Лазерный гироскоп



Лазерный гироскоп
Лазерный гироскоп
Лазерный гироскоп
Лазерный гироскоп

 


Владельцы патента RU 2488773:

Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для измерения угловой скорости, выполненным на кольцевых лазерах в системах ориентации и навигации подвижных объектов. Лазерный гироскоп содержит треугольный оптический моноблок со сформированными оптическими каналами, зеркала полного отражения лучистой энергии, полупрозрачное зеркало, призму и источник оптического излучения на основе полупроводникового лазера. Для обеспечения одномодового режима излучения полупроводникового лазера последний снабжен дополнительным внешним оптическим резонатором в виде полусферы, которая усечена симметрично относительно центральной оси симметрии с обеих сторон до толщины оптического моноблока и покрыта светоотражающим покрытием. Вдоль ее продольной оси симметрии сформированы два оптически прозрачных отверстия на уровне, совпадающем с уровнем оптических каналов моноблока, реализующих в резонаторе излучателя продольный оптический канал, который является продолжением оптического канала моноблока, замыкая кольцевую оптическую схему моноблока. Изобретение обеспечивает повышение надежности конструкции и ее технологичности. 4 ил.

 

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно устройствам для измерения угловой скорости, выполненным на кольцевых лазерах, в системах ориентации и навигации подвижных объектов.

Основным элементом навигационной системы является датчик угловых скоростей (ДУС) объекта, который позволяет измерять угловую скорость объекта в инерциальном пространстве. ДУС, как правило, строятся по гироскопической схеме.

Известные механические системы ДУС в настоящее время активно заменяются лазерными системами как обладающие большей функциональностью и более высокими параметрами. Такие системы получили название «лазерные гироскопы» [Байбородин Ю.В. Основы лазерной техники. - 2-е изд., перераб. и доп. - Киев: Выща шк. Головное изд-во, 1988. - 383 с. - С.281]. В лазерном гироскопе носителем информации об угловой скорости относительно инерциального пространства является электромагнитное излучение, параметры которого изменяются в зависимости от вектора угловой скорости вращения. Фактически, это квантовый прибор с кольцевым активным резонатором, в котором излучения распространяются навстречу друг другу и выводятся на интерференционный оптический смеситель, на выходе которого образуется сигнал разностной частоты интерферирующих встречных волн. Данное явление получило специфическое название по имени его открывателя - эффект М.Саньяка.

Кольцевым резонатором является оптическая система, состоящая из трех или более отражателей, в которой траектория лазерного луча замкнута и лазерный луч, пройдя через все оптические элементы, замыкается сам на себя в плоскости резонатора.

В последние годы усилия разработчиков были направлены на создание жесткой, малогабаритной и монолитной конструкции кольцевого резонатора лазерного гироскопа. В современных конструкциях лазерных гироскопов применяют, как правило, треугольные, четырехугольные и волоконно-оптические кольцевые резонаторы.

Известны различные волоконно-оптические конструкции лазерного гироскопа [Иванов В.В., Новиков М.А., Геликонов В.М. Наблюдение эффекта Саньяка в кольцевом резонаторном интерферометре с низкокогерентным источником света. / Квантовая электроника, 30, №2 (2000) - С.119-124; Бутусов М.М. Волоконная оптика в приборостроении. - М. Машиностроение, 1985. - С.143-159].

Типовая конструкция волоконно-оптического лазерного гироскопа описана в [Байбородин Ю.В. Основы лазерной техники. - 2-е изд., перераб. и доп. - К.: Выща школа. Головное изд-во, 1988. - С.299-302]. Сущность конструктивного решения аналога раскрывает чертеж на Фиг.1.

Конструктивно система содержит: 1 - лазерный диод; 2 - устройство ввода-вывода излучения; 3 - катушка со световолокном; 4 - линза; 5 - фотодиод; 6 - полупрозрачное зеркало.

Конструктивной основой прибора является непосредственно каркас катушки, на которую витками наматывается световолокно большой длины (500-1000 м) для повышения чувствительности гироскопа. Для обеспечения условия монохромности оптоволокно используется одномодовое. Все остальные элементы крепятся на каркасе. Линза 4 в совокупности с полупрозрачным зеркалом 6 образуют волоконный ответвитель/расщепитель оптического луча гироскопа, реализуя встречное движение лучистой энергии по кольцевому резонатору и частичный ее съем в виде интерференционной картины на фотодиод 5. За счет этого реализуется эффект Саньяка в пассивном контуре.

