[實用新型]連續光軌道角動量諧振腔陀螺儀

有效

• 申請號: 201920046847.1
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN209541766U
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 劉正昊;李強;楊木;許金時;李傳鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72;G02B26/00;G02B27/28
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

本實用新型公開了一種連續光軌道角動量諧振腔陀螺儀，主要包括激光光源，共軛疊加態相位片、高品質因數光學諧振腔、模式匹配透鏡?棱鏡組，壓電陶瓷伺服系統和平衡差分探測器。通過構建并鎖定光學諧振腔的結構，提取出角速度對攜帶軌道角動量的模式演化的影響，并轉化為電信號輸出。相比光纖陀螺儀，本實用新型采用軌道角動量模式在光學諧振腔的演化，替代了光在光纖中的傳播，避免了光在光纖中傳播時的損耗問題。本實用新型具有裝置結構穩定、精度可優化空間大、數據讀取方便等特點。本實用新型可以用于精密導航、定位、信號傳感等。

技術領域

本實用新型涉及陀螺儀，尤其涉及一種連續光軌道角動量諧振腔陀螺儀。

背景技術

陀螺儀是測量相對慣性參考系轉動角速度的裝置。光纖陀螺儀為其中一種商用產品。

光纖陀螺儀將單色光束一分為二，分別耦合進入一個光纖盤的相反環路方向，在輸出端產生干涉條紋。由于薩格納克(Sagnac G.)效應，當光纖盤在環路平面轉動時，干涉條紋將會移動，其移動數量正比于轉動的角速度和環路的面積。為了取得大的環路面積要使用長的光纖，這樣在傳播過程中將損耗一部分光強，由于量子噪聲的存在，這將降低干涉條紋的可見度，從而限制進一步提高光纖陀螺儀的分辨率。在光纖中的損失是制約現今光纖陀螺儀分辨率的一個瓶頸，需要一種新的設計來避免光在傳播中的損耗。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種連續光軌道角動量諧振腔陀螺儀，具有裝置結構穩定、精度可優化空間大、數據讀取方便等優點。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

一種連續光軌道角動量諧振腔陀螺儀，包括：雙色激光光源、共軛疊加態相位片、第一與第二雙色鏡、光學諧振腔、光電探測器、模式匹配透鏡-棱鏡組、壓電陶瓷伺服系統和平衡差分探測器；其中：

所述雙色激光光源輸出信號光與參考光；一部分的信號光A1在經過共軛疊加態相位片之前的到達平衡差分探測器的第一光信號輸入端；另一部分的信號光A2經過共軛疊加態相位片后射入第一雙色鏡；同時參考光也射入第一雙色鏡，信號光A2和參考光在第一雙色鏡上光軸達到完全重合，共同進入光學諧振腔，其中的參考光被第二雙色鏡反射進入光電探測器；光電探測器、壓電陶瓷伺服系統及光學諧振腔依次連接；信號光A2從第二雙色鏡透射后通過模式匹配透鏡-棱鏡組與共軛疊加態相位片后到達平衡差分探測器的第二光信號輸入端。

由上述本實用新型提供的技術方案可以看出，采用軌道角動量模式在光學諧振腔的演化替代光在光纖中的傳播，避免了光在光纖中傳播時的損耗問題，并且可以通過輸入更高的光強、增加腔鏡的反射率和提高輸入模式的軌道角動量數，實現更高的角速度分辨精度，上述陀螺儀可以應用于精密導航、定位、信號傳感等。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的一種連續光軌道角動量諧振腔陀螺儀的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的對于攜帶軌道角動量的光模式演化的示意圖。

具體實施方式

下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。