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随着光纤陀螺的广泛应用，光纤陀螺中各个光电器件对结构的要求不断细化，例如，光纤线圈要求其骨架要有较高的机械强度和很小的热膨胀性；光源要求其安装板有好的散热性能；陀螺基座要有较高的机械强度和好的散热性能；相位调制器（Y波导）要求绝缘；电路板要求有良好的散热，并且与光纤线圈热隔离。 传统光纤陀螺的光纤环骨架既要用于固定光纤线圈、相位调制器、光电探测器、耦合器和电路板，又要作为光纤陀螺的安装基座，所以要求光纤环骨架要有足够的机械强度，不能有太大的热膨胀性。另外，光纤环骨架要进行热设计，使电路板、光源、光电探测器等光电器件产生的热量有良好的导热通道传到光纤陀螺外，尽可能减小光纤线圈温度变化和温变速率。这种情况下，使得在光纤陀螺的结构设计和材料选择上要综合考虑，这极大地降低了这些光电器件的工作性能。 本文按照光纤陀螺中不同光电器件对工作环境的要求将光纤陀螺的结构细分成单独的零件，逐一进行结构优化和材料优选。碳化稻壳
1 光纤陀螺基本原理和主要器件的特性
1.1 基本原理
光纤陀螺基于Sagnac效应，即沿闭合光路相向传播的光波返回到起始点干涉后，干涉信号的相位差正比于闭合光路敏感轴的输入角速度。
干涉型光纤陀螺的基本光路如图1所示，由光源、探测器、分束器、准直透镜和光纤线圈构成。从光源发出的光波被分束器分成两束，一束透射过分束器后经准直透镜耦合进光纤线圈后顺时针传播，由光纤线圈出射后经准直透镜准直后透射过分束器。另一束被分束器反射后经准直透镜耦合进光纤线圈后逆时针传播，由光纤线圈出射后经准直透镜准直后被分束器反射。两束光会合时会产生干涉信号，干涉信号的强度随光纤线圈法向的输入角速度变化而变化，通过探测器检测干涉信号的强度变化，可以获得输入的角速度变化。
1.2 光纤线圈烟气道>滤波装置
光纤线圈是光纤陀螺中用于敏感输入角速度引起的两相向传播光波之间Sagnac相位差的部件，因而是影响光纤陀螺性能的主要因素。光纤线圈可以分为有骨架和无骨架两种，目前得到广泛工程化应用的是有骨架的光纤线圈。对光纤陀螺有影响的光纤线圈参数主要有
光纤线圈的结构参数（包括平均直径、光纤长度、光纤线圈的横截面比例）、损耗、偏振串音、应力分布及光纤线圈的对称性。其中，光纤环骨架的强度、温度变化速率、温度变化下的形变量对光纤线圈的参数影响较大。减小光纤线圈在振动和温变情况下的形变和温变速率可以大幅度提高光纤陀螺的性能。
1.3 Y波导集成光学器件
Y波导是光纤陀螺中的关键器件，它和光纤线圈形成Sagnac干涉仪，它是作为光纤陀螺的专用调制器件出现的，它要对输入的光波进行偏振滤波、对光波进行分束和合束、对光波进行偏置和反馈调制，它对偏振抑制和半波电压稳定性要求高，要防止和探测器输出信号的电子形成串扰误差，实际应用中，可对Y波导进行绝缘安装以提高其抗干扰能力。
1.4 光 源
光源的作用是为光纤陀螺提供产生Sagnac效应所需的合适光信号，需要其有较高的、稳定的尾纤输出光功率，以提高光纤陀螺的信噪比，这就需要光源有良好的散热环境保证它有较高的温控精度，另外，由光源产生的热也是光纤陀螺主要的噪声源头，因此，在保证其散热良好的前提下，还要尽可能地减少其传到光纤线圈上的热量。
1.5 光电探测器
雪莲生发液 光电探测器将Sagnac干涉仪返回来的光信号转换为电信号，一般直接焊接在电路板上，通过实验发现，探测器在实际工作中也会产生一定的热量，影响光纤陀螺的性能[1-2] 。
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1.6 Shupe效应和弹光效应
在光纤陀螺中，由于外界温度随时间变化，光纤线圈每一点的折射率都随温度变化而变化，而相向传播的两束光波经过该点的时间不同（除光纤线圈中点以外），因此，两束光波经过光纤线圈后由于温度引起的相位变化不同，这个效应最初由Shupe发现，称为Shupe效应。
应力对光纤陀螺的作用主要通过光纤线圈体现。对于常用的保偏光纤，除了内部应力区引起的保持偏振所需要的高双折射外，光纤陀螺在振动、冲击、过载和温变等环境条件下，作用在光纤上的外部机械应力会引起光纤的附加双折射，引起这种双折射的效应称为弹光效应[3-4] 。
1.7 光纤陀螺温度场模型
通过测量光纤陀螺中的各个器件在工作时的温度，得出主要发热器件的温度曲线，再利用ANSYS软件建立起光纤陀螺常温工作状态下的温度模型。SLD（超辐射发光二极管）是光纤陀螺中最主要发热器件，其底部在常温工作状态下的温度曲线如图2所示。光源驱动板用于驱动SLD，其安装面在常温工作状态下的温度曲线如图3所示。
