光纤陀螺中的耦合器应用
光纤陀螺仪的原理与应用
光纤陀螺仪的原理与应用1. 引言光纤陀螺仪（Fiber Optic Gyroscope，简称FOG）是一种基于光学原理的惯性导航仪器，用于测量和检测物体的角速度。
光纤陀螺仪在航空航天、导航定位、地震监测等领域有着广泛的应用。
2. 原理光纤陀螺仪的工作原理基于光的干涉现象。
其主要由光源、光纤环、检测器等组成。
•光源：光源发出具有特定波长的光信号。
•光纤环：光纤环是由光纤绕成的一个环状结构，一端接光源，另一端接检测器。
•检测器：检测器用于接收和检测光信号。
当光源发出光信号后，光信号会在光纤环中传播，形成一个封闭光路径。
当光纤环受到旋转等外界作用力时，由于光的波长不变，光信号在光纤环中的传播速度会受到影响，从而引起光的相位差的变化。
通过检测器检测到这一变化，可以得到物体的角速度信息。
3. 优势与应用光纤陀螺仪相较于传统的机械陀螺仪具有以下优势：•高精度：光纤陀螺仪具有高精度的角速度测量能力，能够实现微小角度的测量。
•稳定性：光纤陀螺仪的结构简单，没有磨损部件，因此具有较长的寿命和较好的稳定性。
•抗干扰能力强：光纤陀螺仪能够抵抗振动、温度变化等外界干扰，确保测量的准确性。
•体积小、重量轻：光纤陀螺仪相较于传统陀螺仪，具有体积小、重量轻的特点，适用于各种空间受限的环境。
由于光纤陀螺仪的优势，它在许多领域都有广泛的应用：•航空航天：光纤陀螺仪可以用于航空航天器的导航、姿态控制等，提高飞行安全性和精确度。
•自动驾驶：光纤陀螺仪可以用于自动驾驶车辆的定位和导航系统，实现精确的定位和路径规划。
•地震监测：光纤陀螺仪可以用于地震监测，实时检测地壳运动，提供地震预警。
•水下探测：光纤陀螺仪可以用于水下机器人的导航和定位，提供精确的水下探测能力。
4. 发展与未来趋势光纤陀螺仪是惯性导航技术的重要组成部分，随着科技的不断进步，光纤陀螺仪将继续发展并在更多领域应用。
•提高精度：目前的光纤陀螺仪已经具备较高的精度，但未来仍有提升空间。
光纤陀螺的应用原理
光纤陀螺的应用原理什么是光纤陀螺光纤陀螺是一种基于光学原理的惯性测量装置，利用光信号在光纤中传输的特性，通过测量光信号在光纤中的相位变化来判断光纤陀螺的转动情况。
光纤陀螺的工作原理1.发光器发出一束定向的光束，并通过偏振器产生一个偏振方向。
2.光束经过一个光分束器，被分成两束光线，分别沿着光纤的正反方向传播。
3.光束沿着光纤传播时，会受到光纤陀螺的转动所引起的Sagnac效应的影响，导致光束的相位差发生变化。
4.光束再次通过光分束器，会按照原来的比例合并成一束光线。
5.光束进入光探测器，光探测器会感知光束的强度变化和相位差变化，通过转化为电信号进行处理。
6.电信号经过放大器放大后，通过处理电路和计算器进行信号分析和计算，可以得到光纤陀螺的转动角速度。
光纤陀螺的应用光纤陀螺由于其高精度、高稳定性和不受外界干扰的特点，在许多领域都有广泛的应用。
惯导系统光纤陀螺可以用于惯导系统，用来测量和记录飞行器的角速度、角度和位置信息，从而实现导航和定位功能。
在航空航天领域，光纤陀螺广泛应用于飞行器的导航、制导和控制系统。
船舶姿态控制光纤陀螺可以用于船舶姿态控制系统，测量船舶的倾斜和航向角度，从而实现船舶的稳定性控制和导航功能。
光纤陀螺在海洋工程和海上作业中也有重要应用，提供精确的定位和导航数据。
医疗诊断光纤陀螺可以用于医疗诊断设备中，测量和监测人体运动、平衡和姿势等生理参数。
例如，在康复治疗中，光纤陀螺可以用来评估和监测患者的运动能力和平衡功能，从而指导康复训练和治疗方案。
地震监测光纤陀螺可以用于地震监测和地壳运动研究，测量和记录地壳的微小变形和震动。
