением двулучепреломляющего кристалла на биконическую перетяжку диаметр ее "шейки" должен удовлетворять условию:

Figure 00000053

где V - нормализованная частота;
λ0 - длина волны излучения источника;
n0 - показатель преломления плавленого кварца;
Δnx - разность показателей преломления между кварцевым стеклом "шейки" биконической перетяжки и показателем преломления двулучепреломляющего кристалла для х-поляризационной моды.Another possibility of obtaining a single-mode waveguide for the x-polarization mode in the neck region of the biconical constriction of a twin-core fiber without an additional cladding with a low refractive index is sputtering on a biconical constriction of a composition with birefringence [12]. A birefringent crystal sprayed onto a biconical constriction works similarly to that described in [6]. The neck of the biconical constriction consists practically of pure quartz glass, and the birefringent crystal has a refractive index for the x-polarization mode slightly higher than the refractive index of pure quartz glass, and for the y-polarization mode it is slightly lower and therefore an additional neck is formed in the neck region polarizing filter, which significantly reduces the stray phase stand in the ring interferometer of a fiber-optic gyroscope. Before spraying a birefringent crystal on a biconical constriction, the diameter of its “neck” must satisfy the condition:
Figure 00000053

where V is the normalized frequency;
λ 0 - wavelength of the radiation source;
n 0 is the refractive index of fused silica;
Δn x is the difference between the refractive indices between the quartz glass of the “neck” of the biconical waist and the refractive index of the birefringent crystal for the x-polarization mode.

V≤2,4 - условие одномодовости волновода в области "шейки" биконической перетяжки, а V>2 - условие, чтобы не возникало потерь оптической мощности х-поляризационной моды при распространении по волноводу в области "шейки" биконической перетяжки. V≤2,4 is the condition of the single-mode waveguide in the region of the neck of the biconical waist, and V> 2 is the condition that there is no loss of optical power of the x-polarization mode when the biconical waist propagates along the waveguide in the neck region.

На фиг. 7 показана эквивалентная оптическая схема волоконной интегрально-оптической схемы. Она содержит входной 50 и выходной 51 концы световодов, входной 52 и выходной 53 поляризаторы, первый волоконный разветвитель 54, пространственный и поляризационный фильтры 55 одновременно, второй волоконный разветвитель 56, волоконные поляризаторы 57 и 58 и выходные концы световодов 59 и 60 волоконной интегрально-оптической схемы, которые соединяются со световодом чувствительной катушки гироскопа и интегрально-оптическими фазовыми модуляторами (фиг.1). In FIG. 7 shows an equivalent optical circuit of a fiber integrated optical circuit. It contains the input 50 and output 51 ends of the optical fibers, input 52 and output 53 polarizers, the first fiber splitter 54, spatial and polarization filters 55 at the same time, the second fiber splitter 56, the fiber polarizers 57 and 58 and the output ends of the optical fiber 59 and 60 optical fiber circuits that are connected to the optical fiber of the sensitive coil of the gyroscope and integrated optical phase modulators (figure 1).

Одномодовый оптический волновод в области "шейки" биконической перетяжки в случае напыления двулучепреломляющего кристалла выполняет роль не только поляризационного модового фильтра, но и пространственного фильтра, присутствие которого в оптической схеме кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа необходимо. Роль пространственного фильтра между первым и вторым разветвителями играет одномодовый волновод в области "шейки" биконической перетяжки. In the case of deposition of a birefringent crystal, a single-mode optical waveguide in the neck region of a biconical constriction acts not only as a polarizing mode filter, but also as a spatial filter, the presence of which is necessary in the optical design of the ring interferometer of a fiber-optic gyroscope. The role of the spatial filter between the first and second splitters is played by a single-mode waveguide in the neck region of the biconical constriction.

Источники информации
1. G.A. Pavlath "Closed-loop fiber optic gyros" SPIE v. 2837, p. 46-60, 1996 г.
Sources of information
1. GA Pavlath "Closed-loop fiber optic gyros" SPIE v. 2837, p. 46-60, 1996

2. Sanders et all. "Fiber optic gyros for space, marine and aviation applications" SPIE v. 2837, p. 61-71, 1996 г. 2. Sanders et all. "Fiber optic gyros for space, marine and aviation applications" SPIE v. 2837, p. 61-71, 1996

3. A.M.Курбатов "Волоконно-оптический гироскоп с использованием одномодовых волоконных световодов с большим двулучепреломлением". НТС "Вопросы авиационной науки и техники" Серия "Бортовые приборы навигационного контроля и управления". Вып 4А, 1990 г., стр. 60-71. 3. A.M. Kurbatov "Fiber optic gyroscope using single-mode fiber with high birefringence." NTS "Issues of Aviation Science and Technology" Series "On-board instruments for navigation control and management." Issue 4A, 1990, pp. 60-71.

