1、光纤环简介
光纤环（Fiber Optic Coil）是将特种光纤材料按照相关的体积要求、光学要求、振动要求，采用专用光纤环绕制设备（绕环机），通过特殊的绕法、固化工艺和胶粘剂将光纤缠绕成环状结构的一种光学器件。光纤环中的光纤长度从几十米到几十公里，环圈内径从几毫米到几千毫米不等。绝大部分光纤环为圆形结构，存在少量的椭圆等异形结构。
光纤环被广泛应用于航天航空制导、海洋监测、智能电网、5G 通信、石油钻探、地震监测、轨道交通等国防军工及民用领域，是诸多重要的光纤传感应用系统中的光学敏感核心器件和重要延时器件。以下为几类重要的光纤环：
（1）光纤陀螺用光纤环
光纤陀螺是光纤环最典型的应用产品，光纤环是光纤陀螺的传感核心。在构成光纤陀螺的五大光学器件——光纤环、Y 波导、光源、耦合器、PIN-FET 组件中，光纤环和 Y 波导是两大关键器件，光纤环作为敏感元件主要用于测量物体偏转角度。不同类型的光纤绕制成的陀螺用光纤环，能够满足不同应用场景的复杂需求。例如，保偏光纤陀螺的光纤环采用保偏光纤绕制而成，消偏型光纤陀螺的光纤环采用普通单模光纤绕制。而光纤环的缠绕质量好坏直接决定了光纤陀螺的精度。
（2）光纤水听器敏感环
水听器敏感环用于干涉型光纤水听器，是将水声振动信号转换为光信号的敏感器件。光纤水听器是一种建立在光纤、光电子技术基础上的水下声信号传感器，它通过高灵敏度的光学相干检测，将水声振动转换成光信号，通过光纤传至信号处理系统提取声信号信息。水听器敏感环与激光器、耦合器、反射镜和探测器一起构成了干涉式光纤水听器光路结构，为了适应海洋复杂严苛的环境，敏感环必须具有小体积、高强度、高可靠性、低损耗、耐湿、耐盐、耐高压的性能特点。
（3）通信延时环
通信延时环用于通信、雷达设备中需要对信号进行延时的光模块中，利用光信号经过一段或多段不同长度的光纤传输后所产生的时间延时来实现光信息的切换、缓冲、路由，是复杂光系统中必需的光路器件。
因其具有信号传输不受电磁环境干扰、频带宽、延时范围大、温度变化率小的特点，逐渐成为射频、中频段延迟信号的理想的选择。通信延时环与电光转换器、光电转换器组成了延时光路，克服了传统延迟系统在实现手段方面的瓶颈，满足了雷达、导航、通信等电子设备中对电信号长延迟需求。
（4）5G 平绕环
5G 平绕环主要用于 5G 基站中的光电振荡器（OEO），光电振荡器是一种将激光能量转变成电磁波信号能量的新型电磁波信号发生装置，它是利用光纤的低损耗、高储能特性配合有源光器件构成正反馈回路，使回路中有源器件产生的某一频率噪声信号满足振荡条件，形成稳定的电磁波信号输出，是一种高质量的电磁波信号源。是 5G 通信基站等射频/微波信号产生、处理和发射的重要元器件。
（5）光纤电流互感器延时环
FOCT 延时环用于全光纤电流互感器中，是一种为满足信号处理的需求而增加光路光程、延长光波传播时间的光纤器件。全光纤电流互感器（Fiber OpticalCurrent Transformer，FOCT）采用全光纤光路，通过一个相位调制器实现电流信号的闭环检测，从而大大提高了传感器的测量精度和长期稳定性，成为光学电流互感器发展的主流方向。FOCT 延时环与光源、耦合器、调制器、偏振器、1/4玻片、光纤线圈、反射镜以及探测器构成了全光纤电流互感器的光路结构，延时环在全温环境下的偏振稳定性直接决定了互感器的测试精度。
2、保偏光纤环在光纤陀螺领域的应用
光纤陀螺环是光纤陀螺的角速度敏感元件。光纤陀螺的核心技术即在于光纤环技术，光纤环绕制水平的优劣直接决定了光纤陀螺的最终精度。光纤陀螺现已成为各种高技术武器装备制导和姿态控制的主要惯性部件。
干涉型光纤陀螺是目前应用最为广泛的一种光纤陀螺。按照电信号处理方式的不同，干涉型光纤陀螺分为开环光纤陀螺和闭环光纤陀螺两种，其中闭环型是一种较为精密、复杂的光纤陀螺，在中等精度的惯导系统广泛应用。
目前干涉型光纤陀螺的光纤元器件一般都用保偏光纤制作。由于保偏光纤对线偏振光具有较强的偏振保持能力，并且与普通单模光纤有良好的相容性，从而大大提高了光纤陀螺的性能。一般一个光纤陀螺组合单元需要三个相互垂直布设的光纤环，分别测量三个自由度的角速度。