Достоинствами данной конструкции следует считать:

1. Надежность системы, которая определяется полупроводниковым источником излучения, низковольтным питанием.

2. Конструктивная простота устройства с максимальным количеством унифицированных деталей.

3. Экономическая целесообразность, которая определяется максимальным уровнем унифицированных деталей.

К недостаткам данной конструкции следует отнести:

1. Нелинейность выходного сигнала при малой угловой скорости из-за малой чувствительности системы даже при длинах оптоволокна 1000 м.

2. Недостаточная жесткость конструкции, что определяет дрейф выходного сигнала из-за смещения витков катушки при сильных вибрациях объекта, на котором установлен гироскоп.

3. Изменение длины оптического пути под воздействием теплового расширения, давления и механических деформаций.

Наиболее близким к заявляемому устройству является моноблочная конструкция лазерного гироскопа, разработанная американской фирмой «Honeywell» [Горенштейн И.А., Шульман И.А. Инерциальные навигационные системы. / Под ред. канд. техн. наук И.А.Горенштейна - Москва: Машиностроение, 1970. - 230 с. - С.161-164]. Сущность конструктивного решения прототипа раскрывает чертеж на Фиг.2.

Конструктивно система содержит: 1 - корпус; 2 - аноды; 3, 6 - зеркала с высокой отражательной способностью; 4 - цилиндрические каналы; 5 - катод; 7 - диафрагма; 8 - полупрозрачное зеркало; 9 - призма.

Корпус 1 прибора - монолитный блок из плавленого кварца, в котором просверлены цилиндрические каналы 4. Оси этих каналов лежат в одной плоскости и образуют равносторонний треугольник, в вершинах которого расположены зеркала 3, 6 и 8. Зеркала 3 и 6 имеют отражательную поверхность с очень высокой отражательной способностью в диапазоне рабочих частот излучения, что достигается, например, применением многослойного диэлектрического покрытия. Зеркало 8 является полупрозрачным, благодаря чему осуществляется вывод лучистой энергии из контура для съема выходного сигнала. Поверхность отражающего зеркала 3 выполнена в виде участка сферы большого радиуса, что позволяет значительно упростить юстировку оптического контура.

Для обеспечения достаточной жесткости системы зеркала соединяются с кварцевым блоком 1 методом молекулярной адгезии, для чего контактирующие поверхности кварцевого блока и зеркал делаются предельно плоскими и тщательно полируются. Внутренние полости блока заполняются смесью гелия и неона под давлением около 5 мм рт.Ст. и образуют совместно с зеркалами объемный резонатор. В кварцевом блоке располагаются также электроды системы самовозбуждения оптического квантового генератора (ОКГ) - два анода 2 и катод 5. Полупрозрачное зеркало 8 контактирует с призмой 9, обеспечивающей подвод лучистой энергии к фотоэлектрическому считывающему устройству. В одном из каналов резонатора располагается диафрагма 7, регулировка которой обеспечивает одномодовый режим работы ОКГ.

Достоинствами данной конструкции следует считать:

1. Высокая жесткость конструкции, которая определяется моноблочностью кольцевого резонатора и интегрированностью оптического квантового генератора.

2. Достаточно высокие электрические характеристики гироскопической системы.

К недостаткам данной конструкции следует отнести:

1. Недостаточная надежность системы, которая определяется газовым источником излучения, конструктивно выполненным внутри оптических каналов моноблока; высоковольтным питанием.

2. Нелинейность выходного сигнала при малой угловой скорости из-за наличия влияния синхронизма в активной газовой среде ОКГ.

3. Дрейф выходного сигнала из-за газовых потоков в кольцевом лазере.

4. Изменение длины оптического пути под воздействием теплового расширения, давления и механических деформаций.

5. Высокие экономические затраты и сложность технологии сборки моноблока и системы зеркал устройства.

