全面解析烽火保偏光纤优势及技术突破

3/26/2015,光纤陀螺是军事惯导武器领域飞速发展的主要方向之一。由于光纤陀螺和其他类型陀螺相比较具有启动时间短、结构简单、重量轻、没有活动元件、环境适应能力强等诸多优点，近年来光纤陀螺发展非常迅速，已成为今后各种高技术武器装备制导和导航的惯性部件。目前，随着国防工业的快速展，光纤陀螺系统向着小型化、高精度、高稳定的方向发展。为了适应光纤陀螺这一发展趋势，保偏光纤作为光纤陀螺系统中必不可少的关键部件，其研制也朝着细芯径、高精度、大长度、高稳定性和环境适应性的方向发展。为此，烽火光纤开发出了具有优良全温性能的细径保偏光纤和前沿的保偏光子晶体光纤技术。

　　细径保偏光纤应用于光纤陀螺的优势和技术突破

　　相较于常规保偏光纤，减小保偏光纤直径，可以增加光纤的抗弯曲强度，也可以使光纤环圈的绕制半径减小，从而减小光纤环圈的体积，进而有利于制作小型化光纤陀螺。同样长度条件下，采用细径保偏光纤绕制光纤陀螺Sagnac线圈可以大大减小环圈体积和重量，有利于制作小型化光纤陀螺。同等环圈条件下，使用细径保偏光纤，可以减少绕制层数，从而减少光纤之间由于层层叠加引起的相互作用，同时，由于层数减少和光纤变细，光纤环中厚度减小、当环境温度改变时，内外层光纤温度差减小，有利于改善光纤陀螺环境适应性，提高光纤陀螺温度特性。

　　烽火光纤经过对保偏芯棒、应力硼棒、保偏母棒高精度钻孔、拉丝工艺等技术上的不断创新、突破及工艺优化，设计出拥有自主知识产权、工作波长为850nm、1310nm、1550nm、包层直径为80μm、具有优良环境适应性和高可靠性的细径保偏光纤，将光纤的涂层直径由165μm米降低到135μm，从而既兼顾了常规165μm保偏光纤的使用习惯，同时又可享受细径带来的好处。

　　最为关键的是，通过石英结构优化、涂层性能优化等双重优化技术，该细径保偏光纤的可靠性得到大幅提升。该细径光纤还可大幅降低环体直径，最小绕环半径可达2～3mm，同时在经受了分别在-65度的低温和85度的高温经过2160小时的长期考验后，仍保持良好的光学性能和机械性能。该光纤在在-55～85 ℃温度循环过程中，全温串音变化的平均值小于1dB，光纤的损耗变化<0.03 dB，达到国家军用标准。

　　该研究成果大大提升了陀螺保偏光纤的全温稳定性，为我国高性能保偏光纤制造提供了技术方向与方法，有助于我国高性能光纤陀螺的技术进步与规模化应用。

　　光子晶体保偏光纤应用于光纤陀螺的优势和技术突破

　　光纤陀螺的应用领域就决定了保偏光纤需要有非常优良的环境适应性。传统保偏光纤纤芯掺杂GeO2 ，在核辐射情况下传输损耗会急剧增大。光子晶体保偏光纤制作材料通常只包含纯石英，可以有效的减弱核辐射的影响，战争生存能力强。同时，光子晶体保偏光纤中双折射源于纤芯折射率的几何不对称，两个垂直偏振态有着不同的有效折射率和传播常数，属于几何双折射。这种双折射不会随温度升高而消失，温度稳定性高，这在目前保偏光纤的实际应用中非常重要。

　　光子晶体保偏光纤特殊的结构使得其在光纤的拉制工程中也和常规的光纤拉丝工艺有很大的差别。烽火光纤在常规光纤产业基础上，充分吸收具有国际先进水平的拉丝技术，开发出适合光子晶体光纤的拉制技术，研制先进的PCF拉制压力控制系统构建了适合光子晶体光纤拉制的气流控制、温度场控制、直径控制、涂覆固化控制、PID控制和中央PLC控制整体拉制系统工艺，建立了全自动固化炉光纤固化技术，从而可以精细化的保偏光子晶体光纤的结构和性能。

　　制约保偏光子晶体光纤应用的一个主要原因就是光纤的损耗过大。烽火光纤在保偏光子晶体光纤开发的过程中为了解决这些问题率先采用了对毛细管、毛细管阵列进行精细的深处理技术，从而显著的降低了保偏光子晶体光纤的水峰和光纤的衰减，目前产品的衰减已经降低到了3dB/km以下、其性能与微结构光纤巨头NKT的产品相当。

　　一直以来，烽火光纤以市场需求为导向，研发团队也在着力新型光纤的研制，开发出了掺稀土光纤、传能光纤等多项具有国际先进水平的光纤产品。烽火光纤将持续扩大研发投入，人才引进，建立科学的研发梯队，视产品性能和质量为立足之本、技术进步和新产品开拓为发展之源，不断发挥技术优势，引领中国光纤产业向全球高端价值链的跃升！


来源通信产业网