12/13/2020，光纖在線訊，本次光纖傳感基礎工藝技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化協(xié)作研討會是由中國光學工程學會旗下的中國光纖傳感技術(shù)及產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟和北京航天控制儀器研究所主辦，由北京浦丹光電股份有限公司承辦，由瑞光信通科技有限公司鼎力支持。行業(yè)專家聚首于此積極研討光纖陀螺新進展，好不熱鬧。

北京蒲丹光電股份有限公司的副總經(jīng)理耿凡全程主持了本次研討會。北京航天控制儀器研究所王學峰副所長、天津航海儀器研究所的趙小明所長和北京蒲丹光電股份有限公司的毛健總經(jīng)理先后致辭。王雪峰所長表示很高興看到很多民用單位參與到光纖陀螺的研制中，集成化小型化的用戶要求也不斷提高，同時也需要更多關(guān)注光纖陀螺的質(zhì)量和可靠性，為了讓光纖陀螺有更大的發(fā)展我們聚集于此。大家都預祝本次研討會圓滿成功，收獲滿滿，坐在臺下的我們同樣也期待滿滿。


 圖一：北京蒲丹光電股份有限公司的毛健總經(jīng)理致辭

首先天津航海儀器研究所的趙小明所長發(fā)表關(guān)于《光纖陀螺發(fā)展現(xiàn)狀和展望》的主題演講并主持上午會議。他給我們詳細地闡釋和對比了國內(nèi)外光纖陀螺的發(fā)展情況和趨勢。值得注意的是國外高精度光纖陀螺開始替代其他陀螺并且新型光纖陀螺技術(shù)逐漸引起大眾關(guān)注，主要體現(xiàn)在光子晶體光纖陀螺研究開始深入和光子糾纏光纖陀螺開始萌芽兩個方面。而國內(nèi)光纖陀螺只有中精度已經(jīng)發(fā)展成熟，雖然高精度光纖陀螺近年也發(fā)展迅速，在關(guān)鍵技術(shù)上也有所突破，但整體水平仍處于跟跑，在高精度方面與國外仍存在差距。他說道：高精度光纖陀螺將是國內(nèi)未來發(fā)展的重點，千分之一光纖陀螺將在3-5年內(nèi)得到推廣應用，并且率先應用在船用領(lǐng)域，希望國內(nèi)外同行攜手同心將高精度光纖陀螺技術(shù)推向新的高度。


圖二：天津航海儀器研究所的趙小明所長現(xiàn)場演講

北京航天時代光電科技有限公司（航天13所）的總經(jīng)理黃繼勛帶來了《高精度光纖陀螺技術(shù)發(fā)展》的主題演講，他給我們介紹了13所光電公司光纖陀螺技術(shù)在陸?？仗焖膫€領(lǐng)域上的應用及其產(chǎn)品的交付情況。他特別指出了由20人組成的光纖陀螺光電子器件專業(yè)質(zhì)保檢測隊伍已經(jīng)成為宇航光電子器件可靠性檢測和失效分析中心。他說道：13所光電公司的高精度光纖陀螺在光路和電路上以及光纖光纖環(huán)繞制技術(shù)上取得了新的進展和突破，使得光纖陀螺的隨機游走系數(shù)降低了50%-90%，漂移系數(shù)降低了60%以上。光纖陀螺技術(shù)是向著高精度和小型化低成本的趨勢去發(fā)展。在高精度光纖陀螺的發(fā)展下，對于器件廠家應該往哪個方向去發(fā)展，他說出了自己的看法：測器件要用光纖陀螺，反應出陀螺的誤差，所以又要去提升陀螺，這是一個怎么去解耦的問題，器件的測試問題是我們進一步推動器件的發(fā)展問題，這是不可分割的。航天13所制定的光電子器件技術(shù)規(guī)范標準也在全國推廣應用。


 圖三：北京航天時代光電科技有限公司（航天13所）黃繼勛總經(jīng)理現(xiàn)場演講

北京蒲丹光電股份有限公司的技術(shù)總監(jiān)向美華帶來了《用于高精度的光纖陀螺系統(tǒng)波導環(huán)圈直耦模塊技術(shù)研究》的演講主題。眾所周知，很少有廠家既做波導又做陀螺環(huán)圈的繞制，而現(xiàn)在通過光纖環(huán)圈和Y波導采用直接耦合的方式做熔接， 使得熔接點減少，降低斷裂風險，可靠性得到提升，同時也減小了誤差以及解決確定細纖熔接問題，可見波導環(huán)圈直耦模塊技術(shù)的重要性。他指出了直接耦合面對的挑戰(zhàn)并提出了相應的對策。他說道：直接耦合的難點問題在于器件尾纖與光纖環(huán)尾纖統(tǒng)型問題以及耦合過程監(jiān)控的問題。器件尾纖與光纖環(huán)尾纖統(tǒng)型問題主要體現(xiàn)在拍長不一致，繞環(huán)纖的可研磨性和模場直徑兩大方面，要想解決這個問題可以從環(huán)圈尾纖與波導尾纖相互折中和研磨工藝改善兩個方面去入手。