Общим признаком известных лазерных гироскопов являются: лазерный излучатель, кольцевой резонатор с системой зеркал для создания замкнутого движения оптического луча, система съема информации в виде лучистой энергии интерференционной картины.

Технический результат изобретения состоит в повышении надежности конструкции, ее технологичности и, в целом, создании лазерного гироскопа, обладающего достоинствами газового и волоконно-оптического гироскопов, параметры которого остаются приемлемыми для навигационных задач при повышенной общей надежности системы.

Заявляемое устройство содержит треугольный оптический моноблок со сформированными оптическими каналами, зеркала полного отражения лучистой энергии, полупрозрачное зеркало и призму для съема информации в виде лучистой энергии интерференционной картины, а в качестве источника оптического излучения в устройство включен полупроводниковый лазер, для обеспечения одномодового режима излучения которого последний снабжен дополнительным внешним оптическим резонатором в виде полусферы, которая усечена симметрично относительно центральной оси симметрии с обеих сторон до толщины оптического моноблока и покрыта светоотражающим покрытием, причем вдоль ее продольной оси симметрии сформированы два оптически прозрачных отверстия на уровне, совпадающем с уровнем оптических каналов моноблока, реализующих в резонаторе излучателя продольный оптический канал по геометрии и положению совпадающий с основным каналом моноблока, а для сопряжения источника оптического излучения в оптическом моноблоке сформировано посадочное место радиусом, совпадающим с радиусом полусферы оптического резонатора излучателя так, что сформированный оптический канал являлся продолжением оптического канала моноблока, замыкая кольцевую оптическую схему моноблока.

Общими для заявляемого устройства и прототипа являются следующие признаки:

- треугольный оптический моноблок,

- сформированные в треугольном оптическом моноблоке оптические каналы,

- зеркала полного отражения лучистой энергии,

- полупрозрачное зеркало,

- призма для съема информации в виде лучистой энергии интерференционной картины.

Отличительными от прототипа являются следующие признаки:

- полупроводниковый лазер в качестве источника оптического излучения,

- дополнительный внешний оптический резонатор в виде полусферы, которая усечена симметрично относительно центральной оси симметрии с обеих сторон до толщины оптического моноблока,

- внешний оптический резонатор покрыт светоотражающим покрытием, а вдоль его продольной оси симметрии сформированы два оптически прозрачных отверстия на уровне, совпадающем с уровнем оптических каналов моноблока, реализующих в резонаторе излучателя продольный оптический канал, по геометрии и положению совпадающий с основным каналом моноблока,

- для сопряжения источника оптического излучения и моноблока в последнем сформировано посадочное место радиусом, совпадающим с радиусом полусферы оптического резонатора излучателя так, что сформированный оптический канал является продолжением оптического канала моноблока, замыкая кольцевую оптическую схему моноблока.

Сущность конструктивного решения заявляемого устройства раскрывает чертеж на Фиг.3. Заявляемая конструкция устройства содержит: 1 - треугольный оптический моноблок; 2 - цилиндрические каналы; 3, 4 - зеркала с высокой отражательной способностью; 5 - полупрозрачное зеркало; 6 - призма; 7 - дополнительный оптический резонатор; 8 - полупроводниковый лазер.

Треугольный оптический моноблок 1 изготовлен из оптически прозрачного материала, например, из плавленого кварца или органического стекла, в котором просверлены цилиндрические каналы 2. Оси этих каналов лежат в одной плоскости и образуют равносторонний треугольник, в вершинах которого расположены зеркала 3, 4 и 5. Зеркала 3 и 4 имеют отражательную поверхность с очень высокой отражательной способностью в диапазоне рабочих частот излучения, что достигается, например, применением многослойного диэлектрического покрытия. Зеркало 5 является полупрозрачным, благодаря чему осуществляется вывод лучистой энергии из контура для съема выходного сигнала. Поверхность отражающего зеркала 3 выполнена в виде участка сферы большого радиуса, что позволяет значительно упростить юстировку оптического контура моноблока 1.

Внутренние полости блока полируются и соединены с окружающим пространством. Фактически моноблок 1 образует совместно с зеркалами пассивный кольцевой резонатор. Поскольку внутренние полости не герметичны (они не наполнены активным газом, как это имеет место в газовом лазере), то данное условие снижает технологические требования на герметичную фиксацию зеркал относительно моноблока 1. Полупрозрачное зеркало 5 контактирует с призмой 6, обеспечивающей подвод лучистой энергии к фотоэлектрическому считывающему устройству.

