3/26/2015,光纖陀螺是軍事慣導武器領域飛速發(fā)展的主要方向之一。由于光纖陀螺和其他類型陀螺相比較具有啟動時間短、結構簡單、重量輕、沒有活動元件、環(huán)境適應能力強等諸多優(yōu)點，近年來光纖陀螺發(fā)展非常迅速，已成為今后各種高技術武器裝備制導和導航的慣性部件。目前，隨著國防工業(yè)的快速展，光纖陀螺系統(tǒng)向著小型化、高精度、高穩(wěn)定的方向發(fā)展。為了適應光纖陀螺這一發(fā)展趨勢，保偏光纖作為光纖陀螺系統(tǒng)中必不可少的關鍵部件，其研制也朝著細芯徑、高精度、大長度、高穩(wěn)定性和環(huán)境適應性的方向發(fā)展。為此，烽火光纖開發(fā)出了具有優(yōu)良全溫性能的細徑保偏光纖和前沿的保偏光子晶體光纖技術。

　　細徑保偏光纖應用于光纖陀螺的優(yōu)勢和技術突破

　　相較于常規(guī)保偏光纖，減小保偏光纖直徑，可以增加光纖的抗彎曲強度，也可以使光纖環(huán)圈的繞制半徑減小，從而減小光纖環(huán)圈的體積，進而有利于制作小型化光纖陀螺。同樣長度條件下，采用細徑保偏光纖繞制光纖陀螺Sagnac線圈可以大大減小環(huán)圈體積和重量，有利于制作小型化光纖陀螺。同等環(huán)圈條件下，使用細徑保偏光纖，可以減少繞制層數(shù)，從而減少光纖之間由于層層疊加引起的相互作用，同時，由于層數(shù)減少和光纖變細，光纖環(huán)中厚度減小、當環(huán)境溫度改變時，內外層光纖溫度差減小，有利于改善光纖陀螺環(huán)境適應性，提高光纖陀螺溫度特性。

　　烽火光纖經過對保偏芯棒、應力硼棒、保偏母棒高精度鉆孔、拉絲工藝等技術上的不斷創(chuàng)新、突破及工藝優(yōu)化，設計出擁有自主知識產權、工作波長為850nm、1310nm、1550nm、包層直徑為80μm、具有優(yōu)良環(huán)境適應性和高可靠性的細徑保偏光纖，將光纖的涂層直徑由165μm米降低到135μm，從而既兼顧了常規(guī)165μm保偏光纖的使用習慣，同時又可享受細徑帶來的好處。

　　最為關鍵的是，通過石英結構優(yōu)化、涂層性能優(yōu)化等雙重優(yōu)化技術，該細徑保偏光纖的可靠性得到大幅提升。該細徑光纖還可大幅降低環(huán)體直徑，最小繞環(huán)半徑可達2～3mm，同時在經受了分別在-65度的低溫和85度的高溫經過2160小時的長期考驗后，仍保持良好的光學性能和機械性能。該光纖在在-55～85 ℃溫度循環(huán)過程中，全溫串音變化的平均值小于1dB，光纖的損耗變化<0.03 dB，達到國家軍用標準。

　　該研究成果大大提升了陀螺保偏光纖的全溫穩(wěn)定性，為我國高性能保偏光纖制造提供了技術方向與方法，有助于我國高性能光纖陀螺的技術進步與規(guī)模化應用。

　　光子晶體保偏光纖應用于光纖陀螺的優(yōu)勢和技術突破

　　光纖陀螺的應用領域就決定了保偏光纖需要有非常優(yōu)良的環(huán)境適應性。傳統(tǒng)保偏光纖纖芯摻雜GeO2 ，在核輻射情況下傳輸損耗會急劇增大。光子晶體保偏光纖制作材料通常只包含純石英，可以有效的減弱核輻射的影響，戰(zhàn)爭生存能力強。同時，光子晶體保偏光纖中雙折射源于纖芯折射率的幾何不對稱，兩個垂直偏振態(tài)有著不同的有效折射率和傳播常數(shù)，屬于幾何雙折射。這種雙折射不會隨溫度升高而消失，溫度穩(wěn)定性高，這在目前保偏光纖的實際應用中非常重要。

　　光子晶體保偏光纖特殊的結構使得其在光纖的拉制工程中也和常規(guī)的光纖拉絲工藝有很大的差別。烽火光纖在常規(guī)光纖產業(yè)基礎上，充分吸收具有國際先進水平的拉絲技術，開發(fā)出適合光子晶體光纖的拉制技術，研制先進的PCF拉制壓力控制系統(tǒng)構建了適合光子晶體光纖拉制的氣流控制、溫度場控制、直徑控制、涂覆固化控制、PID控制和中央PLC控制整體拉制系統(tǒng)工藝，建立了全自動固化爐光纖固化技術，從而可以精細化的保偏光子晶體光纖的結構和性能。

　　制約保偏光子晶體光纖應用的一個主要原因就是光纖的損耗過大。烽火光纖在保偏光子晶體光纖開發(fā)的過程中為了解決這些問題率先采用了對毛細管、毛細管陣列進行精細的深處理技術，從而顯著的降低了保偏光子晶體光纖的水峰和光纖的衰減，目前產品的衰減已經降低到了3dB/km以下、其性能與微結構光纖巨頭NKT的產品相當。

　　一直以來，烽火光纖以市場需求為導向，研發(fā)團隊也在著力新型光纖的研制，開發(fā)出了摻稀土光纖、傳能光纖等多項具有國際先進水平的光纖產品。烽火光纖將持續(xù)擴大研發(fā)投入，人才引進，建立科學的研發(fā)梯隊，視產品性能和質量為立足之本、技術進步和新產品開拓為發(fā)展之源，不斷發(fā)揮技術優(yōu)勢，引領中國光纖產業(yè)向全球高端價值鏈的躍升！


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