他認為波導廠家作為環(huán)圈端面的加工者，需要對研磨工藝進行改善；光纖廠家的光纖拍長越短，斷裂率越小，對于熔度和結(jié)構(gòu)設計以及后面拉絲退火過程需要進行更深層的研究；陀螺廠家就需要對這項工作的意義做出更多的驗證與評價。


圖四：北京蒲丹光電股份有限公司的技術(shù)總監(jiān)向美華現(xiàn)場演講

接下來北航的張春熹教授也帶來《北航高精度光纖陀螺研究進展》的演講主題。除了像前面的趙所長和黃經(jīng)理一樣給我們詳細介紹了國內(nèi)外光纖陀螺的發(fā)展現(xiàn)狀以及技術(shù)前沿動態(tài)外，他直觀清晰的向我們展示了北航高精度光纖陀螺系列產(chǎn)品，他明確地說道：北航未來技術(shù)發(fā)展主要是往戰(zhàn)略級光纖陀螺和導航級光纖陀螺的方向發(fā)展。他們的目標是戰(zhàn)略級超高精度光纖陀螺實現(xiàn)1/100000每小時精度,取得戰(zhàn)略級平臺裝備應用.實現(xiàn)具有優(yōu)良環(huán)境適應性的導航級超穩(wěn)定性光纖陀螺。

 
 圖五：北京航空航天大學張春熹教授現(xiàn)場演講

針對于光纖研究進展，長飛光纖光纜股份有限公司的陳翔博士帶來了《高精度光纖陀螺用細徑保偏光纖研究進展》的主題演講。由于光纖陀螺向高精度小型化的方向發(fā)展，所以光纖也需要朝著細徑化的趨勢發(fā)展，陳翔博士給我們詳細介紹了長飛的細徑保偏光纖研究進展。無獨有偶，烽火銳光信通科技有限公司的研發(fā)經(jīng)理柯一禮做了《面向傳感領(lǐng)域的新型特種光纖研發(fā)進展》的演講?？陆?jīng)理也給我們詳細介紹了銳光信通用于傳感的中空反諧振光纖、多環(huán)芯光纖等特殊結(jié)構(gòu)纖維的研究和進展，優(yōu)化其性能指標，從而提升器件性能，是他們未來的研究方向。

 
圖六：長飛光纖光纜股份有限公司的陳翔博士現(xiàn)場演講

 
圖七：烽火銳光信通科技有限公司的研發(fā)經(jīng)理柯一禮現(xiàn)場演講

湖北三江航天紅峰控制有限公司彭志強副總設計師帶來了《光纖陀螺產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的思考》的主題演講。他介紹了他們公司做的比較好的衛(wèi)星用光纖陀螺的進展情況，目前已經(jīng)累計實現(xiàn)了8個型號，50套產(chǎn)品的交付。同時也給我們簡單梳理了光纖陀螺上下游產(chǎn)業(yè)鏈的布局，認為在滿足傳統(tǒng)需求的情況下，設計、制造、市場一體是可以的，但對于現(xiàn)在的發(fā)展需求來說卻顯得封閉死板不靈活。所以，他從產(chǎn)業(yè)化的視角認為現(xiàn)在的發(fā)展需要更多的關(guān)注智能無人系統(tǒng)、商業(yè)航天和高端科學測量這三個方面。雖然大家都說光纖陀螺進入門檻低，但他認為光纖陀螺還是一個高端制造業(yè)。他說道：產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展道路應該是處理技術(shù)、市場和制造這三者之間的關(guān)系，整個制造是實現(xiàn)整個產(chǎn)業(yè)技術(shù)和市場進步的前提，我們不能忽略制造。同時，產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間也需要互動合作，互補融合。