4. W.K. Burnus, Chin-Lm-Chen, R.P. Moeller "Fiber optic Gyroscopes with Brood-Band Surces" J of Lightwave Techology, 1983, v. LT-1, 1, p. 88-104. 4. W.K. Burnus, Chin-Lm-Chen, R.P. Moeller "Fiber optic Gyroscopes with Brood-Band Surces" J of Lightwave Techology, 1983, v. LT-1, 1, p. 88-104.

5. F. De Foruelle et all Electron. Letters, v. 20, p. 398, 1984 г. 5. F. De Foruelle et all Electron. Letters, v. 20, p. 398, 1984

6. R.A. Bergh, H.G. Lefevre and H.J. Shaw "Single-mode fiber-optic polarizer" Opt. Letters vol. 5, p. 479-481, 1980 г. 6. R.A. Bergh, H.G. Lefevre and H.J. Shaw "Single-mode fiber-optic polarizer" Opt. Letters vol. 5, p. 479-481, 1980

7. Курбатов A.M. и др. "Одномодовый волоконный разветвитель, сохраняющий поляризацию излучения". НТС "Вопросы авиационной науки и техники" Серия "Пилотажно-навигационные системы". Вып. 7А, Москва, 1989 г. 7. Kurbatov A.M. and others. "Single-mode fiber splitter that preserves the polarization of radiation." NTS "Issues of Aviation Science and Technology" Series "Flight-Navigation Systems". Vol. 7A, Moscow, 1989

8. А. М. Курбатов и др. "Способ изготовления одномодового волоконного световода для разветвителя, сохраняющего поляризацию излучения" а.с. 324346, приоритет 09.04.90 г. 8. A. M. Kurbatov and others. "A method of manufacturing a single-mode fiber waveguide for a splitter that preserves the polarization of radiation" A.S. 324346, priority 04/09/90

9. W. K. Burns, M. Abele, C. A. Villarruel Appl. Opt. v. 24, 17, р. 2753-2755, 1985 г. "Параболическая модель формы биконической перетяжки". 9. W. K. Burns, M. Abele, C. A. Villarruel Appl. Opt. v. 24, 17, p. 2753-2755, 1985. "A parabolic model of the shape of a biconical constriction."

10. А. Курбатов и др. "Одномодовый волоконный световод, сохраняющий поляризацию излучения". НТС "Вопросы авиационной науки и техники" Серия "Пилотажно-навигационные системы и приборы". Вып. 7А, Москва, 1989 г. 10. A. Kurbatov et al. "Single-mode optical fiber that preserves the polarization of radiation." NTS "Issues of Aviation Science and Technology" Series "Flight-Navigation Systems and Devices". Vol. 7A, Moscow, 1989

11. А.Курбатов и др. "Способ получения одномодового волоконного световода". Патент РФ 2043313, 10.09.95 г. 11. A. Kurbatov and others. "A method of obtaining a single-mode fiber waveguide." RF patent 2043313, 09/10/95.

12. A. Birman "Biconical all-fiber crystal polariser" SPIE vol. 2837, p. 368-374, 1996 г. 12. A. Birman "Biconical all-fiber crystal polariser" SPIE vol. 2837, p. 368-374, 1996

Claims (3)

1. Способ изготовления волоконной интегрально-оптической схемы для интерферометра волоконно-оптического гироскопа на основе двухжильного световода, заключающийся в формировании биконической перетяжки на двухжильном световоде, изготавливаемом путем шлифовки двух заготовок для одномодовых световодов с линейным двулучепреломлением, нарезании затем на отшлифованных поверхностях поперечных канавок, совмещении этих заготовок своими плоскими поверхностями и вытяжки из полученной заготовки двухжильного световода, отличающийся тем, что при изготовлении перед операцией шлифовки заготовок их предварительно помещают внутрь, а затем и сплавляют с опорной кварцевой трубой, на внутреннюю поверхность которой наносится слой кварцевого стекла с показателем преломления меньше на (2÷4)•10-3, чем показатель преломления чистого кварцевого стекла и толщиной слоя, обеспечивающей
Figure 00000054

