[發明專利]一種雙縱模自偏頻激光陀螺及其裝配方法

有效

• 申請號: 202210018987.4
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN114485603B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 劉健寧;翁浚;郭蘭朋
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01C19/66
• 分類號: G01C19/66
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 劉娜

本發明公開了一種雙縱模自偏頻激光陀螺及其裝配方法，包括微晶玻璃腔體，微晶玻璃腔體上部的兩個角上設置有Ⅰ類全反射棱鏡，下部的兩個角上設置有Ⅱ類全反射棱鏡，微晶玻璃腔體內部設置有增益介質儲氣室，增益介質儲氣室連接He?Ne增益管，He?Ne增益管兩側設置有上、下電極板；上、下電極板電性連接射頻激勵電壓源，射頻激勵電壓源電性連接激光陀螺穩光強伺服控制器；激光陀螺穩光強伺服控制器電性連接FPGA，FPGA分別電性連接激光陀螺雙縱模狀態控制器和雙光窗光電探測器。本發明的雙縱模自偏頻激光陀螺，無額外偏頻裝置，無附加磁場、無因偏頻需要附加的插入光學元件，陀螺損耗小，理論精度大大優于目前其它四頻激光陀螺。

技術領域

本發明涉及高精度慣性導航陀螺儀表技術領域，具體涉及一種雙縱模自偏頻激光陀螺，還涉及該雙縱模自偏頻激光陀螺的裝配方法。

背景技術

激光陀螺是捷聯式慣性導航系統的理想器件，在導彈制導、航空器飛行控制以及航天遙感衛星姿態控制等領域占有重要地位。激光陀螺在工作中都會出現閉鎖狀態，在閉鎖狀態下，一切反映陀螺相對于慣性空間的轉動信息將全部丟失，陀螺失效。激光陀螺為了克服閉鎖狀態，需要通過采取各種偏頻技術。激光陀螺根據偏頻技術方式不同，可分為二頻工作模式和四頻工作模式兩種類型。二頻工作模式主要分為機械抖動偏頻、速率偏頻、磁鏡偏頻、塞曼偏頻四種。其中，機械抖動偏頻是目前激光陀螺偏頻技術中應用最廣、也是最成功的。但這種技術會帶來如機械噪聲、圓錐誤差、劃槳誤差等問題，并且活動部件造成陀螺抗沖擊、耐振動能力下降。四頻工作模式主要分為塞曼四頻、四頻差動式陀螺、法拉第偏頻陀螺三種。這類陀螺工作時諧振腔內同時振蕩四個頻率，利用磁光非互易效應實現偏頻。四頻陀螺的優點在于無活動部件、“全固態”地解決了閉鎖問題。但是，這類陀螺一方面通過附加磁場和光學非互易元件獲得四頻振蕩，另一方面附加磁場對陀螺零偏穩定性造成負面影響，增加了諧振腔損耗，并對溫度及磁場變化比較敏感，受到這些因素的制約，目前，這種陀螺的精度受到一定的局限。

發明內容

本發明的目的是提供一種雙縱模自偏頻激光陀螺，在正常工作時，該激光陀螺可以自偏頻地實時檢測物體的旋轉角速度。

本發明的另一目的是提供上述雙縱模自偏頻激光陀螺的裝配方法。

本發明所采用的技術方案是，一種雙縱模自偏頻激光陀螺，包括微晶玻璃腔體，微晶玻璃腔體上部的兩個角上均設置有Ⅰ類全反射棱鏡，微晶玻璃腔體下部的兩個角上均設置有Ⅱ類全反射棱鏡，其中一個Ⅱ類全反射棱鏡外部還設置有合光棱鏡，微晶玻璃腔體內部設置有增益介質儲氣室，增益介質儲氣室連接He-Ne增益管，He-Ne增益管的兩側設置有上、下電極板；上、下電極板電性連接射頻激勵電壓源，射頻激勵電壓源電性連接激光陀螺穩光強伺服控制器；激光陀螺穩光強伺服控制器電性連接FPGA，FPGA分別電性連接激光陀螺雙縱模狀態控制器和雙光窗光電探測器。

本發明的特點還在于，

Ⅰ類全反射棱鏡外部均套設有上保護罩，Ⅱ類全反射棱鏡外部均套設有下保護罩。

還包括引燃變壓器，引燃變壓器通過銦封的電極固定在激光陀螺雙縱模狀態控制器一側，且引燃變壓器設置在射頻激勵電壓源的對側。

激光陀螺穩光強伺服控制器，具體為：包括電容C5，FPGA的輸出端連接電容C5一端、電容C4一端、電容C1一端、電容C2一端、電阻R1一端、電感L1一端，電容C5另一端分別連接電容C6一端以及接地，電阻R1另一端分別連接電阻R2一端、電感L2一端；所述電感L1另一端分別連接電容C7一端、電容C3一端、電感L4一端、三極管基極的A端連接，電容C6另一端、電容C4另一端、電容C1另一端、電容C2另一端、電阻R2另一端均與電感L3一端連接，電容C7另一端連接電容C3另一端，電感L2另一端連接電感L5一端、三極管基極的B端連接，電感L3另一端分別連接電阻R3一端、電阻R4一端、電阻R5一端、電阻R6一端，電阻R3另一端、電阻R4另一端、電阻R5另一端、電阻R6另一端均與三極管基極的C端連接，電感L4另一端連接電容C8一端、電容C9一端，電容C8另一端、電容C9另一端均與電感L5另一端連接。