一种具有双向温度抑制作用的光纤环绕制方法
阅读说明：本技术 一种具有双向温度抑制作用的光纤环绕制方法 (Optical fiber ring winding method with bidirectional temperature inhibition effect ) 是由 陈来柱 于 2020-12-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有双向温度抑制作用的光纤环绕制方法,包括如下步骤：1)切割保偏光纤,然后将保偏光纤绕设在2个分纤盘上；2)将绕制工装安装到绕制设备上,然后将两分纤盘安装到绕制设备上；3)绕制光纤环第一层；4)绕制光纤环第二层；5)绕制光纤环第三层；6)绕制光纤环第四层；7)重复步骤3)-步骤6),完成整个光纤环的绕制。本发明能够有效对光纤环径向和轴向温度进行抑制,从而有效抑制光纤环的Shupe误差。(The invention discloses a method for winding an optical fiber ring with a bidirectional temperature inhibiting effect, which comprises the following steps: 1) cutting the polarization maintaining optical fiber, and winding the polarization maintaining optical fiber on 2 fiber distribution discs; 2) mounting a winding tool on winding equipment, and then mounting two fiber separating discs on the winding equipment; 3) winding a first layer of the optical fiber ring; 4) winding a second layer of the optical fiber ring; 5) winding a third layer of the optical fiber ring; 6) winding a fourth layer of the optical fiber ring; 7) and repeating the steps 3) -6) to finish the winding of the whole optical fiber ring. The invention can effectively inhibit the radial and axial temperature of the optical fiber ring, thereby effectively inhibiting the Shupe error of the optical fiber ring.)
技术领域
本发明涉及光纤环加工技术领域，尤其涉及一种具有双向温度抑制作用的光纤环绕制方法。
背景技术
光纤环对环境温度异常敏感，环境温度引起的相位误差与该段光纤上的温度变化率和与位置有关的权因子成正比；距离光纤环中点越远，权因子越大。如果相对光纤环中点对称的两段光纤上的热扰动相同，则温度引起的相位被抵消。当前阶段，普遍采用四极、八极和十六极对称绕制方法抑制光纤环的Shupe误差。这些绕制方法实现了对光纤环径向的温度良好抑制效果，但对光纤环轴向的温度抑制无明显效果。
随着光纤陀螺精度的逐渐提升，温度对光纤陀螺精度的影响愈发明显；因此，需要开发出对光纤环径向和轴向温度都具有良好抑制效果的光纤环绕制方法。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种具有双向温度抑制作用的光纤环绕制方法，能够有效对光纤环径向和轴向温度进行抑制，从而有效抑制光纤环的Shupe误差。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种具有双向温度抑制作用的光纤环绕制方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）计算并切割所需长度的保偏光纤，然后在保偏光纤的中点进行标记，中点两侧的保偏光纤分别记为光纤a段和光纤b段，再从保偏光纤的光纤a段和光纤b段的端部向中点方向，将光纤a段和光纤b段分别绕设在2个分纤盘上，其中，光纤a段和光纤b段的端部分别留有一定长度的尾纤；
2）将绕制工装安装到绕制设备上，其中，所述绕制工装包括呈圆筒形的骨架和呈环形的挡板A和挡板B，其中，挡板A和挡板B分别可拆卸安装在骨架的两端；然后将两分纤盘安装到绕制设备上，并使保偏光纤的中点位于绕制工装内，且保偏光纤靠近挡板A并与骨架贴合；
3）将光纤a段沿绕纤环从挡板A向挡板B绕制，直至光纤a段光纤与挡板B接触后，沿挡板B的内缘至外缘方向绕制，直至光纤a段靠近挡板B的外缘，完成光纤环第一层绕制；
4）沿挡板A向挡板B方向绕制光纤b段，当光纤b段与光纤环上一层的径向段接触后，再沿挡板B内缘向挡板B外缘方向绕制，直至光纤b段靠近挡板B的外缘，完成光纤环第二层绕制；
5）沿挡板B外缘向挡板B内缘方向绕制光纤b段，直至光纤b段与光纤环上一层的轴向段接触后，再沿挡板B向挡板A方向绕制，直至靠近挡板A，完成光纤环第三层绕制；
6）沿挡板B外缘向挡板B内缘方向绕制光纤a段，直至光纤a段与光纤环上一层的轴向段接触后，再沿挡板B向挡板A方向绕制，直至靠近挡板A，完成光纤环第四层绕制；
7）重复步骤3）-步骤6），每次重复过程中的光纤环第一层均在上一绕制过程的光纤环最后一层上开始绕制，直至完成光纤环第4N层的绕制后，完成整个光纤环的绕制，其中，N为大于等于1的整数。