где DОБ - диаметр оболочки, образованный слоем кварцевого стекла с пониженным показателем преломления,
DЗАГ - диаметр исходной заготовки,
а после вытяжки двухжильного световода участок, на котором формируется биконическая перетяжка, помещают предварительно в травильный раствор с целью стравливания внешнего слоя двухжильного световода, состоящего из чистого кварцевого стекла, а затем сформированную биконическую перетяжку покрывают защитно-упрочняющим оптическим покрытием с показателем преломления n= nоб±1•10-3, где nоб - показатель преломления материала внешней оболочки двухжильного световода.
1. A method of manufacturing a fiber integrated optical circuit for an interferometer of a fiber-optic gyroscope based on a two-core fiber, which consists in the formation of a biconical constriction on a two-core fiber, made by grinding two blanks for single-mode fiber with linear birefringence, then cutting on the ground grinding surfaces, transverse grinding surfaces these blanks with their flat surfaces and hoods from the obtained blanks of a two-core fiber, characterized in that In the manufacture of pre-grinding workpieces, they are preliminarily placed inside and then fused with a supporting quartz tube, on the inner surface of which a layer of quartz glass with a refractive index less than (2 ÷ 4) • 10 -3 is lower than the refractive index of pure quartz glass and layer thickness providing
Figure 00000054

where D OB - the diameter of the shell formed by a layer of quartz glass with a low refractive index,
D ZAG - the diameter of the original billet,
and after drawing two-core fiber portion, which is formed biconical constriction is placed beforehand in the pickling solution with the purpose of etching the outer layer two-core fiber composed of pure quartz glass, and then formed biconical constriction coated protective reinforcing an optical coating with a refractive index n = n about ± 1 • 10 -3 , where n rev is the refractive index of the material of the outer sheath of the two-core fiber.
2. Способ изготовления волоконной интегрально-оптической схемы для интерферометра волоконно-оптического гироскопа на основе двухжильного световода, заключающийся в формировании биконической перетяжки на двухжильном световоде, изготавливаемом путем шлифовки двух заготовок для одномодовых световодов с линейным двулучепреломлением, нарезании затем на отшлифованных поверхностях поперечных канавок, совмещении этих заготовок своими плоскими поверхностями и вытяжки из полученной заготовки двухжильного световода, отличающийся тем, что после вытяжки двухжильного световода его участок, на котором формируется биконическая перетяжка, помещают внутрь капилляра, состоящего из кварцевого стекла с показателем преломления меньше на (2÷4)•10-3, чем показатель преломления чистого кварцевого стекла.2. A method of manufacturing a fiber integrated optical circuit for an interferometer of a fiber-optic gyroscope based on a two-core fiber, which consists in forming a biconical constriction on a two-core fiber, made by grinding two blanks for single-mode fiber with linear birefringence, then cutting on the ground grinding surfaces, transverse grinding surfaces these blanks with their flat surfaces and hoods from the obtained blanks of a two-core fiber, characterized in that after drawing out a two-core fiber, its section, on which the biconical constriction is formed, is placed inside the capillary consisting of quartz glass with a refractive index less by (2 ÷ 4) • 10 -3 than the refractive index of pure quartz glass. 3. Способ изготовления волоконной интегрально-оптической схемы для интерферометра волоконно-оптического гироскопа на основе двухжильного световода, заключающийся в формировании биконической перетяжки на двухжильном световоде, изготавливаемом путем шлифовки двух заготовок для одномодовых световодов с линейным двулучепреломлением, нарезании затем на отшлифованных поверхностях поперечных канавок, совмещении этих заготовок своими плоскими поверхностями и вытяжки из полученной заготовки двухжильного световода, отличающийся тем, что биконическую перетяжку покрывают двулучепреломляющим составом, имеющим для x-поляризационной моды световода показатель преломления, превышающий показатель преломления внешнего слоя стекла двухжильного световода, а для y-поляризационной моды показатель преломления ниже показателя преломления внешнего слоя стекла двухжильного световода, причем биконическую перетяжку в области ее "шейки" формируют с таким максимальным диаметром по поперечному сечению, что
Figure 00000055

где 2<V<2,4;
λo- длина волны излучения источника;
nо - показатель преломления внешнего слоя стекла двухжильного световода;
Δnx- разность показателей преломления между внешним слоем стекла двухжильного световода и показателем преломления двулучепреломляющего состава для х-поляризационной моды.
3. A method of manufacturing a fiber integrated optical circuit for an interferometer of a fiber-optic gyroscope based on a two-core fiber, which consists in the formation of a biconical constriction on a two-core fiber, made by grinding two blanks for single-mode fiber with linear birefringence, then cutting on the ground grinding surfaces, transverse grinding surfaces these blanks with their flat surfaces and hoods from the obtained blanks of a two-core fiber, characterized in that the biconical constriction is covered with a birefringent composition having a refractive index for the x-polarization mode of the fiber that exceeds the refractive index of the outer layer of the glass of the two-core fiber, and for the y-polarization mode, the refractive index is lower than the refractive index of the outer layer of the glass of the two-core fiber, and the biconical constriction in its region "form with such a maximum diameter in cross section that
Figure 00000055

