人类在海陆空的航行中,导航定位系统指引了前进的方向,其中惯性导航的地位举足轻重,而光纤陀螺作为惯导的核心也是各国的重点研发对象。近年来随着小型惯性器件的需求越来越大,缩小体积实现光纤陀螺小型化以及集成化将是未来的发展方向。本文提出一种新型超短环光纤陀螺仪,并且给出了基于超短环结构的光纤陀螺集成化设计方案,为集成化、片上陀螺的发展提供了思路。具体研究内容如下:首先,调研了国际上对于小型化光纤陀螺的研究成果和国内在集成化领域的发展现状,在此基础上基于萨格奈克效应原理分析了干涉和谐振两类陀螺的结构和原理。介绍了干涉型光纤陀螺的信号调制方式,并且详细分析了光纤环对于光纤陀螺性能的影响。其次,从铌酸锂晶体电光效应出发,推导了空间非互易相位调制器的调制和解调原理,通过对不同类型调制信号的调制分析,确定了锯齿波相位调制方案,并且分析了该相位调制器在信号调制和误差抑制方面的优势。再次,为了验证超短环光纤陀螺理论的可行性,搭建了实验样机,并且对光路原件的参数做了详细说明。通过标度因数测试,验证了超短环理论的可行性,证明了短环下使用低频调制信号依然能够实现角速度测量。最后,基于超短环光纤陀螺理论,结合钛扩散波导和硅基光电子技术提出了一种集成化片上陀螺的设计方案,并且基于光波导理论进行分析和仿真,证明了该方案的可行性,为后续光纤陀螺向小型化、集成化、片上陀螺方向发展提供了思路。