光纤陀螺在地震预警系统和地质勘探中有重要应用，帮助科研人员更好地了解地球的结构和地震活动规律。
总结光纤陀螺基于光学原理，通过测量光信号在光纤中的相位变化来判断光纤陀螺的转动情况。
光纤陀螺具有高精度、高稳定性和不受外界干扰的特点，在惯导系统、船舶姿态控制、医疗诊断和地震监测等领域都有广泛的应用。
光纤陀螺的原理及应用
光纤陀螺的原理及应用光纤陀螺是一种基于光纤的惯性导航装置，利用光纤的特性来测量物体在空间中的转动角速度。
它的核心原理是著名的光路差原理，即利用光在不同介质中传播速度不同的性质，通过测量光信号的相位差来推测陀螺的旋转情况。
光纤陀螺的主要构成部分包括光源、光分束器、光偏置器、光栅、光检测器等。
光源发出的光经过光分束器分成两束，依次通过光偏置器，其中一束光经过光栅与另一束光混合后通过光检测器检测。
当光纤陀螺不发生旋转时，两束光的相位相同，检测器输出信号为零；当光纤陀螺发生旋转时，光栅会引起两束光之间的相位差随着陀螺旋转导致变化，通过检测器可以将转动的角速度转化为电信号输出。
光纤陀螺具有许多优势和应用前景。
首先，光纤陀螺具有高精度和高稳定性，可以测量微小的角速度变化，适用于高精度导航和姿态控制。
其次，光纤陀螺不受外部电磁干扰的影响，可以用于恶劣环境下的导航。
此外，光纤陀螺体积小、重量轻，便于安装和集成到各种设备中。
光纤陀螺广泛应用于航空、航天、航海、导弹、船舶、地质勘探以及工业自动化等领域。
在航空和航天领域，光纤陀螺可用于惯性导航系统，实现飞行器的精确定位、测速和姿态控制。
在导弹领域，光纤陀螺可以提供快速、精确的导航信息，有效支持导弹的制导和弹道控制。
在地质勘探中，光纤陀螺可以应用于油气勘探、地震监测等领域，提供地下结构和地震信号的测量。
在工业自动化中，光纤陀螺可用于机器人导航和姿态控制，提高自动化生产线的准确性和效率。
除了以上应用领域，光纤陀螺还具有许多潜在的应用前景。
例如，在虚拟现实和增强现实领域，光纤陀螺可用于实现更精确的姿态追踪和身体定位。
在医疗领域，光纤陀螺可以应用于体内导航和手术辅助等方面，提高手术精确度和安全性。
在车辆导航和自动驾驶领域，光纤陀螺可以用于精确定位和路径规划，提高车辆导航的准确性和安全性。
总之，光纤陀螺是一种基于光纤的惯性导航装置，利用光路差原理测量物体的转动角速度。
它具有高精度、高稳定性和抗干扰性强的特点，广泛应用于航空、航天、航海、导弹、船舶、地质勘探和工业自动化等领域。
光纤陀螺原理及应用课件
欢迎参加本课程！本课程将介绍光纤陀螺的定义、原理和应用领域，以及其 在惯性导航、航空航天和地震监测中的重要性。让我们开始吧！
光纤陀螺的定义和原理
光纤陀螺利用光纤中的轴向光束干涉现象实现精密测量。光纤陀螺原理基于 光的传播速度与光路长度的微小变化。
光纤陀螺的结构和工作方式
光纤陀螺由光源、光路、光探测器和信号处理器组成。通过检测光纤中的干 涉信号，确定旋转角速度。
光纤陀螺的发展前景及挑战
光纤陀螺具有广阔的应用前景，但也面临着技术创新、信号处理和成本降低等挑战。持续研究和发展将推动其应用 领域的拓展。
Hale Waihona Puke 光纤陀螺的应用领域惯性导航
光纤陀螺用于导航系统，提供高精度的姿态和位置测量，应用于航空、航海和地面交通领域。
航空航天
光纤陀螺在航空航天中用于飞行器姿态控制、飞行参数测量和导航系统，提高飞行安全性。
地震监测
光纤陀螺可用于监测地壳运动和地震活动，提供准确的地震测量数据，助力地震预警系统的 建设。
光纤陀螺在惯性导航中的应用
光纤陀螺在惯性导航系统中扮演关键角色，提供精确的旋转角速度测量，用于定位、姿态控制和目标追踪。
光纤陀螺在航空航天中的应用
