12/13/2020，光纖在線訊，本次光纖傳感基礎(chǔ)工藝技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化協(xié)作研討會(huì)是由中國(guó)光學(xué)工程學(xué)會(huì)旗下的中國(guó)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(jìn)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(huì)。北京航天控制儀器研究所王學(xué)峰副所長(zhǎng)、天津航海儀器研究所的趙小明所長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)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(yù)祝本次研討會(huì)圓滿成功，收獲滿滿，坐在臺(tái)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(zhǎng)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(huì)議。他給我們?cè)敿?xì)地闡釋和對(duì)比了國(guó)內(nèi)外光纖陀螺的發(fā)展情況和趨勢(shì)。值得注意的是國(guó)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?jī)蓚�(gè)方面。而國(guó)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(guó)外仍存在差距。他說(shuō)道：高精度光纖陀螺將是國(guó)內(nèi)未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)，千分之一光纖陀螺將在3-5年內(nèi)得到推廣應(yīng)用，并且率先應(yīng)用在船用領(lǐng)域，希望國(guó)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(zhǎng)現(xiàn)場(chǎng)演講

北京航天時(shí)代光電科技有限公司（航天13所）的總經(jīng)理黃繼勛帶來(lái)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�(gè)領(lǐng)域上的應(yīng)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(cè)隊(duì)伍已經(jīng)成為宇航光電子器件可靠性檢測(cè)和失效分析中心。他說(shuō)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(jìn)展和突破，使得光纖陀螺的隨機(jī)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(shì)去發(fā)展。在高精度光纖陀螺的發(fā)展下，對(duì)于器件廠家應(yīng)該往哪個(gè)方向去發(fā)展，他說(shuō)出了自己的看法：測(cè)器件要用光纖陀螺，反應(yīng)出陀螺的誤差，所以又要去提升陀螺，這是一個(gè)怎么去解耦的問題，器件的測(cè)試問題是我們進(jìn)一步推動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)也在全國(guó)推廣應(yīng)用。


 圖三：北京航天時(shí)代光電科技有限公司（航天13所）黃繼勛總經(jīng)理現(xiàn)場(chǎng)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(lái)了《用于高精度的光纖陀螺系統(tǒng)波導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)采用直接耦合的方式做熔接， 使得熔接點(diǎn)減少，降低斷裂風(fēng)險(xiǎn)，可靠性得到提升，同時(shí)也減小了誤差以及解決確定細(xì)纖熔接問題，可見波導(dǎo)環(huán)圈直耦模塊技術(shù)的重要性。他指出了直接耦合面對(duì)的挑戰(zhàn)并提出了相應(yīng)的對(duì)策。他說(shuō)道：直接耦合的難點(diǎn)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(zhǎng)不一致，繞環(huán)纖的可研磨性和模場(chǎng)直徑兩大方面，要想解決這個(gè)問題可以從環(huán)圈尾纖與波導(dǎo)尾纖相互折中和研磨工藝改善兩個(gè)方面去入手。

他認(rèn)為波導(dǎo)廠家作為環(huán)圈端面的加工者，需要對(duì)研磨工藝進(jìn)行改善；光纖廠家的光纖拍長(zhǎng)越短，斷裂率越小，對(duì)于熔度和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及后面拉絲退火過程需要進(jìn)行更深層的研究；陀螺廠家就需要對(duì)這項(xiàng)工作的意義做出更多的驗(yàn)證與評(píng)價(jià)。


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(chǎng)演講

接下來(lái)北航的張春熹教授也帶來(lái)《北航高精度光纖陀螺研究進(jìn)展》的演講主題。除了像前面的趙所長(zhǎng)和黃經(jīng)理一樣給我們?cè)敿?xì)介紹了國(guó)內(nèi)外光纖陀螺的發(fā)展現(xiàn)狀以及技術(shù)前沿動(dòng)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(shuō)道：北航未來(lái)技術(shù)發(fā)展主要是往戰(zhàn)略級(jí)光纖陀螺和導(dǎo)航級(jí)光纖陀螺的方向發(fā)展。他們的目標(biāo)是戰(zhàn)略級(jí)超高精度光纖陀螺實(shí)現(xiàn)1/100000每小時(shí)精度,取得戰(zhàn)略級(jí)平臺(tái)裝備應(yīng)用.實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)良環(huán)境適應(yīng)性的導(dǎo)航級(jí)超穩(wěn)定性光纖陀螺。

 
 圖五：北京航空航天大學(xué)張春熹教授現(xiàn)場(chǎng)演講

針對(duì)于光纖研究進(jìn)展，長(zhǎng)飛光纖光纜股份有限公司的陳翔博士帶來(lái)了《高精度光纖陀螺用細(xì)徑保偏光纖研究進(jìn)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(xì)徑化的趨勢(shì)發(fā)展，陳翔博士給我們?cè)敿?xì)介紹了長(zhǎng)飛的細(xì)徑保偏光纖研究進(jìn)展。無(wú)獨(dú)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(jìn)展》的演講�？陆�(jīng)理也給我們?cè)敿?xì)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(jìn)展，優(yōu)化其性能指標(biāo)，從而提升器件性能，是他們未來(lái)的研究方向。

