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详解激光陀螺技术及其典型应用

发布时间:2021-06-04    来源:在线购买彩票55486

【首页】1激光陀螺概述激光陀螺是一种基于Sagnac效应测量角速度的光学仪器。Sagnac效应是指当从一个观测点接收到的一对光波在给定形状的开放光路中以被忽略的方向运行一周后返回观测点时,由于开放光路相对于惯性空间的旋转,这对偏移运行光波所经历的光路会有所不同,光路退化与开放光路的旋转角速度成正比。激光陀螺的基本部件是环形激光器。

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激光陀螺与一般直腔或拉链腔激光器的主要区别在于它是行波激光器。沿环形腔顺时针和逆时针工作的激光器需要以不同的频率独立波动。

激光的共振条件拒绝腔长是激光波长的整数倍,因此由Sagnac效应引起的光路误差转化为偏置工作激光器的频率误差,该频率误差与在惯性空间旋转的环形激光器的角速度成正比。只有通过测量激光陀螺的瞬时频差或一段时间内拍频振荡周期数,才能构造出高精度的角速度或角的测量方法。

1963年,美国斯佩里公司演示了世界上第一台激光陀螺装置,引发了激光陀螺研究的热潮,但随即遇到了很多困难,那就是螺栓问题。由于光学元件的背衍射和环形谐振腔损耗的不均匀分布,激光陀螺中的偏置光波再次耦合,其波动频率变得实时,无法测量较低的角速度。

bolt阈值典型值为100o/h,比一般惯性导航的拒绝量大4个数量级。为了使激光陀螺需要测量更小的角速度,需要使用频偏技术,不同的频偏方案衍生出不同类型的激光陀螺。

更自然的方案是给激光陀螺一个更小的实际或等效的恒定角速度,使其测量区域偏离螺栓区域,称为恒定偏置频率。这种方案仅次于难以抑制偏置频率的稳定性,难以实现。

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四频差分法巧妙地解决了这个问题。在四频差动激光陀螺中,两个矢量偏振双频激光陀螺共用一个谐振腔,它们的偏置频率完全相同,但忽略了角速度的呼号。只有再次区分两个激光陀螺之间的频率差,才能避免偏置频率,使灵敏度加倍。在实际开发中,该方案的关键是解决腔内频偏元件的有利影响。

美国前莱顿公司(现隶属诺斯罗普格鲁曼公司)于1991年开始批量生产这种激光陀螺,注册商标为零炮激光陀螺。。

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