光纖陀螺基于Sagnac效應(yīng)，利用環(huán)路中沿相反方向傳播的兩束光來(lái)檢測(cè)慣性空間中的旋轉(zhuǎn)逝她，開辟了全固態(tài)角速度傳感器之路浇坐。由于其標(biāo)度因數(shù)穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性較激光陀螺儀差，制約了其在高精度航海領(lǐng)域的應(yīng)用黔宛。通過(guò)分析光纖陀螺近刘，展望了光子晶體光纖材料、空芯微孔結(jié)構(gòu)和窄線寬激光光源等技術(shù)在光纖陀螺中的應(yīng)用前景臀晃，這些技術(shù)可提高光纖陀螺標(biāo)度因數(shù)穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性觉渴，同時(shí)還展望了基于量子糾纏光纖陀螺技術(shù)。通過(guò)分析光纖陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展徽惋，現(xiàn)階段通過(guò)采用旋轉(zhuǎn)調(diào)制案淋、溫控、溫補(bǔ)等系統(tǒng)技術(shù)险绘，有效抑制了光纖陀螺標(biāo)度因數(shù)穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性的影響踢京，已具備在高精度航海領(lǐng)域應(yīng)用條件。
高精度航海用光纖陀螺慣性導(dǎo)航技術(shù)展望
光纖陀螺基于Sagnac效應(yīng)宦棺，利用環(huán)路中沿相反方向傳播的兩束光來(lái)檢測(cè)慣性空間中的旋轉(zhuǎn)漱挚，開辟了全固態(tài)角速度傳感器之路。由于其標(biāo)度因數(shù)穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性較激光陀螺儀差渺氧，制約了其在高精度航海領(lǐng)域的應(yīng)用旨涝。通過(guò)分析光纖陀螺，展望了光子晶體光纖材料侣背、空芯微孔結(jié)構(gòu)和窄線寬激光光源等技術(shù)在光纖陀螺中的應(yīng)用前景白华，這些技術(shù)可提高光纖陀螺標(biāo)度因數(shù)穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性，同時(shí)還展望了基于量子糾纏光纖陀螺技術(shù)贩耐。通過(guò)分析光纖陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展弧腥，現(xiàn)階段通過(guò)采用旋轉(zhuǎn)調(diào)制、溫控潮太、溫補(bǔ)等系統(tǒng)技術(shù)管搪，有效抑制了光纖陀螺標(biāo)度因數(shù)穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性的影響，已具備在高精度航海領(lǐng)域應(yīng)用條件铡买。
陀螺儀是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的核心更鲁，是影響慣性導(dǎo)航性能的關(guān)鍵因素，為保障潛艇的隱蔽安全航行和艦載武器的打擊精度奇钞，要求慣性導(dǎo)航系統(tǒng)具有長(zhǎng)時(shí)間高精度保持能力澡为。目前被潛艇廣泛應(yīng)用的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，靜電陀螺儀利用真空中靠電磁場(chǎng)懸浮的旋轉(zhuǎn)鈹球工作景埃，采用非接觸支撐媒至，不存在摩擦顶别，精度較高，但其制造復(fù)雜且成本較高拒啰；二是基于激光陀螺儀的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)驯绎，激光陀螺儀利用光程差來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)角速度，具有良好的標(biāo)度因數(shù)穩(wěn)定性谋旦，但由于激光陀螺儀采用激斗消除鎖閉問題条篷，采集到的測(cè)量信息需進(jìn)行激斗濾波，濾波時(shí)造成系統(tǒng)的導(dǎo)航信息實(shí)時(shí)性不盡如人意蛤织。作戰(zhàn)使用需求的增長(zhǎng)促進(jìn)了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展赴叹，光纖陀螺的快速發(fā)展開創(chuàng)了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的新局面，特別是光纖陀螺純固態(tài)無(wú)運(yùn)動(dòng)部件指蚜、工藝簡(jiǎn)單乞巧、精度覆蓋廣、動(dòng)態(tài)范圍大摊鸡、啟動(dòng)快绽媒、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，使其在諸多領(lǐng)域中獲得應(yīng)用免猾，但由于其標(biāo)度因數(shù)穩(wěn)定性稍差是辕，在高精度航海領(lǐng)域收到一定限制。近幾年猎提，隨著材料获三、工藝的不斷改進(jìn)，其標(biāo)度因數(shù)穩(wěn)定性得到大幅度提升锨苏，并且在隨機(jī)誤差方面表現(xiàn)出ji佳的性能優(yōu)勢(shì)疙教，并不斷向超高精度方向發(fā)展。實(shí)際上伞租，光纖陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸從戰(zhàn)術(shù)級(jí)向戰(zhàn)略級(jí)覆蓋贞谓，已經(jīng)具備潛艇應(yīng)用能力。
圖1.光纖陀螺展示圖片
當(dāng)前葵诈，光纖陀螺下一代發(fā)展的主要方向是高性能裸弦、高精度和小型化，該發(fā)展方向仍舊面臨巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)作喘，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是高性能與大體積的矛盾理疙，通過(guò)增加光纖長(zhǎng)度提高光纖陀螺精度是目前主要的技術(shù)手段，但光纖長(zhǎng)度增加后徊都，會(huì)造成光纖陀螺體積增大沪斟，進(jìn)而造成光纖陀螺慣體積的增大，如iXblue公司研制的MARINS-M3型發(fā)展到MARINS-M11型暇矫，定位精度提升了25倍主之，體積也增大了2.57倍，已接近進(jìn)出艙門的極限李根，如果體積進(jìn)一步增大槽奕，將難以直接進(jìn)出艙門，適用性將受到極大限制房轿；二是高精度干涉型光纖陀螺中大纖長(zhǎng)大尺寸保偏光纖環(huán)圈在復(fù)雜環(huán)境多物理場(chǎng)（溫度粤攒、磁場(chǎng)和應(yīng)力等場(chǎng)）作用下導(dǎo)致光纖陀螺性能劣化，需采用多種技術(shù)措施囱持，例如溫度控制夯接、多重磁屏蔽和密閉封裝等，以降低陀螺環(huán)境敏感性纷妆，這不可避免地導(dǎo)致其體積盔几、質(zhì)量和功耗的增大，體積效率比降低限制了光纖陀螺性能的提升掩幢。
結(jié)語(yǔ)：隨著光子晶體光纖技術(shù)的發(fā)展逊拍，尤其是空芯光纖采用獨(dú)特的微結(jié)構(gòu)形成空芯光子晶體光纖，為光纖陀螺建立了全新的導(dǎo)光機(jī)制际邻，開啟了光纖傳輸介質(zhì)顛覆性技術(shù)變革芯丧，為提高光纖陀螺環(huán)境適應(yīng)能力提供了新技術(shù)途徑。
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