光纤陀螺在飞行器控制、导航和引导系统中广泛应用。高精度的姿态测量和 导航数据提高了航空航天系统的性能和安全性。
光纤陀螺在地震监测中的应用
光纤陀螺通过监测地壳运动和地震活动，为地震学家提供准确的地震测量数 据，帮助预测和研究地震现象。
光纤陀螺的原理及应用
原理
物质受到外界磁场的作用时， 它内部的磁化强度也会发生 变化。表面铁磁共振就是利 用这种变化来检测磁场的方 法。
应用
除了光纤陀螺，表面铁磁共 振还可以应用于医学检测等 领域。
光纤角速度传感器
概念
光纤角速度传感器是利用光纤感 应器对角速度进行测量的装置。
测量原理
光纤角速度传感器是基于光学菲 涅耳效应的，通过比较两束相干 光的相位差来测量角速度。
应用
光纤角速度传感器广泛应用于航 空，航天领域，以及高精度测量 等领域。
光纤陀螺工作原理
1
测量转速
依据光学相位差，测量稳定的光路差，得到转速。
2
修正偏移
通过修正惯性元件对角速度的缓漏和扭曲，并对其加以合成，得到最终的修正偏 移值。
3
输出信息
将信息进行数字调制，再经过光电转换，输出信号。
光纤陀螺应用
航空航天领域中的应用
光纤陀螺可以利用其高精度，稳定性和快速响应等 特点，对导航系统的性能进行优化，有利于飞行器 的稳定性和定位准确性。
高精度测量领域中的应用
光纤陀螺结构先进，性能优良，可以应用于各种高 精度测量领域，例如海洋测量、地震勘测、气象预 报等。
结论
1 光纤陀螺的原理和应用非常广泛。
作为一种高精度、高精度度、高可靠性的惯 性导航仪器，它造福于各种不同领域的技术 创新和发展。
2 但光纤陀螺仍有发展空间。
例如在增加测量精度和减小体积和重量等方 面，还需要不断地进行技术突破和改进。
光纤陀螺的原理及应用
光纤陀螺是一种基于光学原理的惯性导航仪，是现代导航技术的重要组成部 分。
原理介绍
光纤陀螺是基于瞬时轴法和恒星法的惯性导航系统，在运动状态下利用光纤 角速度传感器和光学共振，利用光学效应对角速率进行测量，从而实现对飞 行姿态和导航状态的振是一种基于磁 共振原理的测量方法，常用 于测量光纤陀螺中的磁场。
浅析光纤陀螺关键技术
– 27 –《装备维修技术》2020年第1期（总第175期）doi:10.16648/ki.1005-2917.2020.01.020浅析光纤陀螺关键技术郭涛（海军装备部，陕西西安 710000）摘要： 光纤陀螺作为惯性导航的核心配件，具有高精度、低成本、微型化、数字化、大动态以及高可靠性的优势，其全固态结构的特点，在惯性领域中已经成为新型主流传感器，本文仅对光纤陀螺的关键技术进行分析。
关键词： 惯性领域；光纤陀螺；关键技术引言2018年，国外主要惯性技术研究机构纷纷将研究的热点放在了以下几类上，它们分别是原子陀螺（Atom ）技术、半球谐振陀螺（HRG ）技术、微机电（MEMS ）陀螺技术、光纤陀螺（光纤陀螺）技术等，且成绩显著。
其中光纤陀螺基于其自身结构特性，全固态、可靠性高、寿命长，同时耐冲击及振动范围大，带宽大、功耗低等等多种技术优势，目前已经成为惯性领域的一项关键技术。
1. 光纤陀螺原理概述闭环光线陀螺工作原理是以萨格奈克（Sagnac ）效应为基础，当光纤陀螺旋转的过程中，光纤环内顺着逆时针和顺时针方向传播的两束光波之间形成一个和旋转角速率Ω成正比的相位差Φs ，见公式（1），光电探测器将感受到相位差转换成电压信号，经过A/D 转换，在输出方波的两个相邻半周期上进行采样，前半个周期的数字量减去后半个周期的数字量，得到一个数字解调信号器；解调信号经过积分产生闭环回路的反馈信号，同时将该数字量存储在寄存器中并作为光纤陀螺输出。
然后数字阶段波与方波偏置调制信号数字叠加，经过D/A 转换器和功率放大器转换为合成模拟信号施加到相位调制器上。