В качестве источника оптического излучения в устройство включен полупроводниковый лазер 8, для обеспечения одномодового режима излучения которого последний снабжен дополнительным внешним оптическим резонатором в виде полусферы 7 диаметром D. В оптическом резонаторе сформировано посадочное место под полупроводниковый лазерный диод диаметром С.Данный оптический резонатор призван дополнительно скорректировать волновой фронт излучения полупроводникового лазера, поскольку непосредственно полупроводниковый лазер является многомодовой структурой. Сущность конструктивного решения дополнительного оптического резонатора раскрывает чертеж на Фиг.4. Полусфера резонатора 7 изготавливается из того же материала, что моноблок 1. Конструктивно полусфера резонатора усечена симметрично относительно центральной оси симметрии с обеих сторон до толщины оптического моноблока L и покрыта светоотражающим покрытием, например, тонкопленочным покрытием из золота (Au), серебра (Ag) или алюминия (Al). Вдоль продольной оси симметрии оптического резонатора сформированы два оптически прозрачных отверстия на уровне H, совпадающем с уровнем оптических каналов моноблока, за счет которых реализуется в резонаторе излучателя продольный оптический канал диаметром B, по геометрии и положению совпадающий с основным цилиндрическим каналом 2 моноблока 1. В итоге, излучение от полупроводникового лазера 8 формируется в виде параллельного пучка вдоль созданного канала, т.е. имеет место почти плоский волновой фронт, а излучение является узконаправленным и двухсторонним.

Для сопряжения источника оптического излучения 8 в оптическом моноблоке 1 сформировано посадочное место радиусом, совпадающим с радиусом полусферы оптического резонатора 7 излучателя так, что сформированный оптический канал являлся продолжением цилиндрического оптического канала 2 моноблока 1, замыкая оптическую схему кольцевого резонатора.

Устройство лазерного гироскопа работает следующим образом. При подаче низковольтного питания на лазерный диод 8 последний генерирует многомодовое излучение. Для нормального функционирования заявляемого устройства целесообразно, чтобы излучение было максимально близко к одномодовому. Дополнительный оптический резонатор 7 фактически является пассивным резонатором Фабри-Перо. Его конструкция позволяет сформировать узконаправленное и двухстороннее излучение от лазерного диода 8 в горизонтальном оптическом канале. Данное излучение системой зеркал 3, 4, 5 юстируется таким образом, чтобы световой луч беспрепятственно двигался по замкнутому конуру, образованному тремя цилиндрическими каналами 2. В итоге, в контуре циркулируют в противоположных направлениях электромагнитные поля излучения лазерного диода 8 и при отсутствии изменяющейся абсолютной угловой скорости устанавливается система стоячих волн. Среднее угловое положение узлов и пучностей этой системы координат не изменяется при вращении контура (моноблока 1) вокруг свой оси, перпендикулярной к его плоскости, что объясняется соответственным излучением частот излучений, распространяющихся в разные стороны.

Для съема выходного сигнала лазерного датчика угловых скоростей (лазерного гироскопа) полупрозрачное зеркало 5 и призмой 6 встречные лучи выводятся из контура по малым углом друг к другу. Образуемая при этом интерференционная картина, представляющая собой интерференционные полосы, следующие друг за другом с определенной разностью частот, фиксируется фотоприемником, входящим в систему обработки информационного сигнала от лазерного гироскопа. На его выходе получается электрический сигнал переменного тока. Частота этого тока пропорциональна измеряемой абсолютной угловой скорости вращения моноблока 1 вокруг свой оси. Фазовая составляющая частоты выходного сигнала указывает на направление угловой скорости вращения.

Использование заявляемого устройства позволяет создавать лазерные моноблочные гироскопы с полупроводниковыми источниками излучения для навигационных систем объектов, которые в процессе выполнения своих функций подвергаются значительным механическим нагрузкам, широкодиапазонным температурным воздействиям и другим дестабилизирующим факторам, обладая при этом высокой надежностью и приемлемыми техническими параметрами как датчики угловых скоростей.

