一種可變槽寬骨架工裝及利用該工裝的光纖環(huán)成型方法
【專利摘要】本發(fā)明一種可變槽寬骨架工裝及利用該工裝的光纖環(huán)成型方法，首先設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)槽寬的可拆卸繞制骨工裝，槽寬尺寸可根據(jù)光纖的直徑不同進(jìn)行調(diào)節(jié)使之滿足任意整數(shù)匝繞制的要求，再采用特殊繞制技術(shù)和低張力繞制技術(shù)將光子晶體光纖纏繞在可拆卸骨架上，為了提高光子晶體光纖環(huán)的性能水平，采用新型的施膠固化技術(shù)將光子晶體光纖固化，最后將可拆卸骨架工裝拆卸得到成型的光子晶體光纖環(huán)。本發(fā)明采用的施膠固化工藝為浸膠固化工藝，通過設(shè)計(jì)新的膠粘劑固化條件、新型固化膠粘劑、新型施膠固化工藝和應(yīng)力釋放措施，減小了光子晶體光纖環(huán)的殘余固化應(yīng)力及光子晶體光纖內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的變化，提高光子晶體光纖環(huán)的環(huán)境特性。
【專利說明】一種可變槽寬骨架工裝及利用該工裝的光纖環(huán)成型方法
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可變槽寬骨架工裝以及一種光子晶體光纖環(huán)的成型方法，特別涉及是一種高溫度性能光子晶體光纖陀螺光纖環(huán)的繞制、施膠固化及時(shí)效處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖陀螺具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度覆蓋范圍廣、可靠性高和設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)等固有特點(diǎn)，是慣性系統(tǒng)的主流儀表之一，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈武器系統(tǒng)、衛(wèi)星和飛船等空間飛行器。但由于光纖陀螺中光纖環(huán)對(duì)輻照和溫度非常敏感，針對(duì)性的防護(hù)設(shè)計(jì)增大了光纖陀螺的重量、體積和功耗。光子晶體技術(shù)的發(fā)展使得光纖陀螺的性能有了更大的提升空間，采用光子晶體光纖代替普通保偏光纖作為光纖陀螺的光傳輸介質(zhì)，可以有效減小磁場(chǎng)法拉第效應(yīng)、kerr效應(yīng)等誤差，同時(shí)，利用其對(duì)溫度和輻照敏感度低的特點(diǎn)，可以提高光纖陀螺的環(huán)境適應(yīng)性，是光纖陀螺技術(shù)新的發(fā)展方向之一。
[0003]光子晶體光纖也稱為多孔光纖和微結(jié)構(gòu)光纖，由周期性排列的空氣孔和純石英構(gòu)成，通過改變空氣孔的尺寸和排布方式，可以改變光纖的多項(xiàng)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)無截止單模傳輸、很低的色散、較高的雙折射以及大模場(chǎng)等特性。這些特點(diǎn)使得光子晶體光纖在光纖傳感器和光學(xué)器件等方面都具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0004]性能優(yōu)良的光纖環(huán)對(duì)光纖陀螺而言非常關(guān)鍵，特別是對(duì)于光纖陀螺的溫度性能尤為重要，溫變情況下，光纖環(huán)引起 的光纖陀螺誤差可以用下式表示:
【權(quán)利要求】
1.一種可變槽寬骨架工裝，其特征在于:包括蓋片A (I)、蓋片B (2)、輪轂(3)、位移控制螺旋(4)、橫梁(5);蓋片A (I)和蓋片B (2)為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)；輪轂(3)由兩個(gè)半圓環(huán)空心圓柱殼體拼接構(gòu)成，兩個(gè)半圓環(huán)空心圓柱殼體間留有間隙；蓋片A (I)與輪轂(3) —側(cè)的軸向端面固定連接；蓋片B (2)套接在輪轂(3)的外徑上，蓋片B (2)的直徑方向上安裝有橫梁(5)，橫梁(5)為長(zhǎng)方形片狀結(jié)構(gòu)，兩端寬度與輪轂(3)兩個(gè)半圓環(huán)空心圓柱殼體間的間隙匹配；橫梁(5)的中心安裝有位移控制螺旋(4)，旋轉(zhuǎn)位移控制螺旋(4)使蓋片B (2)沿輪轂(3)的軸向移動(dòng)。
2.利用權(quán)利要求1所述工裝的一種光子晶體光纖環(huán)的成型方法，其特征在于包括下列步驟: 1)根據(jù)待成型光子晶體光纖的直徑，將權(quán)利要求1所述的一種可變槽寬骨架工裝中蓋片A (I)和蓋片B (2)間的寬度調(diào)整為預(yù)設(shè)值； 2)將待成型光子晶體光纖四極對(duì)稱繞制在權(quán)利要求1所述的一種可變槽寬骨架工裝上，形成光子晶體光纖環(huán)；繞制時(shí)上一層待成型光子晶體光纖落入下一層待成型光子晶體光纖排列形成的凹槽內(nèi)，繞制全過程確保待成型光子晶體光纖內(nèi)部結(jié)構(gòu)空氣孔不變形，且不采用隔離層； 3)采用真空壓力浸潰方式使膠粘劑滲入步驟2)獲得的光子晶體光纖環(huán)線圈內(nèi)部并對(duì)膠粘劑進(jìn)行低應(yīng)力固化，固化后將光子晶體光纖環(huán)粘結(jié)固定成為一個(gè)整體；所述真空壓力浸潰方式為采用低真空、低壓力下長(zhǎng)時(shí)間多次反復(fù)浸潰； 4)將權(quán)利要求1所述的一種可變槽寬骨架工裝拆下，獲得成型好的光子晶體光纖環(huán)； 5)采用時(shí)效處理方式將步驟4)獲得的光子晶體光纖環(huán)內(nèi)部的殘余固化應(yīng)力釋放；所述的時(shí)效處理方式包括高低溫慢變循環(huán)方式和高低溫存儲(chǔ)的方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用權(quán)利要求1所述工裝的一種光子晶體光纖環(huán)的成型方法，其特征在于:所述步驟3)中的膠粘劑包括高模量紫外膠和高模量環(huán)氧樹脂膠，分別采用紫外光和加熱兩種固化方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用權(quán)利要求1所述工裝的一種光子晶體光纖環(huán)的成型方法，其特征在于:所述步驟3)中低應(yīng)力固化包括紫外光長(zhǎng)時(shí)間固化和低應(yīng)力熱固化；其中低應(yīng)力熱固化又包括低慢變速率階梯式固化和常溫長(zhǎng)時(shí)間固化。
【文檔編號(hào)】G01C25/00GK103884354SQ201410100340
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】李晶, 于海成, 陳軍, 張智華, 楊學(xué)禮, 尹其其 申請(qǐng)人:北京航天時(shí)代光電科技有限公司