光学及电路结构见图1。
ϕπλΩ=Ω2/LD c 式中：ϕΩ：由于萨格奈克效应产生的陀螺输入信号，也就是萨格纳克相移；L ：线圈长度；D ：线圈平均直径；Ω：陀螺转速；C ：真空中光速；λ：光波长，光纤陀螺一般采用1310nm 或1550nm 。
图1 闭环光纤陀螺光学及电路框图干涉光强见公式（2）P P =+0(1cos )ϕε式中：P ：线圈中两束光所产生的干涉光强；P 0：光功率系数；ϕε：两束光的相位差。
光纤陀螺仪的原理及应用
光纤陀螺仪的发展现状和趋势
光纤陀螺仪目前已经取得了长足的发展，技术不断进步。未来，随着对导航 和姿态测量需求的增加，光纤陀螺仪有望实现更高的精度和更广泛的应用。
光纤陀螺仪的技术挑战和解决 方案
光纤陀螺仪在实际应用中仍面临一些挑战，如温度漂移、光纤损耗等问题。 为了解决这些问题，科学家们正在努力开发新的材料和技术，以提高光纤陀 螺仪的性能。
光纤陀螺仪的应用领域
• 航空航天：飞机、导弹、卫星等导航定位系统 • 智能交通：自动驾驶、船舶姿态控制 • 工业制造：机器人导航、运动控制 • 科学研究：地震仪、地壳运动监测 • 军事：导弹发射控制、舰船、战车稳定控制
光纤陀螺仪的优势和特点
• 高精度：能够测量非常微小的角速度变化 • 高稳定性：对温度、震动等环境因素的影响较小 • 长寿命：光纤陀螺仪无机械零件，寿命长 • 抗干扰能力强：能够在复杂环境下工作
光纤陀螺仪的原理及应用
光纤陀螺仪是一种基于光学原理Fra bibliotek高精度惯性测量装置，广泛应用于导航、 航空航天、智能交通等领域。
光纤陀螺仪的定义及基本原理
光纤陀螺仪是通过利用光的干涉现象来测量角速度的一种设备。它基于狭缝 效应，通过检测光纤中光传输的相位变化来计算角速度。
光纤陀螺仪的工作原理
光纤陀螺仪利用角速度对光纤中光的相位差的影响，通过探测这一差异来测 量角速度。光纤陀螺仪通过光源、光纤、光路、检测器等组成，实现对角速 度的测量。
结论和展望
光纤陀螺仪作为一种高精度的惯性测量装置，具有重要的应用价值。随着技术的进一步发展和需求的增加，光 纤陀螺仪将在更多领域得到应用，并为社会发展做出更大的贡献。
光耦合器的原理及应用
光耦合器的原理及应用光耦合器是一种能够将光信号从一个波导导向另一个波导的器件。
它是由两个相互靠近的光导层组成，中间被一个非光导层隔开。
光耦合器的原理基于光信号在两个光导层之间的耦合效应。
当光线通过一个光导层时，由于折射率不匹配，一部分光会耦合到另一个光导层中。
1.直接耦合：直接耦合是通过将两个光波导相互靠拢而实现的。
当两个光波导的间距逐渐减小时，光波导之间的耦合效应增强，光信号会从一个光波导传输到另一个光波导。
2.光子耦合：光子耦合是通过一个中间的非光导层实现的。
当光信号通过第一个光波导时，它会耦合到非光导层中，并通过非光导层传输到第二个光波导中。
光子耦合可以通过合理设计非光导层的折射率和厚度来控制。
3.表面插入耦合：表面插入耦合是通过在光波导表面引入一个插入层来实现的。
插入层是一种厚度较大的非光导层，光信号会在插入层和光波导之间反射和散射，从而实现光信号的耦合。
1.光通信：光耦合器可以用于光纤通信系统中，将光信号从一个光纤传输到另一个光纤，实现光信号的分配和复用。
2.光传感：光传感是一种利用光信号检测和测量环境中的物理量或化学量的技术。
光耦合器可以用于将传感器中的光信号从传感器波导耦合到光纤中进行传输，以实现远距离的测量和监测。
3.光路复用：光耦合器可以用于光路复用技术中，将多个光信号从不同的光波导复用到同一个光波导中，从而实现多路复用和集成。
4.光电子集成电路：光电子集成电路是一种将光学器件和电子器件集成在一起的技术。
