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2020年国内外光纤陀螺行业技术发展现状及技术趋势分析

发布时间:2021-01-08  来源:立鼎产业研究网  点击量: 311 

一、行业技术发展现状

1.国外低中高精度光纤陀螺技术已发展成熟,国内低中精度光纤陀螺技术发展成熟

国外光纤陀螺相关单位主要有美国 DARPADraper 实验室、诺格公司、霍尼韦尔公司、KVH 公司等,法国萨基姆公司、iXblue公司等,日本三菱精密有限公司,俄罗斯 Optolink 公司等。自 20 世纪 70 年代发展至今,光纤陀螺关键技术取得重大突破,应用领域不断拓展。中高精度早在2010年左右就已成熟,大量装备应用,光纤陀螺市场份额逐年增加。美国Honeywell公司,航空导弹研究中心,英国Bookham公司等单位也均开展了集成化微小型光纤陀螺方面的研究工作。目前,光纤陀螺的精度最高可达 8×10-5°/h,当前性能最高的光纤陀螺仪及其参数如下表所示:

当前性能最高的光纤陀螺仪及其参数汇总示例


资料来源:CNKI

国内低中精度光纤陀螺技术发展成熟,超高精度光纤陀螺技术发展迅速。在船用领域列装、陆用市场,空间及弹用市场及其他民用市场大量应用,开拓前景广泛。我国也非常重视光纤陀螺技术的研究,北京航空航天大学、北京理工大学、北方交大、航天集团33所、上海803所,国防科大、清华大学、浙江大学、中科院上海技物所、中船707等都相继开展了光纤陀螺的研制;除研究机构外,时代光电、中航捷锐、星网宇达、理工导航、航宇测通、湖北三江航天(卫星用)、北微传感等企业在产品研发方面亦积极投入。国内对于光纤陀螺的研究起步相对较晚,虽然发展较快,但光学器件的性能差距仍制约了国内光纤陀螺产品的技术水平。

2.国内外超高精度光纤陀螺技术发展迅速,国外新型光纤陀螺技术逐渐引起关注,国内取得关键技术及突破

20204月,日本IEEE惯性学会会议,涵盖光子晶体光纤、高精度光纤以及光纤陀螺优化三方面,光子晶体光纤陀螺研究开始深入。2019年奥地利科学院纠缠增强光纤陀螺的理论正确性得到了验证,光子纠缠光纤陀螺开始萌芽。

国内光纤陀螺工程化技术连续35年计划获得装发领域基金支持;继环圈胶体、环圈可靠性项目,高精度光纤陀螺工程化技术获装发“先进制造技术”重点领域基金;光子晶体光纤获得国家自然科学基金支持。相继突破高精度光纤陀螺工程化技术,光纤陀螺噪声深度抑制技术以及各项底层支撑技术及工艺。而高精度集成化的光纤陀螺是国内未来发展的重点,新型光纤陀螺也将引起关注和深入研究,光子晶体光学陀螺技术有望成为新的热点,光子纠缠光纤陀螺最早10年前浙江大学就有所研究。总之,光纤陀螺技术是向着高精度和小型化低成本的趋势去发展。

光纤陀螺仪生产工艺流程示例图


资料来源:公开资料

二、行业技术发展趋势

1.高精度光纤陀螺将是国内未来发展的重点,千分之一光纤陀螺将在3-5年内得到推广应用,光纤陀螺依托电信器件发展,仍然有较大提升潜力,并且船用领域有望率先采用高精度光纤陀螺,因为国外已有先例,国内尚属空白。

2.集成化光纤陀螺在未来5-10年有望满足导航级、微小型光纤陀螺的应用需求,大幅简化光纤陀螺结构、降低产能、提升生产效率,促进近导航级军、民用光纤陀螺市场大发展。在核心器件,核心工艺以及核心技术方面国内外都需要突破和关注。

3.光子晶体光纤陀螺技术及光子纠缠光纤陀螺技术有望成为新的热点。


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