进一步地，所述保偏光纤在绕制前先进行浸胶处理，使保偏光纤上包裹一层粘结剂。
进一步地，在步骤3）-步骤7）的绕制过程中，通过对保偏光纤进行固化处理，使保偏光纤边绕制边固化。
进一步地，固化处理方式为加热固化或紫外固化。
进一步地，光纤环的相邻两层的各匝保偏光纤均错位分布。
作为优选，参照步骤3）-6）的绕制方式，将绕制顺序调整为：光纤a段-光纤b段-光纤b段-光纤a段-光纤b段-光纤a段-光纤a段-光纤b段，然后重复，能够进行八极对称绕制。
作为优选，参照步骤3）-6）的绕制方式，将绕制顺序调整为：光纤a段-光纤b段-光纤b段-光纤a段-光纤b段-光纤a段-光纤a段-光纤b段-光纤b段-光纤a段-光纤a段-光纤b段-光纤a段-光纤b段-光纤b段-光纤a段，然后重复，能够进行十六极对称绕制。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：通过本绕制方式，能使光纤环在径向和轴向两个正交方向上均具有四极对称结构，从而实现了在径向和轴向两个方向上均具有Shupe误差的抑制作用，最终可以在光纤环径向和轴向两个方向上起到良好的温度抑制效果。
同时，为了保证温度抑制后参与热致误差的消除效果，本方法还能够实现在径向和轴向两个方向上进行八极对称绕制和十六极对称绕制等。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1—光纤a段，2—光纤b段，3—骨架，4—挡板A，5—挡板B。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例：参见图1，一种具有双向温度抑制作用的光纤环绕制方法，包括如下步骤：
1）计算并切割所需长度的保偏光纤，然后在保偏光纤的中点进行标记，中点两侧的保偏光纤分别记为光纤a段1和光纤b段2；再从保偏光纤的光纤a段1和光纤b段2的端部向中点方向，将光纤a段1和光纤b段2分别绕设在2个分纤盘上。具体实施过程中，先从光纤筒上将所需长度的保偏光纤绕至第一分纤盘上，然后将所需长度一半的保偏光纤绕至第二分纤盘上，此时，保偏光纤的中点裸露于第一分纤盘和第二分纤盘之间，光纤a段1和光纤b段2的端部分别位于两个分纤盘的最里侧。其中，光纤a段1和光纤b段2的端部分别留有一定长度的尾纤，且光纤a段1和光纤b段2的尾纤长度相等。具体实施时，所述保偏光纤在绕制前先进行浸胶处理，使保偏光纤上包裹一层粘结剂；从而使保偏光纤在绕制过程中能够更好地连接紧固，使绕制稳定性更好。
2）将绕制工装安装到绕制设备上，其中，所述绕制工装包括呈圆筒形的骨架3和呈环形的挡板A4和挡板B5，其中，挡板A4和挡板B5分别可拆卸安装在骨架3的两端。然后将两分纤盘安装到绕制设备上，并使保偏光纤的中点位于绕制工装内，且保偏光纤靠近挡板A4并与骨架3贴合。
3）将光纤a段1沿绕纤环从挡板A4向挡板B5（骨架3的轴向）绕制，直至光纤a段1光纤与挡板B5接触后，沿挡板B5的内缘至外缘方向（骨架3的径向）绕制，直至光纤a段1靠近挡板B5的外缘，完成光纤环第一层绕制。
4）在步骤3）的基础上，切换绕制工装的旋转方向，沿挡板A4向挡板B5方向（在上一层保偏光纤的轴向段上）绕制光纤b段2；当光纤b段2与光纤环上一层的径向段接触后，再（紧贴光纤环上一层的径向段）沿挡板B5内缘向挡板B5外缘方向绕制；直至光纤b段2靠近挡板B5的外缘，完成光纤环第二层绕制。
5）在步骤4）的基础上，（紧贴光纤环上一层的径向段）沿挡板B5外缘向挡板B5内缘方向绕制光纤b段2；直至光纤b段2与光纤环上一层的轴向段接触后，再（在上一层保偏光纤的轴向段上）沿挡板B5向挡板A4方向绕制；直至光纤b段2靠近挡板A4，完成光纤环第三层绕制。
6）在步骤5）的基础上，切换绕制工装的旋转方向，（紧贴光纤环上一层的径向段）沿挡板B5外缘向挡板B5内缘方向绕制光纤a段1；直至光纤a段1与光纤环上一层的轴向段接触后，再（在上一层保偏光纤的轴向段上）沿挡板B5向挡板A4方向绕制，直至光纤a段1靠近挡板A4，完成光纤环第四层绕制。
在步骤3）-步骤7）的绕制过程中，通过对保偏光纤进行固化处理，使保偏光纤边绕制边固化；通过控制绕制工装的转速，保证保偏光纤在与光纤环上一层接触后能够实现固化，从而是绕制过程稳定性更好。其中，根据所用胶液的种类，选择加热固化或紫外固化，以确保固化速度更快，从而提高光纤环的绕制效率。为保证光纤环的精确度，光纤环的相邻两层的各匝保偏光纤均错位分布。
7）重复步骤3）-步骤6），每次重复过程中的光纤环第一层均在上一绕制过程的光纤环最后一层上开始绕制；直至完成光纤环第4N层的绕制后，完成整个光纤环的绕制，其中，N为大于等于1的整数。
通过本绕制方式，能使光纤环在径向和轴向两个正交方向上均具有四极对称结构，从而实现了在径向和轴向两个方向上均具有Shupe误差的抑制作用，最终可以在光纤环径向和轴向两个方向上起到良好的温度抑制效果。
作为一种实施方式，参照步骤3）-6）的绕制方式，将绕制顺序调整为：光纤a段-光纤b段-光纤b段-光纤a段-光纤b段-光纤a段-光纤a段-光纤b段，然后重复，能够进行八极对称绕制，能够进一步保证温度抑制后参与热致误差的消除效果。
作为一种实施方式，参照步骤3）-6）的绕制方式，将绕制顺序调整为：光纤a段-光纤b段-光纤b段-光纤a段-光纤b段-光纤a段-光纤a段-光纤b段-光纤b段-光纤a段-光纤a段-光纤b段-光纤a段-光纤b段-光纤b段-光纤a段，然后重复，能够进行十六极对称绕制，能够进一步保证温度抑制后参与热致误差的消除效果。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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