where 2 <V <2.4;
λ o - wavelength of the radiation source;
n about - the refractive index of the outer layer of glass of a two-core fiber;
Δn x is the difference between the refractive indices between the outer layer of glass of the two-core fiber and the refractive index of the birefringent composition for the x-polarization mode.
RU2000108573A 2000-04-10 2000-04-10 Process of manufacture of radiation input-output device in ring interferometer of fiber-optical gyroscope based on special twin light guide RU2188443C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000108573A RU2188443C2 (en) 2000-04-10 2000-04-10 Process of manufacture of radiation input-output device in ring interferometer of fiber-optical gyroscope based on special twin light guide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000108573A RU2188443C2 (en) 2000-04-10 2000-04-10 Process of manufacture of radiation input-output device in ring interferometer of fiber-optical gyroscope based on special twin light guide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000108573A RU2000108573A (en) 2002-02-20
RU2188443C2 true RU2188443C2 (en) 2002-08-27

Family

ID=20232923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000108573A RU2188443C2 (en) 2000-04-10 2000-04-10 Process of manufacture of radiation input-output device in ring interferometer of fiber-optical gyroscope based on special twin light guide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2188443C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449246C2 (en) * 2009-10-16 2012-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры" Optical circuit of ring interferometer for fibre-optic gyroscope
CN109443340A (en) * 2018-12-10 2019-03-08 河北汉光重工有限责任公司 A kind of device for fiber-optic gyroscope light path system docking
RU197260U1 (en) * 2019-11-20 2020-04-16 Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Fiber optic polarized diversity optical signal receiving device

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
А.BIRMAN "Biconical all-fiber crystal palariser", SPIE, 1996, v. 2837, р. 368-374. *
ШЕРЕМЕТЬЕВА А.Г. Волоконно-оптические гироскопы. М.: Радио и связь, 1987. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449246C2 (en) * 2009-10-16 2012-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры" Optical circuit of ring interferometer for fibre-optic gyroscope
CN109443340A (en) * 2018-12-10 2019-03-08 河北汉光重工有限责任公司 A kind of device for fiber-optic gyroscope light path system docking
RU197260U1 (en) * 2019-11-20 2020-04-16 Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Fiber optic polarized diversity optical signal receiving device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112740086B (en) Resonance type optical fiber gyroscope using hollow core optical fiber and method thereof
US5260768A (en) Fiber optic gyro with low-birefringence and PM networks
US4997282A (en) Dual fiber optic gyroscope
US5037205A (en) Integrated optic interferometric fiber gyroscope module and method
CN114739376A (en) Hollow-core photonic crystal fiber gyroscope based on silicon dioxide waveguide polarization beam splitter
US4725113A (en) Form birefringent cutoff polarizer and method
US7907807B2 (en) Pure silica core, high birefringence, single polarization optical waveguide
WO2023103610A1 (en) Sin-based integrated optical chip for optical fiber gyroscope employing sion polarizer
WO2024000936A1 (en) Optical gyroscope double-layer sin-based integrated drive chip
US4717225A (en) Form polarizing fibers and method of fabrication
EP0260885B1 (en) Dual fiber optic gyroscope
Ma et al. Reduction of the Fresnel reflection effect in the hybrid PBF-PMF resonator for RFOG
RU2188443C2 (en) Process of manufacture of radiation input-output device in ring interferometer of fiber-optical gyroscope based on special twin light guide
CA1311546C (en) Integrated optic interferometric fiber gyroscope module and method
Lin et al. Evaluation of polarization characteristics of the fiber-pigtailed waveguide-type ring resonator and implications for resonant micro-optic gyroscopes
RU2280882C2 (en) Method of joining of integral-optical circuit for fiber-optic gyroscope with single-mode lightguides (versions)
CN110906919B (en) High-performance hybrid optical fiber resonant cavity suitable for working in variable temperature environment
Guo et al. Three-axis Interferometric Fiber Optic Gyroscope with Silica Integrated Coupler Chip
Fan et al. Ring Resonator of Hollow-Core Photonic Crystal Fiber Based on Spatial Coupling Scheme
Dahlgren et al. Single-polarization fiber optic resonator for gyro applications
RU2250482C1 (en) Polarizing single-mode light guide
US9115993B1 (en) Fused PM fiber single-polarization resonator
Linglan et al. Resonant fiber optic gyro based on total internal reflection photonic crystal fiber ring resonator
CN116026308B (en) High-order mode hollow fiber optic gyroscope and manufacturing method thereof
RU2176803C2 (en) Process of manufacture of waveguides of integrated optical circuit of fiber-optical gyroscope