 
圖六：長(zhǎng)飛光纖光纜股份有限公司的陳翔博士現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)演講

湖北三江航天紅峰控制有限公司彭志強(qiáng)副總設(shè)計(jì)師帶來(lái)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(jìn)展情況，目前已經(jīng)累計(jì)實(shí)現(xiàn)了8個(gè)型號(hào)，50套產(chǎn)品的交付。同時(shí)也給我們簡(jiǎn)單梳理了光纖陀螺上下游產(chǎn)業(yè)鏈的布局，認(rèn)為在滿足傳統(tǒng)需求的情況下，設(shè)計(jì)、制造、市場(chǎng)一體是可以的，但對(duì)于現(xiàn)在的發(fā)展需求來(lái)說(shuō)卻顯得封閉死板不靈活。所以，他從產(chǎn)業(yè)化的視角認(rèn)為現(xiàn)在的發(fā)展需要更多的關(guān)注智能無(wú)人系統(tǒng)、商業(yè)航天和高端科學(xué)測(cè)量這三個(gè)方面。雖然大家都說(shuō)光纖陀螺進(jìn)入門檻低，但他認(rèn)為光纖陀螺還是一個(gè)高端制造業(yè)。他說(shuō)道：產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展道路應(yīng)該是處理技術(shù)、市場(chǎng)和制造這三者之間的關(guān)系，整個(gè)制造是實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)和市場(chǎng)進(jìn)步的前提，我們不能忽略制造。同時(shí)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間也需要互動(dòng)合作，互補(bǔ)融合。

 
 圖八：湖北三江航天紅峰控制有限公司彭志強(qiáng)副總設(shè)計(jì)師現(xiàn)場(chǎng)演講

前面大多數(shù)提到光纖陀螺在航海航天領(lǐng)域的應(yīng)用較多，那么接下來(lái)中航工業(yè)西安飛行自動(dòng)控制研究所的光學(xué)事業(yè)部副部長(zhǎng)謝良平主要給我們講光纖陀螺在機(jī)載導(dǎo)航上的應(yīng)用。他的演講題目是《機(jī)載導(dǎo)航級(jí)光纖陀螺發(fā)展面臨的機(jī)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(yīng)用。國(guó)外機(jī)載導(dǎo)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(zhǎng)態(tài)勢(shì)。從國(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)看，光纖陀螺進(jìn)入機(jī)載導(dǎo)航應(yīng)用面臨很好的發(fā)展機(jī)遇。但同時(shí)他也指出了對(duì)于環(huán)境適應(yīng)性要求很高的機(jī)載領(lǐng)域，光纖陀螺比激光陀螺具有原理上的劣勢(shì)，這成為在機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航應(yīng)用推廣中最大的挑戰(zhàn)。對(duì)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(shuō)道：針對(duì)機(jī)載導(dǎo)航級(jí)應(yīng)用要求，通過理論認(rèn)知提升、設(shè)計(jì)工藝優(yōu)化，光纖陀螺零偏環(huán)境適應(yīng)性已與激光陀螺基本相當(dāng)，標(biāo)度因數(shù)也接近激光陀螺水平，滿足機(jī)載導(dǎo)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(dòng)控制研究所的光學(xué)事業(yè)部謝良平副部長(zhǎng)現(xiàn)場(chǎng)演講

北京大學(xué)的李正斌教授作《超高精度光纖陀螺儀研究進(jìn)展》的主題演講；目前李教授他們的研究沒有應(yīng)用在軍用方面，基本是在民用方面的應(yīng)用。他介紹他們的高精度陀螺主要應(yīng)用在地震監(jiān)測(cè)和勘探方面。并且與國(guó)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(duì)溫度和磁場(chǎng)變化不敏感、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)同時(shí)具有極高精度的特點(diǎn)。

 
 圖十：北京大學(xué)的李正斌教授現(xiàn)場(chǎng)演講

北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所的馮喆研究室主任帶來(lái)《集成化光纖陀螺發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)》的主題演講，馮主任對(duì)集成化光纖陀螺進(jìn)行了展望，他認(rèn)為集成化光纖陀螺在未來(lái)5-10年有望滿足導(dǎo)航級(jí)、微小型光纖陀螺的應(yīng)用需求，大幅簡(jiǎn)化光纖陀螺結(jié)構(gòu)、降低產(chǎn)能、提升生產(chǎn)效率，促進(jìn)近導(dǎo)航級(jí)軍、民用光纖陀螺市場(chǎng)大發(fā)展。截至目前，國(guó)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(diǎn)關(guān)注。