光耦合器可以用于将光学器件和电子器件连接起来，实现光电子信号的转换和处理。
总结来说，光耦合器是一种非常重要的光学器件，它能够实现光信号的传输、耦合和分配，广泛应用于光通信、光传感、光路复用和光电子集成电路等领域。
随着光纤通信和光学器件技术的不断发展，光耦合器在各个领域中的应用也会越来越广泛。
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光纤陀螺－光电子技术在光纤传感器中应用的典范汪绳武（上海永鼎光电子技术有限公司）中国惯性学会摘要 光纤陀螺是属于惯性技术范畴的一种惯性仪表。
光纤陀螺也是光电子技术范畴的一种光传感器，光纤陀螺是惯性技术与光电子技术紧密结合的产物。
但实际上，惯性技术与光电子技术在光纤螺上的紧密切合还是不足的，光电子技术的发展还没有充分注意到光纤传感器，特别是光纤陀螺的潜在市场。
本文通过对光纤陀螺和与其相关的光电子器件的介绍， 希望两个技术方面要在过去已有的基础上，更进一步互相渗透，使光纤陀螺市场早日形成。
1．概述陀螺仪的应用在我们周围无处不存在，例如，在国防领域中导弹的精确制导、潜艇长期潜伏在水下的精确导航、行进中的坦克保持火炮和瞄准系统的稳定等都离不开陀螺仪。
在国民经济领域中，工程测量的精确定位、石油钻探的精确定向、机器人动作精确控制等也要靠陀螺仪。
即使在日常生活中，人们在不知不觉中也已经或将得益于陀螺仪。
比如飞机在飞行中使旅客感到十分平稳和舒适是得益于陀螺仪构成的航向姿态参考系统。
随着列车提速，消除车厢摆动尤其高速转弯时的摆动，就要借助于陀螺仪。
还有，汽车行驶中的定位和导向，在目前主要靠GPS，但GPS的使用存在着被动性的缺点，当GPS与陀螺组合在一起时，才使汽车导向和自动驾驶真正具备了主动性。
陀螺仪的应用十分广泛，以上的例子只是极少的一部分。
以上列举的应用是通过陀螺仪和伺服控制系统共同实现的，而陀螺仪在其中充当了一个十分重要的、不可缺少的角色。
陀螺仪的种类很多，包括机电的、激光的、光纤的、压电的和微机械的等等。
各种陀螺仪都具有自身的优点。
但到目前为止，在众多类型的陀螺中，光纤陀螺更受到各种应用的关注。
光纤陀螺本质上是由光电子器件组成的光干涉仪系统，没有任何活动部件，这就决定了光纤陀螺具有一系列独特的优点：不怕冲击振动，可以在恶劣的力学环境下应用；对角速率的反应极快；角速率测量灵敏度高；测量速率范围高达；潜在的成本低；加工简单。
这些优点是其它陀螺不能比拟的。
国内外十分重视光纤陀螺的发展和应用，但目前国内发展速度跟不上需求，至今尚未生产和达到应用。
主要问题是总体技术未达到应用的要求，而与光纤陀螺相关的光电子器件在技术和数量上又满足不了陀螺总体的设计要求。
通信光电子器件产业在国内已经有相当的规模，但主要市场的还是针对光通信行业，对光电子器件的另一个应用市场，即光纤陀螺和光纤传感器，还未被受到足够的重视。
研究其原因，从商业角度考虑，是因为光纤陀螺市场尚未形成，不能成为推动光纤陀螺专用的光电子器件发展的动力。
另一方面也反映了光电子产业发展中的局限性，多多少少地影响了光纤陀螺市场的早日形成。
所幸的是现在已经有一些企业家看到了以上问题及市场前景，重视特殊的光电子器件的发展，并已经开始组织力量研发光纤传感器用的光电子器件。
本着推进与光纤传感器相关的光电子产业发展，下面对光纤陀螺与光电子器件的一些相关技术作一些综合性的叙述。
2．光纤陀螺光纤陀螺由两部分组成：光学部分和信号处理电路部分。
光学部分包含光电子器件和光纤器件。
有时这两种器件都被纳入光电子技术。
按照光纤陀螺光学系统的构成，目前进入实用的光纤陀螺主要有两类：全光纤陀螺和使用了集成光学器件的“集成光学器件光纤陀螺”。
