專利名稱：光纖陀螺用的光纖耦合器性能測試方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖陀螺用的光纖耦合器振動性能測試方法及裝置。
技術(shù)背景光纖陀螺(FOG)是當代慣性系統(tǒng)的核心部件，全固態(tài)、耐沖擊、能夠適 應惡劣的力學環(huán)境等優(yōu)點大大地拓展了光纖陀螺的應用領(lǐng)域。目前國內(nèi)光纖陀 螺研制單位正在努力推進中低精度光纖陀螺的工程實用化，其中器件的力學環(huán) 境特性問題是目前亟待解決的關(guān)鍵問題之一。光纖陀螺用光纖耦合器一般采用X (或Y型)型熔融耦合器，它采用熔融拉 錐法制作而成，最終在加熱區(qū)形成雙錐形式的特殊波導結(jié)構(gòu),實現(xiàn)傳輸光功率耦 合。在干涉型光纖陀螺結(jié)構(gòu)中，光纖耦合器一方面把光源(SLD)的光波輸入到光 纖環(huán)，另一方面把帶有角速率信息的光強輸出到探測器。目前該器件的測試是 器件標稱參數(shù)的測試，有插入損耗、分光比、均勻性、隔離度、方向性、偏 振相關(guān)損耗，在測試方法與測試環(huán)境等各項上與光纖陀螺的應用有較大的區(qū)別。 而在振動、沖擊等力學環(huán)境下，光纖耦合器這些參數(shù)的變化，會對陀螺信號造 成嚴重影響。振動性能的測試在器件的常規(guī)測試中無法做到，這對器件在實際應用中的 特性考核帶來缺陷。因此，作為光纖陀螺中的一個重要的光路元件，掌握其振 動性能及對陀螺信號的影響是非常有必要的。 發(fā)明內(nèi)容為了克服背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種光纖陀螺用光纖 耦合器振動性能測試方法及裝置，可以實現(xiàn)器件振動性能測試，且對器件的一 些關(guān)鍵參數(shù)可以在光纖陀螺實際應用的環(huán)境中進行測試、考核，并進一步進行 篩選。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是1 、 一種光纖陀螺用的光纖耦合器振動性能測試方法l)測試系統(tǒng)加電預熱穩(wěn)定后，高穩(wěn)定光源從第一光接口A1耦合進入安裝在 振動臺上的光纖耦合器，在第一光接口A1處測試光源的功率，即輸入被測光纖 耦合器的光功率P。；光纖耦合器的兩個輸出端口分別經(jīng)第二光接口A2進入第一 光電探測器B1，第三光接口A3進入第二光電探測器B2，分別測得其功率為A，g，得到耦合器的分光比；2)設(shè)置好振動臺參數(shù)，對光纖耦合器進行振動測試，經(jīng)光電探測器及前置放 大器把受到振動調(diào)制的光強信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過信號解調(diào)輸出到計算機進 行數(shù)據(jù)采集，得到光纖耦合器分光比對振動的動態(tài)響應特性。所述的高穩(wěn)定光源為寬譜的超輻射發(fā)光二極管SLD。2、 一種光纖陀螺用的光纖耦合器振動性能測試裝置包括高穩(wěn)定光源、光電探測器及前置放大器、電控振動臺、振動控制器、 信號解調(diào)部分，計算機，隔振平臺，光纖耦合器；隔振平臺上安裝電控振動臺， 電控振動臺上固定光纖耦合器，高穩(wěn)定光源的輸出與被測光纖耦合器的輸入端 相接，光纖耦合器輸出端經(jīng)光電探測器及前置放大器光強信號轉(zhuǎn)化后進入信號 解調(diào)器，與計算機連接，振動控制器分別與電控振動臺和信號解調(diào)器相連。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是-光纖陀螺用光纖耦合器振動性能測試方法不僅對光纖耦合器的標稱參數(shù)進 行測試，同時增加了振動性能及系統(tǒng)響應的動態(tài)測試參量；對于光纖耦合器的 穩(wěn)定性考核強化，有利于光纖耦合器在光纖陀螺中應用；測試參數(shù)更加全面， 可以在一套系統(tǒng)中將關(guān)鍵參數(shù)依次測量，可對比性大大加強。所以，該測試系 統(tǒng)可以滿足光纖耦合器在陀螺振動環(huán)境下關(guān)鍵參數(shù)的測試。


圖l是本發(fā)明的測試流程圖。圖2是光纖耦合器常規(guī)參數(shù)測試示意圖。圖3是本發(fā)明的光纖耦合器振動性能的測試示意圖。圖4是本發(fā)明的耦合器振動性能測試曲線。
