● 摘要
干涉式光纤陀螺已经逐步在卫星领域取得应用，但仍存在对温度、磁场及空间辐射等环境因素敏感的问题。光子晶体光纤的出现，为提高光纤陀螺在空间应用中的环境适应性提供了新的解决途径。但是，作为一种新型光纤，与陀螺性能密切相关的许多光学特性还没有被充分的认识。在传统光纤陀螺中，光纤的偏振特性以及由此引起的陀螺偏
振误差对陀螺性能的影响不可忽视，一直是光纤陀螺技术中重要的研究内容。因此，光子晶体光纤的偏振特性以及其对陀螺偏振误差的影响与传统光纤相比，是否存在差异以及差异产生的机理就成为光子晶体光纤陀螺空间应用过程中必须研究的课题。
为此，本论文开展了以下研究：
1. 光子晶体光纤偏振特性研究。采用有限元方法对光子晶体光纤的各项基本光学特性进行了理论分析与仿真研究，同时搭建实验测量装置对理论分析及仿真结果进行了实验测量验证；重点对光子晶体光纤的双折射进行了理论与实验研究，对其受环境温度影响进行了深入的分析，并通过仿真及实验手段得到了光子晶体光纤双折射随温度变化关系。
2. 光子晶体光纤环偏振耦合分布分析。分析了光纤环内部径向力对光子晶体光纤双折射及偏振耦合的影响；并通过改进的白光干涉法测量实现了光子晶体光纤环偏振交叉耦合的测量，为光子晶体光纤陀螺偏振误差分析提供了有效方法。
3. 光子晶体光纤陀螺偏振误差分析与建模。根据偏振误差来源，分别对熔点处引入的振幅型及光纤环引入的强度型偏振相位误差进行了分析，并建立了相应的误差模型；同时，进一步分析了温度对光子晶体光纤陀螺偏振相位误差的影响。
4. 光子晶体光纤陀螺偏振误差对比实验及抑制方法研究。对光子晶体光纤陀螺与传统陀螺进行了对比实验，验证了建立的偏振误差模型的正确性；从改进熔接方法及设计新结构参数光子晶体光纤两方面提出了光子晶体光纤陀螺偏振误差的抑制方法。