  
 圖十一：北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所的馮喆研究室主任現(xiàn)場(chǎng)演講

2020年第12屆光電子產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)于11月30日在北京國(guó)家會(huì)議中心隆重開幕，本屆光電子產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)依托中國(guó)光學(xué)工程學(xué)會(huì)強(qiáng)大行業(yè)資源集群效應(yīng)，吸引了眾多來(lái)自國(guó)內(nèi)外的行業(yè)翹楚展示其最新成果及創(chuàng)新應(yīng)用案例。光纖在線的很多會(huì)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(zhǎng)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(guó)家會(huì)議中心展館三樓同期舉辦了光纖傳感基礎(chǔ)工藝技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化協(xié)作研討會(huì)，這次研討會(huì)吸引了很多參會(huì)觀眾前來(lái)觀看，座無(wú)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(huì)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(jiǎn)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(xué)陀螺，它一般由光纖傳感線圈、集成光學(xué)芯片、寬帶光源、調(diào)制器和光電探測(cè)器組成。光纖陀螺又具有體積小、重量輕、可靠性高、壽命長(zhǎng)、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低、易于集成、靈敏度和分辨率極高、瞬間啟動(dòng)、抗電磁干擾、抗振動(dòng)沖擊能力強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢(shì)。但不同應(yīng)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�的許多重要領(lǐng)域。光纖陀螺具有巨大的應(yīng)用市場(chǎng)，在國(guó)家經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中起重要作用。光纖陀螺及其系統(tǒng)技術(shù)是一種經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可同時(shí)提供出色的準(zhǔn)確性和可靠性的技術(shù)。

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

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

國(guó)外研制光纖陀螺的主要單位包括法國(guó)XBlue公司、美國(guó)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(yīng)用，光纖陀螺市場(chǎng)份額逐年增加。美國(guó)Honeywell公司，航空導(dǎo)彈研究中心，英國(guó)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(guó)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(chǎng)，空間及彈用市場(chǎng)及其他民用市場(chǎng)大量應(yīng)用，開拓前景廣泛。我國(guó)也非常重視光纖陀螺技術(shù)的研究，北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)、北方交大、航天集團(tuán)13所、33所、上海803所，國(guó)防科大、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、中科院上海技物所等都相繼開展了光纖陀螺的研制。

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

2020年4月，日本IEEE慣性學(xué)會(huì)會(huì)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(xué)院糾纏增強(qiáng)光纖陀螺的理論正確性得到了驗(yàn)證，光子糾纏光纖陀螺開始萌芽。

國(guó)內(nèi)光纖陀螺工程化技術(shù)連續(xù)3個(gè)5年計(jì)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(xiàng)目，高精度光纖陀螺工程化技術(shù)獲裝發(fā)“先進(jìn)制造技術(shù)”重點(diǎn)領(lǐng)域基金；光子晶體光纖獲得國(guó)家自然科學(xué)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(xiàng)底層支撐技術(shù)及工藝。而高精度集成化的光纖陀螺是國(guó)內(nèi)未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)，新型光纖陀螺也將引起關(guān)注和深入研究，光子晶體光學(xué)陀螺技術(shù)有望成為新的熱點(diǎn)，光子糾纏光纖陀螺最早10年前浙江大學(xué)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(shì)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(guó)內(nèi)未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)，千分之一光纖陀螺將在3-5年內(nèi)得到推廣應(yīng)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?yàn)閲?guó)外已有先例，國(guó)內(nèi)尚屬空白。

2.集成化光纖陀螺在未來(lái)5-10年有望滿足導(dǎo)航級(jí)、微小型光纖陀螺的應(yīng)用需求，大幅簡(jiǎn)化光纖陀螺結(jié)構(gòu)、降低產(chǎn)能、提升生產(chǎn)效率，促進(jìn)近導(dǎo)航級(jí)軍、民用光纖陀螺市場(chǎng)大發(fā)展。在核心器件，核心工藝以及核心技術(shù)方面國(guó)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(diǎn)。

光纖陀螺的發(fā)展是日新月異的，越來(lái)越多的專家學(xué)者甚至大公司對(duì)其市場(chǎng)前景是看好的，并且紛紛投身于其研究開發(fā)的行列當(dāng)中。雖然我國(guó)光纖陀螺的研究相對(duì)起步較晚，不得不承認(rèn)外國(guó)仍與一些發(fā)達(dá)國(guó)家（美、日、德、法、意、俄等）存在較大差距，但是我國(guó)的光纖陀螺研制精度已經(jīng)達(dá)到了慣導(dǎo)系統(tǒng)的中低精度要求，有些技術(shù)甚至達(dá)到了國(guó)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(xiàng)目持續(xù)增長(zhǎng)，技術(shù)攻關(guān)連續(xù)突破，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，并且開始對(duì)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(zhǎng)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(gè)數(shù)量級(jí)。