全光纤陀螺可采用开环或闭环的信号处理电路。
这种陀螺的成本较低，但实现高精度的技术难度较大，因此大多用于精度要求不高和低成本的场合。
集成光器件光纤陀螺由于波导相位调制器的调制带宽可高达几个G Hz，在信号处理中可以采用数字闭环技术，易于实现高精度和高稳定性，是目前最常用的光纤陀螺构成模式。
图1 全光纤陀螺示意图图2 集成光器件光纤陀螺示意图为了进一步提高陀螺的长期稳定性，一种EDFA光纤陀螺已经进入实用。
图3 EDFA光纤陀螺原理图因为在光纤陀螺的干涉系统中，由角速率 引起的相位移 （SAGNAC 相移）与波长有关:因此，在高精度、高稳定性光纤陀螺中，光源的功率和波长稳定性显得尤为重要，而使用EDFA 取代SLD是一个有效的解决方案。
光纤陀螺在实际应用中大多数是以所谓的INU(惯性测量组合)的方式出现，由于光纤陀螺对角速率的敏感轴是单轴的，所以在一个三维INU中至少需要敏感轴互为正交的三只光纤陀螺。
为了降低成本，通常通过1×3或1×4的光纤耦合器，使三只或四只光纤陀螺共用一只光源，以降低系统成本。
为了控制光纤陀螺中由于偏振不稳定所造成的漂移，往往使用保偏光纤及保偏器件。
使用保偏光纤及保偏器件后，陀螺性能提高了，但陀螺的成本也跟着上升。
通过采用消偏技术，可以用单模光纤制造低精度或中低精度的低成本光纤陀螺。
光纤陀螺涉及到的技术问题很多，从以上简单介绍中可以知道，光纤陀螺的研究、制造和发展都与光电子技术紧密联系。
可以罗列出与光纤陀螺相关的光电子器件的项目有：光纤: 单模光纤、保偏光纤、细经光纤、匹配型保偏光纤；有源器件： 超辐射二极管(SLD)；低噪声PIN、宽带PIN-FET；光耦合器件： 保偏光纤耦合器、1×3(1×4)光纤耦合器、小型化耦合器；光集成器件： 多功能集成光器件；EDFA: 泵浦光源、掺饵光纤、光纤光栅、隔离器；消偏： 光纤消偏器；偏振控制： 微小型光纤偏振控制器；光波导器件： 波导型无源器件、波导敏感环路；下面对光纤陀螺相关的光电子器件的特殊性作概要说明。
3．光纤陀螺中的光电子与光纤器件3．1 偏振保持光纤 细经光纤 匹配型保偏光纤光纤陀螺敏感线圈中的光纤长度需要几百米至一公里，用通常的单模光纤制造光纤环圈是不合适的。
众所周知两束具有相同的波长，相同的偏振态，相同的光强度，并且处于相干长度内的光会产生最佳相干度的稳定的光干涉。
但是当光传输经过单模光纤时，由于单模光纤的非均匀性，输入的线偏振光将分解为分量的方式传播，并且材料的非均匀性和受环境影响，使分量的大小和传播速度沿着转播空间不规则变化，这种所谓的相位滞后使偏振态椭园化，具有了空间和时间的不确定性。
具有不确定性偏振态的两束光在经过捡偏器后的相干光强度将会随时间涨落。
在干涉型光纤陀螺中，对角速率的度量是通过对相干光强的测量而实现的。
因此用单模光纤制造的陀螺是不稳定的。
偏振保持光纤是通过在光纤中增加应力区，使光纤内具有确定的应力分布的单模光纤。
这种应力分布应远大于外界影响，这样，当平面偏振光的振动方向与保偏光纤的光轴一致时，光将沿着这个方向一直传播下去，保持了偏振相干的稳定性。
对于高精度光纤陀螺，必须用高质量的保偏光纤制造敏感环圈。
光纤陀螺对角速率的灵敏度与光纤环圈中的光纤长度成比例，为了使光纤陀螺小型化，光纤陀螺必然会使用0.08mm左右的细经保偏光纤。
细经保偏光纤是保偏光纤发展的方向。
在保偏的光学系统中，光纤耦合器也必须是保偏的。
为了制造保偏耦合器，还需要有匹配型保偏光纤和专用的制造设备。
3．2 超辐射二极管 高灵敏度宽带PIN-FET当光在几百米长的光纤中传输时，瑞利散射对陀螺的影响是必须考虑的。
