随着航空、航天事业的迅速发展,对惯性导航设备的需求大大增加。在空间运动的物体中,通常采用的转子式惯性陀螺引起的固有振动误差是难以克服的,特别是高速、大惯量运动的物体,误差就更大。所以,光纤陀螺仪的研制就越来越成为一个热点。目前,国内实用化光纤陀螺仪型号不多,其中一个关键技术难点就是分支集成光学相位调制器的设计与制作。本文将就这一问题从理论和实际制作进行深入讨论。首先,文章简要阐述了干涉式光纤陀螺仪(I-FOG)的基本工作原理,即萨格奈克效应(Sagnac’s Effect),然后阐述其基本结构及主要性能参数,以及相位调制器在其中所起的重要作用。最后分析了Y分支波导的重要参数,分束比和非互易性光功率对陀螺探测光功率的影响。研究结果表明:当光功率信噪比大于10dB时,分束比过大的变化不会对探测光功率有太大的影响;同样,假设分束比均匀时,非互易性光功率变化对探测光功率影响是二阶曲线变化。其次,本文重点研究了干涉式光纤陀螺仪内的核心器件——集成分支光波导相位调制器。首先,利用有效折射率法,讨论得到高斯型渐变折射率波导在单模传输条件下的尺寸要求。然后,应用耦合模理论,对它的基本结构参数(分支张角θ、过渡区长度L、臂间距D)进行了细致分析,另外就波导弯曲部分所带来的弯曲损耗,也做了详细论证。最后,引用已有成果,对调制器的电极厚度进行定量分析研究,探讨了电极厚度与调制器带宽的基本关系。最后应用费克定律,分析了一维扩散原理。随后,利用常用工程解法对质子交换深度和交换时间等诸多因素影响下得到的结果进行了比较。再利用MATLAB偏微分方程工具箱,更加精确的数学工具,实现一维扩散理论的实际扩散实例和数值结果。通过大量的实验和实际工艺制作后,最终得到实际可工作的波导器件。把制作成功的Y分支波导片,进行精密光学测试,得到实验数据。最后通过讨论这些实验数据,得出Y分支波导的主要性能指标。