光與精密的交響：解碼ARHS系列陀螺儀Y波導(dǎo)與光纖環(huán)圈的閉環(huán)

來源：發(fā)布時間：2025-08-14

在船舶劃破迷霧精確導(dǎo)航、車輛穿越復(fù)雜路況穩(wěn)健前行、隧道在地下深處穩(wěn)步延伸的背后，上海艾默優(yōu)科技有限公司的 ARHS 系列陀螺儀扮演著至關(guān)重要的角色。作為高性能、高精度的慣性測量設(shè)備，它憑借全數(shù)字保偏閉環(huán)光纖陀螺儀技術(shù)，突破傳統(tǒng)機械陀螺儀的局限。而在這一技術(shù)中，Y 波導(dǎo)與光纖環(huán)圈堪稱主要 “密碼”，它們相互協(xié)作，譜寫著全數(shù)字閉環(huán)的精密傳奇。

ARHS 系列陀螺儀的全數(shù)字保偏閉環(huán)光纖陀螺儀，以全固態(tài)結(jié)構(gòu)顛覆傳統(tǒng)，無旋轉(zhuǎn)和摩擦部件，具備精度高、壽命長等明顯優(yōu)勢。這一切優(yōu)異性能的實現(xiàn)，Y 波導(dǎo)與光纖環(huán)圈功不可沒。光纖陀螺儀基于 Sagnac 理論，通過檢測光路旋轉(zhuǎn)時不同方向光程變化帶來的相位差，從而計算出旋轉(zhuǎn)角速度。而 Y 波導(dǎo)與光纖環(huán)圈，正是構(gòu)建這一精密光路系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。

Y 波導(dǎo)在 ARHS 系列陀螺儀中，如同光路的 “智能指揮官”。它由鈮酸鋰等材料制成，具備獨特的光學(xué)特性。從功能上看，Y 波導(dǎo)承擔(dān)著分束、合束以及相位調(diào)制的重要任務(wù)。光源（SLD）發(fā)射出的激光，經(jīng)過耦合器傳輸至 Y 波導(dǎo)后，Y 波導(dǎo)將激光一分為二，形成沿光纖環(huán)圈順時針和逆時針傳播的兩束光。在光的傳播過程中，Y 波導(dǎo)還能根據(jù)系統(tǒng)需求，對光信號進行精確的相位調(diào)制，為后續(xù)檢測兩條光路的相位差奠定基礎(chǔ)。這種精確的分束與調(diào)制能力，確保了光信號在光纖環(huán)圈中能夠按照既定規(guī)則傳播，為測量的準(zhǔn)確性提供了有力保障。

光纖環(huán)圈則是 ARHS 系列陀螺儀中的 “主要戰(zhàn)場”。它由高保偏光纖纏繞而成，光纖的長度和纏繞工藝直接影響著陀螺儀的性能。根據(jù) Sagnac 理論，光纖環(huán)圈的轉(zhuǎn)動會使順時針和逆時針傳播的兩束光產(chǎn)生光程差。光纖環(huán)圈的長度越長，相同角速度下產(chǎn)生的光程差就越大，測量的靈敏度也就越高。上海艾默優(yōu)科技有限公司在光纖環(huán)圈的制造上精益求精，采用先進的纏繞技術(shù)和品質(zhì)高的保偏光纖，嚴格控制光纖的應(yīng)力分布和幾何形狀，較大程度減少外界因素對光信號傳播的干擾。這使得光纖環(huán)圈能夠精確捕捉到極其微小的角速度變化，哪怕是載體的輕微轉(zhuǎn)動，都能轉(zhuǎn)化為可檢測的光程差信號。

Y 波導(dǎo)與光纖環(huán)圈緊密配合，共同構(gòu)建起全數(shù)字閉環(huán)系統(tǒng)。兩束在光纖環(huán)圈中傳播的光，攜帶了載體的角運動信息，回到 Y 波導(dǎo)進行合束。探測器（PIN/FET）捕捉合束后的光信號，并將其轉(zhuǎn)化為電信號。電信號經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換進入數(shù)字信號處理單元，在這里，高精度捷聯(lián)算法模型以及強凝固動態(tài)對準(zhǔn)算法、強耦合組合導(dǎo)航算法等發(fā)揮作用，對信號進行深度分析和解算，計算出載體的角速度和姿態(tài)信息。處理后的數(shù)字信號再通過 D/A 轉(zhuǎn)換，反饋給 Y 波導(dǎo)，實現(xiàn)對光信號的閉環(huán)控制和調(diào)節(jié)，確保系統(tǒng)能夠持續(xù)、精確地測量載體的角運動。

此外，ARHS 系列陀螺儀的抗震動、抗電磁及密封設(shè)計，搭配嚴格的施工工藝，為 Y 波導(dǎo)與光纖環(huán)圈提供了穩(wěn)定的工作環(huán)境。在復(fù)雜惡劣的工況下，無論是船舶航行時的海浪沖擊，還是隧道挖掘中的機械震動與電磁干擾，Y 波導(dǎo)和光纖環(huán)圈都能穩(wěn)定運行，保證測量的可靠性。

上海艾默優(yōu)科技有限公司的 ARHS 系列陀螺儀，通過 Y 波導(dǎo)與光纖環(huán)圈的精妙設(shè)計與協(xié)同工作，解開了全數(shù)字閉環(huán)的秘密。它們?nèi)缤艿奈枵?，在光的世界里演繹著精確測量的傳奇，為船舶導(dǎo)航、車載導(dǎo)航及隧道挖掘等工程領(lǐng)域提供了堅實可靠的技術(shù)支撐，也為慣性測量技術(shù)的發(fā)展開辟了新的道路。