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专利名称：一种新型光纤陀螺的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学陀螺仪，具体是一种光纤陀螺仪，属于陀螺技术领域。
背景技术：
目前光纤陀螺的光纤传感环是縮小仪器体积的最主要制约因素。由于长达几百 米，甚至几公里的光纤绕制在骨架上，它大大增加了光纤陀螺的体积和重量。同时，这种大 体积的光纤环在机械稳定性、热稳定性、长期时间稳定性等方面都暴露出了缺点和弊病。高 性能高可靠小体积陀螺的研制强烈要求开发出新型的小体积传感环圈。

发明内容
针对上述技术问题，本发明旨在提供一种大大縮小光纤环圈的体积，有效地提高 了其机械稳定性、热稳定性、和长期时间稳定性的新型光纤陀螺。 作为解决以上技术问题的一种新型光纤陀螺，其包括光纤环圈，所述光纤环圈采 用可制作光波导的基底制备的各种环形光波导。 作为进一步的改进，所述环形光波导为两正交偏振方向的模折射率差较大的波导 结构，或者两正交偏振方向的模折射率差很小的波导结构。
所述可制作光波导的基底为硅片。
所述可制作光波导的基底为玻璃。 所述可制作光波导的基底为铌酸锂、钽酸锂等电光晶体。 作为再进一步的改进，所述波导结构为利用S0S、 SOI等技术制备的硅基脊形波 导，用于保偏或者退偏波导模式的传播。 作为再进一步的改进，所述波导结构为玻璃基底扩散型波导，用于保偏或者退偏 波导模式的传播。 所述波导为掩埋式矩形波导，用于退偏光纤陀螺。
所述波导的图案结构为交叉结构也可以是无交叉。 本技术方案创造性地颠覆了传统的环圈模式，将波导技术和光纤传感技术有机地 融合在一起，形成了光学陀螺的技术革新。在体积上大幅度地縮小了系统的体积，提高了集 成化程度，为新一代光学陀螺的研制奠定了基础。


图1是波导环形图形为环形有交叉设计的结构示意图；
图2是波导环形图形为环形无交叉设计的结构示意图。
具体实施例方式
本发明的具体实施方式
是在包括但是不限于硅片、玻璃，电光晶体，或者其他可以 制作光波导的基底上，制备各种环形光波导，以代替光纤环，减小光纤陀螺的体积，提高稳定性；可以设计成双折射较大的波导结构，包括但是不限于利用SOS、 SOI技术制备的硅基 脊形波导，玻璃基底扩散型波导，铌酸锂扩散型波导等，用于保偏或者退偏波导模式的传 播；或者制作包括但是不限于利用SOS、 SOI技术制备的硅基掩埋式矩形波导，玻璃波导等 结构，用于退偏光纤陀螺。 如图1和2所示，该波导的图案结构可以有交叉，或者没有交叉，包括2个与光纤
耦合点位置，光波从其中任何一端输入，都会从另外一个端输出。为了实现较长距离的环
圈，或者用多层波导环相连接，期间包括用耦合器，或者类似器件进行连接。 基于光波导环路结构，波导结构有无交叉，均可描述的是两个相向传播的光，逆时
针与顺时针的光，能够在这些波导结构中，如同在光纤环中传播一样，能够利用Sagnec效
应，实现光波的延时相干，满足光纤陀螺的工作原理要求。其中只要交叉的2条波导的交叉
夹角足够大，其交叉的影响就可以忽略。
权利要求
一种新型光纤陀螺，包括光纤环圈，其特征在于所述光纤环圈采用可制作光波导的基底制备的各种环形光波导。
2. 根据权利要求1所述的光纤陀螺，其特征在于，所述环形光波导为两正交偏振方向 的模折射率差较大的波导结构，或者两正交偏振方向的模折射率差很小的波导结构。
3. 根据权利要求2所述的光纤陀螺，其特征在于，所述可制作光波导的基底为硅片，玻 璃，铌酸锂晶体，等各种用于制作波导的材料。
4. 根据权利要求2所述的光纤陀螺，其特征在于，所述可制作光波导的基底为玻璃。
5. 根据权利要求3所述的光纤陀螺，其特征在于，所述波导结构为利用SOS或者SOI技 术制备的硅基脊形波导，用于保偏或者退偏波导模式的传播。
6. 根据权利要求4所述的光纤陀螺，其特征在于，所述波导结构为玻璃基底扩散型波 导，用于保偏或者退偏波导模式的传播。
7. 根据权利要求2所述的光纤陀螺，其特征在于，所述波导为掩埋式矩形波导，用于退 偏光纤陀螺。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的光纤陀螺，其特征在于，所述波导的图案结构为 环形有交叉结构。
9. 根据权利要求1至7中任一项所述的光纤陀螺，其特征在于，所述波导的图案为环形 无交叉结构。
全文摘要
本发明公开了一种大大缩小光纤环圈的体积，有效地提高其机械稳定性、热稳定性、和长期时间稳定性的新型光纤陀螺，其包括光纤环圈，所述光纤环圈采用可制作光波导的基底制备的各种环形光波导。本技术方案创造性地颠覆了传统的环圈模式，将波导技术和光纤传感技术有机地融合在一起，形成了光学陀螺的技术革新。在体积上大幅度地缩小了系统的体积，提高了集成化程度，为新一代光学陀螺的研制奠定了基础。
文档编号G01C19/64GK101750057SQ20081021829
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月9日 优先权日2008年12月9日
发明者姜恩颖 申请人:姜恩颖