 
 圖八：湖北三江航天紅峰控制有限公司彭志強副總設計師現(xiàn)場演講

前面大多數(shù)提到光纖陀螺在航海航天領(lǐng)域的應用較多，那么接下來中航工業(yè)西安飛行自動控制研究所的光學事業(yè)部副部長謝良平主要給我們講光纖陀螺在機載導航上的應用。他的演講題目是《機載導航級光纖陀螺發(fā)展面臨的機遇與挑戰(zhàn)》，他指出目前光纖陀螺精度已超過激光陀螺，獲得了廣泛應用。國外機載導航仍以激光為主，光纖處于配角的地位，但體現(xiàn)出快速增長態(tài)勢。從國內(nèi)技術(shù)發(fā)展態(tài)勢看，光纖陀螺進入機載導航應用面臨很好的發(fā)展機遇。但同時他也指出了對于環(huán)境適應性要求很高的機載領(lǐng)域，光纖陀螺比激光陀螺具有原理上的劣勢，這成為在機場導航應用推廣中最大的挑戰(zhàn)。對于光纖陀螺在其領(lǐng)域的發(fā)展他是持樂觀態(tài)度的，他說道：針對機載導航級應用要求，通過理論認知提升、設計工藝優(yōu)化，光纖陀螺零偏環(huán)境適應性已與激光陀螺基本相當，標度因數(shù)也接近激光陀螺水平，滿足機載導航要求，與激光陀螺分庭抗禮甚至逐步替代，基本具備技術(shù)可行性。


 圖九：中航工業(yè)西安飛行自動控制研究所的光學事業(yè)部謝良平副部長現(xiàn)場演講

北京大學的李正斌教授作《超高精度光纖陀螺儀研究進展》的主題演講；目前李教授他們的研究沒有應用在軍用方面，基本是在民用方面的應用。他介紹他們的高精度陀螺主要應用在地震監(jiān)測和勘探方面。并且與國際現(xiàn)有的單偏振光纖陀螺儀方案不同，他們采取的方案是雙偏振光纖陀螺儀的方案，具有對溫度和磁場變化不敏感、環(huán)境適應性強同時具有極高精度的特點。

 
 圖十：北京大學的李正斌教授現(xiàn)場演講

北京自動化控制設備研究所的馮喆研究室主任帶來《集成化光纖陀螺發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢》的主題演講，馮主任對集成化光纖陀螺進行了展望，他認為集成化光纖陀螺在未來5-10年有望滿足導航級、微小型光纖陀螺的應用需求，大幅簡化光纖陀螺結(jié)構(gòu)、降低產(chǎn)能、提升生產(chǎn)效率，促進近導航級軍、民用光纖陀螺市場大發(fā)展。截至目前，國內(nèi)外均開展了相關(guān)研究工作，不過在核心器件、核心工藝以及核心技術(shù)方面還尚需突破，后期仍需要重點關(guān)注。

  
 圖十一：北京自動化控制設備研究所的馮喆研究室主任現(xiàn)場演講

2020年第12屆光電子產(chǎn)業(yè)博覽會于11月30日在北京國家會議中心隆重開幕，本屆光電子產(chǎn)業(yè)博覽會依托中國光學工程學會強大行業(yè)資源集群效應，吸引了眾多來自國內(nèi)外的行業(yè)翹楚展示其最新成果及創(chuàng)新應用案例。光纖在線的很多會員企業(yè)如彼格科技有限公司、陜西澳威激光科技有限公司、武漢長盈通光電技術(shù)股份公司、上海嘉慧光電子技術(shù)有限公司等等都積極參展。值得注意的是次日在國家會議中心展館三樓同期舉辦了光纖傳感基礎工藝技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化協(xié)作研討會，這次研討會吸引了很多參會觀眾前來觀看，座無虛席，沒有座位了大家就席地而坐，很有氛圍。 編輯參加的北京的光纖陀螺研討會展開了相關(guān)的討論，留下了非常深刻的印象。以下是我梳理的簡單總結(jié)。

什么是光纖陀螺？

光纖陀螺(FOG)是繼激光陀螺之后的第二代光學陀螺，它一般由光纖傳感線圈、集成光學芯片、寬帶光源、調(diào)制器和光電探測器組成。光纖陀螺又具有體積小、重量輕、可靠性高、壽命長、功耗低、結(jié)構(gòu)簡單、價格低、易于集成、靈敏度和分辨率極高、瞬間啟動、抗電磁干擾、抗振動沖擊能力強、應用范圍廣等優(yōu)勢。但不同應用領(lǐng)域采用不同精度的光纖陀螺，目前，已廣泛用陸?？仗斓壬婕败娒駜捎梅秶脑S多重要領(lǐng)域。光纖陀螺具有巨大的應用市場，在國家經(jīng)濟和國防建設中起重要作用。光纖陀螺及其系統(tǒng)技術(shù)是一種經(jīng)實驗驗證，可同時提供出色的準確性和可靠性的技術(shù)。