Лазерный гироскоп, содержащий треугольный оптический моноблок со сформированными оптическими каналами, зеркала полного отражения лучистой энергии, полупрозрачное зеркало и призму, отличающийся тем, что в качестве источника оптического излучения в конструкцию включен полупроводниковый лазер, для обеспечения одномодового режима излучения которого последний снабжен дополнительным внешним оптическим резонатором в виде полусферы, которая усечена симметрично относительно центральной оси симметрии с обеих сторон до толщины оптического моноблока и покрыта светоотражающим покрытием, причем вдоль ее продольной оси симметрии сформированы два оптически прозрачных отверстия на уровне, совпадающем с уровнем оптических каналов моноблока, реализующих в резонаторе излучателя продольный оптический канал, по геометрии и положению совпадающий с основным каналом моноблока, а для сопряжения источника оптического излучения в оптическом моноблоке сформировано посадочное место радиусом, совпадающим с радиусом полусферы оптического резонатора излучателя так, что сформированный оптический канал является продолжением оптического канала моноблока, замыкая кольцевую оптическую схему моноблока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для измерения угловой скорости, выполненным на кольцевых лазерах. .

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к оптическим схемам преобразователей угловой скорости на кольцевых лазерах. .

Изобретение относится к лазерным гироскопам и предназначено для увеличения срока службы трехосного гироскопа. .

Изобретение относится к твердотельным лазерным гироскопам, предназначенным для измерения скорости вращения или относительных угловых положений, и используется, в частности, в области аэронавигации.

Изобретение относится к твердотельным лазерным гироскопам, предназначенным для измерения скорости вращения или относительных угловых положений, и может быть использовано, в частности, в области аэронавигации.

Изобретение относится к области твердотельных лазерных гироскопов, используемых в инерциальных системах, в частности в авиационных. .

Изобретение относится к области твердотельных лазерных гироскопов, используемых для измерения скоростей вращения или угловых положений, в частности, в аэронавтике.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно устройствам для измерения угловой скорости, выполненным на кольцевых лазерах. .

Изобретение относится к твердотельным гиролазерам. .

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к гироскопическим преобразователям угловой скорости на кольцевых лазерах. .