具體實施例方式本發(fā)明的測試流程如圖l所示(1) 測試系統(tǒng)加電預熱穩(wěn)定一段時間；(2) 如圖2所示，為光纖耦合器常規(guī)參數(shù)測試裝置。高穩(wěn)定光源l從光接口 Al耦合進光纖耦合器8，在光接口A1處測試光源的功率，即輸入被測光纖耦合 器8的光功率P。；光纖耦合器8的兩個輸出端口經(jīng)光接口A2， A3進入光電探測器 Bl， B2，測得其功率分別為^尸2，可以得到耦合器的分光比、插入損耗等參數(shù);(3) 如圖3所示，為本發(fā)明的光纖耦合器振動性能的測試裝置。測試系統(tǒng) 由高穩(wěn)定光源l、光電探測器及前置放大器2、電控振動臺3、振動控制器4、信 號解調(diào)器5，計算機6，隔振平臺7，光纖耦合器8。高穩(wěn)定光源l的輸出與被測光纖耦合器8的輸入端相接，為整個測試系統(tǒng)提供光波；將被測的光纖耦合器用設(shè) 計好的夾具固定到振動臺3上，振動控制器4可以按測試要求設(shè)定振動激勵參數(shù); 探測器及前置放大器2將整個測試系統(tǒng)的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過信號解調(diào)器 5進行相關(guān)解調(diào)后輸入計算機6數(shù)據(jù)采集，得到被測光纖耦合器8的分光比調(diào)制幅 度。測試步驟如下測試系統(tǒng)無光輸入時測得的直流偏置電壓為K，打開光源調(diào) 整輸出功率保證光電探測器工作在線性最好的區(qū)域，此時測得的偏置電壓為^， 對被測光纖耦合器8進行定頻或掃頻(2000Hz以內(nèi)，符合陀螺的振動考核頻段)， 按測試要求設(shè)置振動控制器并開始振動，此時測得的偏置電壓為^，通過計算 可以得到被測光纖耦合器8分光比振動調(diào)制的幅度，其計算公式為 M = ^ /(J^ -。。圖4是本發(fā)明的耦合器振動性能測試曲線。
權(quán)利要求
1、一種光纖陀螺用的光纖耦合器振動性能測試方法，其特征在于1)測試系統(tǒng)加電預熱穩(wěn)定后，高穩(wěn)定光源從第一光接口A1耦合進入安裝在振動臺上的光纖耦合器，在第一光接口A1處測試光源的功率，即輸入被測光纖耦合器的光功率P0；光纖耦合器的兩個輸出端口分別經(jīng)第二光接口A2進入第一光電探測器B1，第三光接口A3進入第二光電探測器B2，分別測得其功率為P1，P2，得到耦合器的分光比；2)設(shè)置好振動臺參數(shù)，對光纖耦合器進行振動測試，經(jīng)光電探測器及前置放大器把受到振動調(diào)制的光強信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過信號解調(diào)輸出到計算機進行數(shù)據(jù)采集，得到光纖耦合器分光比對振動的動態(tài)響應特性。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光纖陀螺用光纖耦合器振動性能測試方法，其特 征在于所述的高穩(wěn)定光源為寬譜的超輻射發(fā)光二極管SLD。
3、 一種光纖陀螺用的光纖耦合器振動性能測試裝置，其特征在于包括高 穩(wěn)定光源(l)、光電探測器及前置放大器(2)、電控振動臺(3)、振動控制器(4)、信 號解調(diào)部分(5)，計算機(6)，隔振平臺(7)，光纖耦合器(8);隔振平臺(7)上安裝電 控振動臺(3)，電控振動臺(3)上固定光纖耦合器(8)，高穩(wěn)定光源(l)的輸出與被測 光纖耦合器(8)的輸入端相接，光纖耦合器(8)輸出端經(jīng)光電探測器及前置放大器 (2)光強信號轉(zhuǎn)化后進入信號解調(diào)器(5)，與計算機(6)連接，振動控制器(4)分別與 電控振動臺(3)和信號解調(diào)器(5)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光纖陀螺用的光纖耦合器振動性能測試方法及裝置。首先由測試系統(tǒng)提供的高穩(wěn)定光源，經(jīng)耦合注入需要測量的光纖耦合器，測量器件的損耗、分光比等指標；然后將被測量的光纖耦合器通過夾具固定到電控振動臺上，通過振動控制器按測試要求設(shè)置好振動參數(shù)后對耦合器施加振動，經(jīng)光電探測器及前置放大器把受到振動調(diào)制的光強信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過信號解調(diào)輸出到計算機進行數(shù)據(jù)采集，得到光纖耦合器分光比對振動的動態(tài)響應特性。
文檔編號G01M11/00GK101216368SQ200810059428
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月21日
發(fā)明者王冬云, 胡勇康, 舒曉武, 阮榮光 申請人:浙江大學