高精度光纤陀螺发展综述_冯文帅.pdf

光纤陀螺是一种利用光的干涉现象来测量角速度的传感器，其基本原理是通过检测沿闭合路径传播的两束正交偏振光之间的相位差来测量角速度。相比于传统的机械式陀螺仪，光纤陀螺具有体积小、重量轻、可靠性高、易于维护、寿命长、测量精度高、启动速度快、动态范围宽等特点，因此在军事和民用领域都有广泛的应用。 光纤陀螺的核心技术包括光源技术、光纤传感技术、信号处理技术、光纤环绕制技术以及光电转换技术等。掺铒光纤光源技术的进步使得光源具备更高的稳定性和相干性，对于提高光纤陀螺的测量精度和可靠性具有重要作用。全数字闭环信号处理技术的应用，可以有效地提高光纤陀螺的信号处理精度和动态性能。高性能光纤环绕制技术的进步则为高精度光纤陀螺提供了高精度、高稳定性的光学传感元件。 在光纤陀螺的制造过程中，无须精密的机械加工与装配过程，也没有复杂的密封工艺，且没有机械抖动和高压启动的要求，使得生产成本大幅度降低，有利于规模化生产。此外，光纤陀螺的功耗非常低，适合长期连续工作，非常适合卫星、舰船等长期运行的领域。光纤陀螺的参数长期稳定，有利于实现应用系统的长寿命，也更适合快速发射、快速响应的武器系统。 在应用方面，光纤陀螺已广泛应用于军事和民用的多个领域，如航空航天、航海、陆地导航、石油勘探、机器人和汽车电子稳定系统等。尤其是随着技术的发展，光纤陀螺已经从战术级、导航级的应用跨越到战略级应用。 尽管光纤陀螺在多方面具有显著优势，但其发展仍面临诸多挑战。例如，如何进一步提高光纤陀螺的精度和稳定性，如何减小光纤陀螺在极端环境下的误差，以及如何优化光纤陀螺的生产工艺等。针对这些问题，研究人员和工程师们正致力于通过材料工程、设计优化、控制算法改进等多种方式来寻找解决方案。 高精度光纤陀螺的发展已经进入一个飞速发展的时期，国内外的研制单位都在积极推进光纤陀螺的技术革新。未来，随着微电子技术、材料科学的进步以及制造工艺的不断完善，高精度光纤陀螺将更加广泛地应用于各种高科技领域，其市场需求和应用前景将持续看好。