背向的瑞利散射与该方向上的传输光产生的相干光强度会干扰陀螺的正常输出，形成瑞利噪声。
在光纤陀螺中瑞利散射与传输光之间的相位差不是定值，而是随光纤不同的位置而变化，但绝大部分的相位差或者说光程差都大于SAGNAC 相移，显然，只要使用短相干长度的光源就可以去除大部分的瑞利噪声，提高陀螺性能。
为了达到以上目的，同时考虑到光功率的需要，在光纤陀螺中使用了宽带光源超辐射二极管（SLD）,这种半导体二极管介于LD和LED之间，譜宽在30nm以上，发光效率应不低于150mW / 100μA （出纤）。
超辐射二极管在光纤陀螺中占有很重要的地位，除了上面提到的要求外，还有工程上的一些特殊要求。
但是目前就超辐射二极管进行针对性的结构和工艺研究甚少，器件研发和陀螺应用之间还未形成良性循环，这种状态是急待改善的。
有源器件中还有一项重要器件是高灵敏度宽带PIN-FET。
高灵敏度与宽带是矛盾的，造成了这种器件研发的难度。
3．3 特种耦合器在光纤陀螺中使用的耦合器是特种耦合器。
主要有三类：保偏耦合器、1×3（1×4）耦合器、特殊波长耦合器。
保偏耦合器的基本原理与标准耦合器相似，但是制造保偏光纤耦合器的设备是专用的，还要配合一系列专用技术，其中包括光纤平行熔融拉锥、光轴调节与测定、熔融拉锥工艺过程中的保持光轴稳定、器件封装等。
此外对于保偏光纤也有特殊要求，专用的光纤必须具是折射率匹配型保偏光纤。
1×3（1×4）耦合器也要符合保偏器件的要求。
光纤陀螺中的特殊波长耦合器用于自发辐射型的掺饵光纤光源，和EDFA中的耦合器相同。
为了降低克尔效应的影响，用于高精度光纤陀螺中的耦合器对分束比有较高的要求，3．4 多功能集成光器件光纤陀螺中使用的多功能集成光器件的主要功能包含偏振、相位调制和光分路。
替代用于全光纤陀螺中的偏振器、相位调制器和耦合器。
制造集成光学器件的衬底材料可以有多种选择，如 Ⅲ-Ⅴ属半导体、在硅材料上制备的二氧化硅、玻璃等。
但对于光纤陀螺来说，最好的选择还是铌酸锂材料（lithium niobate --- LiNb0），这是因为这种材料具有很好的电光性能，当通过电极对波导施加电场时，波导的折射率将发生相应的变化，并使光波产生相移，这种相位调制性能对于干涉型光纤陀螺来说是十分必要的。
调制器上的电极是通过第二次蚀刻工艺将金属制作在波导两侧。
在衬底上紧挨着的电极电容大约为10pF,对50负载阻抗的调制带宽为300MHz,对于光纤陀螺来说,这样的带宽已经够用了。
在这样带宽范围内, 调制器的响应是平坦的, 使集成光学相位调制器在光纤陀螺中成为一种理想的器件。
LiNb0集成光学波导通常是用鈦（Ti）扩散技术制造的。
为了获得最佳效率,必需将晶体加工成X-切向(X轴与衬底面垂直)、Y-向传播的波导(即波导与Y轴平行)。
于是，与Z轴平行的，即TE模能受平行于波导的金属电极有效调制。
在集成光器件中将波导设计成Y型，并在单Y型波导的分路上分别做上电极，使得Y型波导既是相位调制器又相当于全光纤陀螺中的光纤分路器。
钛扩散波导的缺点是，在钛扩散加温时会发生衬底表面外扩散的问题从而产生一个非常偏振光的寄生平面波导（即X－切的TE模）,这种寄生的平面波导会在正常扩散的波导间产生光的泄漏或波导间的串音。
质子交换是解决钛扩散波导缺点的有效方法。
质子交换是在较低的温度下（约200－300℃）进行的，这样就避免了高温下外扩散的问题，但是低温交换会使器件的长期稳定性差。
使用退火技术能使寿命明显提高，现在的质子交换对光纤陀螺来说已成为一种很好的选择，因为，通过质子交换技术可获得波导的高偏振度，而高偏振度是高精度陀螺的必要条件。
3．5 EDFA在光通信领域中EDFA用于特定波长下的光信号放大，这种放大器被称之为掺饵光纤放大器。