四频差动激光陀螺小抖动稳频工作模式判别技术研究

为避免传统光强差稳频方式的缺陷,提出了四频差动激光陀螺小抖动稳频方法。从四频陀螺工作原理出发,分析了小抖动稳频的可行性,其中工作模式判别问题是技术难点。提出三种解决方法：改变左右旋模频率间隔、光强差稳频方式的扫模电路结合、根据陀螺零漂数据来判别,为进一步研究提供了参考。     

四频差动激光陀螺辐射捕获效应的理论研究

为了研究四频差动激光陀螺误差因素，辐射捕获效应需要考虑。从激光器辐射捕获物理机制出发，引入s因子表征烧孔被部分填充，结合自洽方程组推出新的修正公式，解决了Aronowitz修正方法与实验相矛盾之处。同时基于四模激光器模型，从能级跃迁的物理本质出发，考虑了模间精细耦合作用特点，得到了四频差动激光陀螺的辐射捕获效应修正公式，并做了双同位素情形下的修正。这对激光陀螺的理论研究有参考价值。     

四频差动激光陀螺随机误差建模与滤波研究

根据四频差动激光陀螺随机误差的特性,对实验采集的某型四频差动激光陀螺的静态输出数据,使用p阶自回归q阶滑动平均模型(ARMA(p,q))进行分析,并采用BIC准则确定模型的阶数。基于建立的ARMA(p,q)模型,使用卡尔曼滤波对四频差动激光陀螺的静态输出数据进行滤波处理,检验结果表明,该方法能明显减小四频差动激光陀螺的随机误差。     

激光陀螺中朗缪尔流形的研究

为了减小激光陀螺中朗缪尔流导致的误差,研究了在阴、阳极之间增加旁路管对放电管朗缪尔流的控制作用。采用气体辉光放电理论,通过改变旁路管半径、放电电流和气体压强,计算了多种情况下放电管的朗缪尔流形。结果表明,上述3个参量的改变都会导致朗缪尔流形的改变,更为重要的是,完全可以将放电管中基模截面上的平均朗缪尔流速调整为0。该发现很好地解释了激光陀螺相关研究中未能解释的一些实验现象,对减小激光陀螺中朗缪尔流零漂从而进一步降低激光陀螺的温度敏感性具有一定的意义。     

四频差动激光陀螺的研制与进展

四频差动激光陀螺原理先进,特别是在消除低转速时的闭锁效应方面具有独特的优点,因而具有强大的生命力,现已成为美国两个主要陀螺公司之一的利顿公司的第二代激光陀螺。在国内,四频差动激光陀螺的研制已经成功地走过了原理样机和实验室样机两个阶段,目前正在进行工程化攻关。本文从四频差动激光陀螺的原理和特点出发,简要介绍近年来国内外四频差动激光陀螺的研制动态,对四频差动陀螺的各种新方案和新进展进行了分析     

热传递对异面腔四频差动激光陀螺温度漂移补偿的影响

为了减小四频激光陀螺零漂的温度敏感性,对数学补偿模型和安装结构热设计进行了研究。通过高低温实验研究了四频激光陀螺零漂与温度的关系。第一次采用普通铜支架将四频激光陀螺固定在屏蔽盒内,由于两放电支路的温度变化不对称,温度变化率是数学补偿模型的显著项。第二次设计了专用铜支架,使两放电支路的温度对称地变化,因而温度变化率在数学补偿模型中的重要性大大降低。改进支架之后,补偿后的零漂残差从0.018 Hz降低到0.01 Hz,即便采用温度多项式补偿模型也能达到0.012 Hz。这些结果表明:在设计四频激光陀螺系统时,安装结构热设计能够提高数学模型补偿的效果,温度补偿是提高四频激光陀螺的精度的有效方法,在-40~60℃温度范围内补偿后的百秒标准差达到0.013/（（）h）。     

差动激光陀螺的进展

差动激光陀螺是捷联式惯性制导的一个重要进展。它的四个同时振荡的模使它具有激光陀螺所固有的许多优点.而又消除了目前双模陀螺装置的许多缺点。差动激光陀螺的概念是使用两个完整的,在同一光学谐振腔内工作的激光陀螺仪。这两个陀螺仪利用它们的偏振状态互相区别:一个是右旋圆偏振,另一个是左旋圆偏振。这两个陀螺仪依靠相同的法拉第元件偏移出它们各自的死区。因为它们的偏振状态相反,所以它们对于一个给定的旋转输入速度的反应,是大小相等而方向相反的频移。当将一个陀螺的输出从另一个陀螺的输出中减去时,其结果是速度灵敏度增加一倍,而公共的法拉第偏频作用则抵消了。用这种方式工作的差动激光陀螺仪对法拉第偏频的变化不受影响。因此对法拉第元件的稳定性并无要求。此外,差动激光陀螺不再需要无论是机械的还是电的颤动偏频。本文研究了这些特点以及差动激光陀螺的另外一些特性,使陀螺性能得到了重要改进。内容包括减小屏蔽的要求,消除所有的活动部件(包括那些与腔长控制有关的部件)以及在收集数据和自校准能力方面的优点。     

四频差动激光陀螺模式损耗导致的零偏

为了进一步提高四频差动激光陀螺(DILAG)的精度,对其模式损耗导致的零偏进行了理论和实验研究.考虑气体增益介质的色散效应对环形空腔频率的修正,推导了DILAG零偏与磁场强度、氖xg.同位素配比、模式损耗、腔长等参量在不同工作方式下的关系式.采用腔长调谐、施加磁场、改变工作方式等方法进行了实验研究.研究结果给出了DIL...     

四频差动激光陀螺的零漂敏感性

腔长、磁场、增益、腔损等因素的变化是四频差动激光陀螺零漂的重要来源,为了提高陀螺精度,研究了零漂随这些因素的变化关系.首先固定谐振腔周长、互易偏频、法拉第偏频、腔损、峰值增益、多普勒加宽、气压、氖同位素比例,利用自洽方程组仿真了零漂随失谐频率和磁场的变化规律.然后分别改变谐振腔周长等8个参量,对零漂随失谐频率和磁场的变...     

差分损耗对四频差动激光陀螺零漂的影响

为了减小差分损耗对四频差动激光陀螺性能的影响,根据气体激光的半经典理论,采用数值仿真的方法,对差分损耗所导致的零漂进行了理论分析。四频差动激光陀螺中4个模式由于偏振态、运行方向的不同而具有不同的单程损耗。激发模的光强和频率与单程损耗有关,差损的影响如不能在差频中抵消就导致零漂。计算了失谐频率、磁场、腔长、互易偏频、法拉第偏频、多普勒加宽和气压对3种差损系数的影响,讨论了气压和气比对差损系数的影响。结果表明,偏振差损的影响可以通过施加磁场消除,而方向和磁圆二向色性差损无法通过改变磁场和失谐频率消除;改变气压和氖同位素比例可以改变各差损系数,除了减小差损本身外,优化增益气体对减小差损零漂也有一定的作用。