國內(nèi)外各精度光纖陀螺技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

1.國外低中高精度光纖陀螺技術(shù)已發(fā)展成熟，國內(nèi)低中精度光纖陀螺技術(shù)發(fā)展成熟。

國外研制光纖陀螺的主要單位包括法國XBlue公司、美國Honeywell公司、Northrop Grumman公司以及俄羅斯Optilink公司等。中高精度早在2010年左右就已成熟，大量裝備應用，光纖陀螺市場份額逐年增加。美國Honeywell公司，航空導彈研究中心，英國Bookham公司等單位也均開展了集成化微小型光纖陀螺方面的研究工作。

國內(nèi)低中精度光纖陀螺技術(shù)發(fā)展成熟，超高精度光纖陀螺技術(shù)發(fā)展迅速。在船用領(lǐng)域列裝、陸用市場，空間及彈用市場及其他民用市場大量應用，開拓前景廣泛。我國也非常重視光纖陀螺技術(shù)的研究，北京航空航天大學、北京理工大學、北方交大、航天集團13所、33所、上海803所，國防科大、清華大學、浙江大學、中科院上海技物所等都相繼開展了光纖陀螺的研制。

2.國內(nèi)外超高精度光纖陀螺技術(shù)發(fā)展迅速，國外新型光纖陀螺技術(shù)逐漸引起關(guān)注，國內(nèi)取得關(guān)鍵技術(shù)及突破。

2020年4月，日本IEEE慣性學會會議，涵蓋光子晶體光纖、高精度光纖以及光纖陀螺優(yōu)化三方面，光子晶體光纖陀螺研究開始深入。2019年奧地利科學院糾纏增強光纖陀螺的理論正確性得到了驗證，光子糾纏光纖陀螺開始萌芽。

國內(nèi)光纖陀螺工程化技術(shù)連續(xù)3個5年計劃獲得裝發(fā)領(lǐng)域基金支持；繼環(huán)圈膠體、環(huán)圈可靠性項目，高精度光纖陀螺工程化技術(shù)獲裝發(fā)“先進制造技術(shù)”重點領(lǐng)域基金；光子晶體光纖獲得國家自然科學基金支持。相繼突破高精度光纖陀螺工程化技術(shù)，光纖陀螺噪聲深度抑制技術(shù)以及各項底層支撐技術(shù)及工藝。而高精度集成化的光纖陀螺是國內(nèi)未來發(fā)展的重點，新型光纖陀螺也將引起關(guān)注和深入研究，光子晶體光學陀螺技術(shù)有望成為新的熱點，光子糾纏光纖陀螺最早10年前浙江大學就有所研究?？傊?，光纖陀螺技術(shù)是向著高精度和小型化低成本的趨勢去發(fā)展。

光纖陀螺的發(fā)展展望

1.高精度光纖陀螺將是國內(nèi)未來發(fā)展的重點，千分之一光纖陀螺將在3-5年內(nèi)得到推廣應用，光纖陀螺依托電信器件發(fā)展，仍然有較大提升潛力，并且船用領(lǐng)域有望率先采用高精度光纖陀螺，因為國外已有先例，國內(nèi)尚屬空白。

2.集成化光纖陀螺在未來5-10年有望滿足導航級、微小型光纖陀螺的應用需求，大幅簡化光纖陀螺結(jié)構(gòu)、降低產(chǎn)能、提升生產(chǎn)效率，促進近導航級軍、民用光纖陀螺市場大發(fā)展。在核心器件，核心工藝以及核心技術(shù)方面國內(nèi)外都需要突破和關(guān)注。

3.光子晶體光纖陀螺技術(shù)及光子糾纏光纖陀螺技術(shù)有望成為新的熱點。

光纖陀螺的發(fā)展是日新月異的，越來越多的專家學者甚至大公司對其市場前景是看好的，并且紛紛投身于其研究開發(fā)的行列當中。雖然我國光纖陀螺的研究相對起步較晚，不得不承認外國仍與一些發(fā)達國家（美、日、德、法、意、俄等）存在較大差距，但是我國的光纖陀螺研制精度已經(jīng)達到了慣導系統(tǒng)的中低精度要求，有些技術(shù)甚至達到了國外同類產(chǎn)品水平，高精度光纖陀螺近年發(fā)展迅速，科研項目持續(xù)增長，技術(shù)攻關(guān)連續(xù)突破，應用領(lǐng)域不斷拓展，并且開始對于晶體光纖陀螺和光子糾纏光纖陀螺等新型光纖陀螺技術(shù)也有一定研究，我們相信前景是光明的。最后也效仿趙所長借用行業(yè)巨擘H.Lefever先生的一句話：光纖陀螺甚至具有變成終極性能陀螺的潛力，比激光陀螺技術(shù)至少高1-2個數(shù)量級。