[其他]廉價環形激光角速度傳感器

無效

• 申請號: 86103124
• 申請日: 1986-05-05
• 公開（公告）號: CN86103124A
• 公開（公告）日: 1986-11-26
• 發明（設計）人: 馬克·W·維伯;哈里·A·古斯塔夫森
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾公司
• 主分類號: G01C19/64
• 分類號: G01C19/64
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 劉建國

本發明涉及環形激光角速度傳感器的新型結構，特別涉及其制造成本低于現有技術各種結構的一種結構。

經過多年研究以后，環形激光角速度傳感器（通常稱之為環形激光陀螺）已經成為商業上成功的產品，并且在許多應用中正在迅速取代傳統的機械式角速度傳感器?，F今，大多數商品化的環形激光角速度傳感器采用一種熱穩定和機械穩定的整體結構，以及美國專利3，390，606、3，467，472和3，373，650所講授的高頻機械振動原理。

已經證明這些現有技術的環形激光角速度傳感器的工作相當令人滿意，并且如前面已經指出的，在某些應用中正在迅速地得到普遍的肯定。但是這些現有技術的環形激光角速度傳感器造價昂貴。

本發明的目的是提供環形激光角速度傳感器的一種造價低廉的新型結構。

本發明的另一個目的是提供一種環形激光角速度傳感器，其整個尺寸（包括其高頻振動電機）特別小，例如直徑小于2吋。

簡單地說，本發明希望提供一種由實心玻璃塊構成的環形激光角速度傳感器，在該玻璃塊上加工了激光光路，并用熱成形封接劑將反射鏡粘結到該玻璃塊上。一個小曲率半徑的再聚焦鏡與短腔長相結合是這種新型結構的特點。

圖1是根據本發明構成的環形激光角速度傳感器的部分剖開的平面視圖;

圖2是一個部分側視圖，表示密封到環形激光角速度傳感器玻璃塊上的反射鏡細部;

圖3是激光腔和凹面聚光鏡的示意圖;

圖4是表示激光器電極結構的部分側視圖;

圖5是在申請人的發明實踐中一種有效的簡單的新型腔長控制裝置的細部側視圖;

圖6是圖5結構的放大了的細部視圖。

現在參照圖1，一個硅酸鹽玻璃塊10（特別是光學硅酸硼玻璃，最好是BK-7玻璃-字母和數字結合是肖特〔Schott〕光學公司的商品命名方法）具有在其內部加工的通孔12a、12b、和12c，這些通孔形成一個三角形激光腔。反射鏡14ac、14ab和14bc在光路12的交叉點處裝在玻璃塊上。可以理解，能夠按照本發明構成帶有一個三角形激光腔或者其它腔結構（包括一種立方體腔）的環形激光角速度傳感器。

這些反射鏡以及它們如何裝到玻璃塊10上，將在下文中詳細敘述。每一個反射鏡除了改變激光束的方向以外，還完成下述功能：鏡14ac是部分透過的，用來提供一個讀出光束信號;鏡14ab是凹面鏡，使相向旋轉的激光束聚焦;鏡14bc控制腔內光路長度，裝在鏡14ab上的傳感器15給鏡14bc提供腔內光路長度控制信號，這和現有技術的環形激光角速度傳感器一樣。一種適宜于與鏡14ac結合使用的讀出裝置在基爾帕特里克（Killpatrick）的題目為“環形激光角速度傳感器的讀出裝置”的共同未決申請中公開了。

一個陽極16和一對陰極18、20固定在玻璃塊上，這將結合圖4詳細地敘述。正如本技術領域中的技術熟練人員可以理解的那樣，這些電極給腔內充滿的氣體提供電能，并產生相向旋轉的激光束。

在陽極和陰極裝到玻璃塊上的地方加工有通向玻璃塊內部的通道22a、22b、22c。這些通道使激光氣體可以接觸到陽極和陰極的內表面。更有利的是通道22a、22b、22c伸到玻璃塊里面橫穿過光路，還超出一些，以提供貯氣區來增加系統總的氣體體積。

一個通孔26在垂直于光路12的平面的方向上，整個貫穿過玻璃塊10。這個通孔可以用來裝一個小型的高頻振動電機，最好是在基爾帕特里克（Killpatrick）于1985年5月10日的同一天遞交的，題目為“支撐環形激光角速度傳感器的高頻振動機構”的共同未決申請中公開的那種。

雖然根據本發明講授的環形激光角速度傳感器的結構是新穎的，但是它的基本工作原理與現有技術的環形激光角速度傳感器一樣。簡短地說，玻璃塊10里面的激光腔充滿氦氖混合的激光氣體，陽極16和陰極18、20之間的電場在玻璃塊10的內部光路12中產生相向旋轉的激光束。玻璃塊10的旋轉引起相向旋轉激光束中的一個增加旋轉頻率，另一個減小旋轉頻率。頻率差由裝在反射鏡14ac上的一個適當的傳感器檢測。該光電探測器的輸出信號以本技術領域中的技術熟練人員熟知的適當方式進行處理。