光纤陀螺用保偏光纤温度敏感性测试(排版)1

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1、文章编号:光纤陀螺用保偏光纤温度敏感性测试与分析毕聪志，杨纪刚，吴衍记，李丽坤（北京自动化控制设备研究所，北京100074）摘要：针对高精度光纤陀螺的温度敏感性问题，重点研究了光纤陀螺用保偏光纤温度性能。利用脉冲预泵浦布里渊光时域分析技术较高的空间分辨率，测量不同温度点光纤的长度变化量，再根据光纤长度随温度的变化量与折射率温度系数的关系，给出光纤的折射率温度系数。试验共测量了8种国内和国外主流保偏光纤的折射率温度系数，测试结果显示，8种光纤折射率温度系数的最大值与最小值之间相差14%;某型国内保偏光纤与某型国外保偏光纤的折射率温度系数最小，量值基本相同。这种不同类型的保偏

2、光纤折射率温度系数的差异与光纤纤芯的掺杂元素及掺杂浓度是直接相关的。该项测试技术可在基础材料层面提升光纤陀螺的温度性能；通过折射率温度系数测试，优选出更加适用于光纤环圈制作的保偏光纤，从而减小光纤陀螺温度Shupe效应误差，对于提高光纤陀螺的温度性能具有重要意义。关键词：脉冲预泵浦布里渊光时域分析技术；保偏光纤；折射率温度系数；Shupe效应中图分类号：U666.1文献标志码：ATemperaturesensitivitymeasurementandanalysisofpolarizationmaintainingfiberforFOGBICong-zhi,YANGJi-

3、gang,WUYan-ji,LILi-kun(BeijingInstituteofAutomaticControlEquipment,Beijing100074,China)Abstract:Inviewoftheproblemoftemperaturesensitivityofhighprecisionfiberopticgyroscope(FOG),thetemperatureperfonnanceofpolarizationmaintainingfiberforFOGismainlystudied.Withthehighspatialresolutionofpuls

4、epre-pumpBrillouinopticaltimedomainanalysis,thelengthvariationoffiberindifferenttemperaturecanbemeasured,thenthetemperaturecoefficientofrefractiveindexoffibercanbeobtained・EightkindsofpolarizationmaintainingfiberforFOGweremeasured・Thereisadifferenceof14%betweenthemaximumandminimumoftemper

5、aturecoefficientofrefractiveindex;thevalueissmallerinadomesticandaforeignpolarizationmaintainingfiber.Thedifferenceoftemperaturecoefficientofrefractiveindexisdirectlyrelatedtothedopingelementsandconcentration.ThistechnologycanbeusedtoimprovethetemperatureperfonnanceofFOGbyselectingmoresui

6、tablepolarizationmaintainingfiberforopticalfibercoilwiththetemperaturecoefficientofrefractiveindexmeasurement,therebytheShupeeffecteiTorofFOGcanbereduced・Keywords:pulsepre-pumpingBrillouinopticaltimedomainanalysis;polarizationmaintainingfiber;temperaturecoefficientofrefractiveindex;Shupee

7、fleet光纤陀螺作为一种新型的全固态惯性仪表，在惯性技术领域有着独特的优势。与传统陀螺相比，光纤陀螺无运动部件和磨损部件，具有成木低、寿命长、质量轻、体积小等优点。作为干涉式光纤陀螺的核心部件，光纤环的好坏直接影响陀螺的整体性能并制约着光纤陀螺精度的提高。由于温度Shupe效应，当光纤环中一段光纤存在时变温度扰动时，除非这段光纤位于线圈中部，否则由于两束反向传播光波在不同时间经过这段光纤，就会因温度扰动而经历不同的相移,它与旋转引起的萨格奈克相移无法区分，在光纤陀螺中将产生较大的偏置误差，温度漂移成为光纤陀螺中最为棘手的问题