Способ позиционирования трех передвижных зеркал в лазерном гирометре, содержащем три кольцевых лазерных резонатора, осуществляется при запуске гирометра. Каждый из резонаторов содержит среду, возбуждаемую для генерирования световых волн. Каждый из резонаторов образован набором зеркал, включающим два передвижных зеркала. Каждое из трех передвижных зеркал участвует в образовании двух резонаторов. Осуществляют предварительное позиционирование трех зеркал. Осуществляют перемещение одновременно трех зеркал с одинаковой амплитудой, меньшей или равной промежуточной моде резонатора, таким образом, чтобы каждый из резонаторов проходил через длину, при которой обеспечивается максимальное усиление. Интенсивность волн, проходящих через каждый из резонаторов, измеряют для каждого триплета положений, занимаемых зеркалами. На основании трех триплетов определяют длины каждого из резонаторов, при которой в нем обеспечивается максимальная интенсивность. Определяют конечные положения зеркал, при которых обеспечивается максимальная интенсивность в трех резонаторах. Технический результат заключается в обеспечении возможности ускорения позиционирования зеркал. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к лазерной гирометрии. Гиролазер содержит твердый цилиндрический усилительный стержень (SA), содержащий ось вращения (ASR) и кольцевой пьезоэлектрический элемент (PE) возбуждения упомянутого усилительного элемента на предопределенной частоте f вдоль упомянутой оси вращения (ASR). При этом пьезоэлектрический элемент (PE) неподвижно установлен на одной из двух крайних секций усилительного стержня (SA) таким образом, чтобы его ось вращения совпадала с упомянутой осью вращения (ASR) усилительного стержня (SA). При этом на свободной крайней секции пьезоэлектрического элемента (PE) неподвижно установлен кольцевой динамический противовес (CBD), таким образом, чтобы его ось вращения совпадала с упомянутой осью вращения (ASR) усилительного стержня (SA). Размеры усилительного стержня (SA) определены таким образом, чтобы его можно было рассматривать как недеформирующийся на частоте возбуждения f. Технический результат заключается в обеспечении возможности получения высокой частоты механического возбуждения без ухудшения геометрических характеристик усилительного стержня. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к гироскопическим преобразователям угловой скорости, выполненным на кольцевых лазерах. Блок лазерных гироскопов содержит выполненные в основании три лазерных гироскопа, имеющих замкнутые четырехугольные контуры. На каждой из одних трех граней основания установлена комбинация рефлектора и трехгранной призмы, на каждой из других трех граней расположена комбинация рефлектора с устройством регулировки периметра контура. В основании расположены три пары анодов, катод в отверстии основания, от которого отходят три отверстия. В местах установления комбинаций рефлектора и трехгранной призмы и комбинаций рефлектора с устройством регулировки периметра контура в основании выполнены углубления, каждое из которых дополнено идущим вглубь основания пазом. При этом продольная ось паза смещена относительно центральной оси углубления, отношение длины паза к его ширине доходит до трех. В каждый паз выходит одно из трех отверстий, отходящих от катода. Изобретение позволяет снизить требования к источнику высоковольтного питания по мощности и напряжению, повысить надежность блока. 1 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к лазерным гироскопам, которые являются датчиками вращения. Лазерный гироскоп-мультигенератор, который позволяет измерять угловую скорость или относительное угловое положение по оси вращения, содержит по меньшей мере один кольцевой оптический резонатор (1), твердотельную усиливающую среду (2) и измерительное устройство (6), расположенные таким образом, что первая распространяющаяся линейно поляризованная мода и вторая распространяющаяся линейно поляризованная мода, перпендикулярно первой моде, могут распространяться в первом направлении в резонаторе и что третья распространяющаяся линейно поляризованная мода, параллельно первой моде, и четвертая распространяющаяся линейно поляризованная мода, параллельно второй моде, могут распространяться в противоположном направлении в резонаторе. Усиливающая среда представляет собой симметричный кубический кристалл, который срезан таким образом, что входная и выходная грани перпендикулярны кристаллографическому направлению <100> и что различные моды распространяются в направлениях, перпендикулярных указанным граням. Изобретение позволяет повысить стабильность измеряемых сигналов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области лазерной техники и может быть использовано при создании навигационных систем различного типа, в частности в безинерциальных навигационных системах. Гироскоп содержит треугольный оптический моноблок со сформированными оптическими каналами, зеркала полного отражения, полупрозрачное зеркало, призму и источник оптического излучения на основе полупроводникового лазера. Для обеспечения одномодового режима излучения полупроводниковый лазер снабжен дополнительным внешним оптическим резонатором в виде усеченной призмы, которая покрыта светоотражающим покрытием. На боковых гранях усеченной призмы, которые образуют угол 40-60 градусов по отношению к ее основанию, параллельно основанию и симметрично сформированы два оптически прозрачных отверстия на уровне, совпадающем с уровнем оптических каналов моноблока, для создания в резонаторе продольного оптического канала по геометрии и положению совпадающего с основным оптическим каналом моноблока. Изобретение обеспечивает повышение надежности системы. 4 ил.

