超細(xì)徑保偏光纖耦合器微制作系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、目前對光纖陀螺的研究已經(jīng)取得大量成果，并在眾多領(lǐng)域得到應(yīng)用,采用超細(xì)徑保偏光纖可實(shí)現(xiàn)光纖陀螺的小型化，使導(dǎo)航系統(tǒng)具有更大的靈活性。光纖耦合器是光纖陀螺的關(guān)鍵器件，決定著光纖陀螺的性能水平。因此，研究超細(xì)徑保偏光纖耦合器制作的關(guān)鍵技術(shù)并建立自動(dòng)化微制作系統(tǒng)，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文在實(shí)驗(yàn)室已取得成果的基礎(chǔ)上，分析并優(yōu)化了超細(xì)徑保偏光纖偏振軸對軸的方法，確定了熔融拉伸過程中恒力恒速拉伸的控制方案，設(shè)計(jì)了超細(xì)徑保偏光纖耦合器微制作

2、系統(tǒng)的各個(gè)模塊，編寫了微制作系統(tǒng)控制程序，并進(jìn)行了大量工藝實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了微制作系統(tǒng)的有效性和可靠性。
　　首先，對不同成像距離上光纖的側(cè)面成像進(jìn)行了仿真分析，比較了選擇不同成像距離和圖像上不同特征使用POL法所得到的對軸效果，確定了幾種針對超細(xì)徑保偏光纖偏振軸對軸的對軸改進(jìn)方案。設(shè)計(jì)采用傅里葉擬合方法和曲線特征自動(dòng)判斷法來處理對軸實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)。采用牛頓插值法進(jìn)一步提高了重復(fù)精度。
　　然后，針對超細(xì)徑保偏光纖熔融拉伸過程恒力恒

3、速拉伸的要求，設(shè)計(jì)電磁線圈提供拉伸力，對線圈中電流和拉伸力的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定，從而通過調(diào)整電磁線圈的電流來開環(huán)控制拉伸力。采用高精度編碼器測量拉伸位置、T方法計(jì)算拉伸速度，使用高壓電弧提供熔融溫度，結(jié)合增量式 PID閉環(huán)控制算法控制光纖熔融拉伸速度，通過拉伸力和拉伸速度間接控制熔融溫度。
　　在前面研究的基礎(chǔ)上，分析超細(xì)徑保偏光纖耦合器具體器件的制作原理，設(shè)計(jì)了超細(xì)徑保偏光纖耦合器微制作系統(tǒng)的工作流程，根據(jù)工作流程設(shè)計(jì)并編寫了

4、微制作系統(tǒng)控制程序，借助多線程技術(shù)交互控制多種功能模塊。
　　最后，建立起超細(xì)徑保偏光纖耦合器微制作系統(tǒng)，并進(jìn)行了大量工藝實(shí)驗(yàn)。比較了不同對軸改進(jìn)方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定了三亮紋兩側(cè)亮紋對軸法的有效性，并選擇傅里葉擬合法和曲線特征法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，所得結(jié)果具有很高的重復(fù)精度。完成了高精度微力傳感器的標(biāo)定，動(dòng)態(tài)標(biāo)定了電流和拉伸力的對應(yīng)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)了拉伸力的開環(huán)控制。通過調(diào)整PID參數(shù)提高了拉伸速度控制的精度。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，超