Изобретение относится к гиролазерам. Гиролазер содержит кольцеобразный оптический резонатор, содержащий три зеркала и твердотельную усилительную среду с накачкой от лазерного диода. Гиролазер относится к классу В и представляет собой лазер, для которого время отклика инверсии заселенности является очень большим по сравнению с другими характерными временами, которые представляют собой время существования когерентностей и характерное время затухания резонатора. При этом гиролазер содержит средство измерения различия оптической частоты, присутствующей между двумя оптическими модами. Кроме того, гиролазер содержит средство измерения общей оптической мощности, циркулирующей в оптическом резонаторе, и первое средство управления током, подаваемым от источника питания таким образом, чтобы поддерживать по существу постоянную общую оптическую мощность, при этом первое средство управления током оптимизировано для работы с первой полосой частот, по существу центрированной на частоте релаксации лазера и шириной 1/(4πT1), где T1 представляет собой время отклика инверсии заселенности в усилительной среде. Технический результат заключается в улучшении инерционных характеристик гиролазера. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предложенное изобретение относится к твердотельным лазерным гироскопам, в которых производится коррекция параметров встречных лазерных лучей. Предложенный твердотельный лазерный гироскоп содержит устройство для стабилизации сил света, позволяющее поддерживать равновесие двух встречных мод, имеющее средство для вычисления измерения вращения, резонатор, средство для измерения команды управления, средство для сохранения модели изменения смещения частоты, вызванного посредством устройства для стабилизации сил света, как функции от команды управления, средство для вычисления смещения частоты, вызванного посредством устройства для стабилизации сил света на основе значения команды управления и модели, средство для вычисления смещения при измерении вращения, вызванного посредством смещения частоты, средство для компенсации смещения при измерении вращения. Предложенный лазерный гироскоп позволяет устранить смещение в ходе лазерных лучей, связанное с двойным лучепреломлением в оптическом резонаторе. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение касается отбраковки кольцевых резонаторов лазерных гироскопов по величине порога зоны нечувствительности (порога захвата) и значениям нелинейных искажений масштабного коэффициента. Способ заключается в том, что возбуждают в кольцевом резонаторе волны собственных колебаний с помощью излучения внешнего лазера и определяют величину порога полосы захвата кольцевого резонатора, по превышению допустимого значения которого принимают решение об отбраковке кольцевого резонатора. Дополнительно возбуждают в кольцевом резонаторе собственное колебание во встречном направлении путем установки у выходного зеркала кольцевого резонатора возвратного зеркала, и проводят измерение временных зависимостей интенсивностей встречных волн, выходящих из кольцевого резонатора, при продольном перемещении возвратного зеркала на расстояние, превышающее половину длины волны лазерного излучения, а величину порога полосы захвата кольцевого резонатора определяют по результатам измерений временных зависимостей интенсивностей встречных волн. Технический результат заключается в повышении точности отбраковки. 3 ил.

Изобретение относится к лазерной технике, в частности к гироскопии, и может быть использовано для прецизионного измерения угловых перемещений лазерного гироскопа. Способ прецизионной обработки сигналов лазерного гироскопа со знакопеременной частотной подставкой, при котором оцифровывают первичные квадратурные сигналы, отражающие перемещения интерференционной картины, образованные выведенными из кольцевого лазера встречными лазерными пучками, осуществляют аппроксимацию эллипсом множества точек на плоскости переменных, соответствующих отсчетам первичных сигналов, и восстановление временного ряда для изменений разности фаз интерферирующих волн (угловых перемещений кольцевого лазера) за равные интервалы времени, при этом частота дискретизации первичных сигналов определяется верхним пределом диапазона измеряемых угловых скоростей; частота обновления отсчетов угловых перемещений кольцевого лазера выбирается вблизи верхнего предела, обеспечивающего гарантированное определение параметров первичных квадратурных сигналов; полученный временной ряд угловых перемещений кольцевого лазера преобразуется в угловые перемещения лазерного гироскопа с помощью цифрового режекторного узкополосного фильтра с бесконечной импульсной характеристикой, центр полосы подавления которого соответствует частоте знакопеременной подставки. Технический результат - уменьшение погрешности при измерениях в реальном времени угловых перемещений. 6 ил.

Лазерный гироскоп содержит многоугольный оптический моноблок с оптическими каналами, зеркала полного отражения и полупрозрачное зеркало. В качестве источника оптического излучения используется полупроводниковый лазер. Оптический моноблок выполнен по форме равностороннего правильного шестиугольника, в геометрическом центре которого выполнены термоэлектрический модуль и источник излучения, находящийся в тепловом контакте с радиатором термоэлектрического модуля. Зеркала полного отражения и полупрозрачное зеркало, выполненное в виде интерференционного преобразователя в форме линзы, примыкают непосредственно к граням оптического моноблока. При этом коэффициенты линейного температурного расширения материалов зеркал полного отражения лучистой энергии и полупрозрачного зеркала равны или близки к коэффициенту линейного температурного расширения оптического моноблока, а полупрозрачное зеркало установлено в юстировочном приспособлении. Технический результат заключается в компенсации температурной погрешности, обеспечении работоспособности устройства при высоких и низких температурах. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх