激光陀螺的偏频技术

综述了几种主要的偏频技术,比较了目前卓有成效的速率偏频技术和机械抖动偏频技术;概述了速率偏频、机抖偏频和四频差动激光陀螺的国内外研究现状。     

抖动偏频激光陀螺的抖动控制器

在克服传统抖动控制器缺点的基础上,设计了一种运用自激振荡及自动增益控制技术的新型抖动控制器。实验表明：该抖动控制器能够较好地保持偏频的稳定。     

消除抖动偏频激光陀螺动态闭锁误差的实验研究

向抖动中注入高斯概率密度的随机噪声 ,以消除抖动偏频激光陀螺的动态闭锁误差。设计了随机噪声发生器及注入方案 ,并在自行研制的机抖陀螺上进行实验。结果表明 :动态闭锁误差因该随机噪声的注入而消除。     

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...     

机械抖动对机抖激光陀螺稳频装置的影响

分析了机抖激光陀螺中偏频系统通过机械抖动对稳频装置施加作用力的影响.此力主要通过沿抖动切线方向调制卡盘组件,并改变环形腔腔长,引起激光频率相对变化达10-7量级.实验表明,激光功率调制量随着卡盘组件质量增大和偏频量增加而增加,从而影响零偏稳定性.提高卡盘在抖动切线方向的刚度,减少其质量或采用丝杆与槽片点接触等技术措施,能减少机械抖动对稳频装置的影响,另外,对机抖陀螺应选择合适的偏频量.     

速率偏频激光陀螺寻北仪设计

设计了一套高精度的速率偏频激光陀螺寻北仪样机。样机主要由90型速率偏频激光陀螺和高精度单轴一体化转台构成,采用东西向二位置寻北方案,通过滑动平均法处理采样数据,降低量化误差的影响。在地理纬度28.2°处进行寻北实验,结果表明,静基座条件下200s寻北精度优于16″。     

四频差动激光陀螺中的激光稳频

本文首先分析了四频差动激光陀螺的稳频原理 ,进而讨论了各种稳频方案的优缺点 ,得出了实际应用中最佳的稳频方案 ,基于该方案的激光稳频系统在本文中得到实现 ,稳频精度提高了 1个数量级 ,优于 0 .5 MHz,减小了工作点不稳定带来的误差。     

二频机抖激光陀螺抖动偏频量的精确测定

采用数字信号处理技术,设计了二频机械抖动激光陀螺抖动偏频量的实时精确获取方法。从理论上说明了采用角速率绝对值和有效值的方法都能够有效地获取抖动偏频量。详细介绍了两种方法的数字化实现方法。通过仿真实验对两种数字化实现方法进行了验证,结果表明这两种实现思路是完全可行的,得到的偏频量随频率和抖幅的变化具有较好的线性。将实时获取的偏频量作为反馈量作用于抖动环路的闭环控制中,比原来的压电陶瓷反馈具有更高的可靠性,能够克服高低温带来的偏频量的变化。     

偏频锁定法稳定塞曼氦氖激光频率

研制成一种互锁的无调制的塞曼He-Ne激光稳频器。稳频中心调谐在左右旋光差频曲线的最大斜率点上,以获得有较大的激光输出功率,环路能给出快速锁定,秒级频率稳定度优于2×10~(-10)。     

速率偏频激光陀螺标度因数正反转不对称性的研究

以激光陀螺输出拍频的理论公式为出发点,分别从理论、仿真和实验三个方面分析了激光陀螺标度因数的正反转不对称性.标度因数的正反转不对称性对速率偏频激光陀螺的精度具有非常重要的影响,分别从理论分析、数值模拟的角度比较详细地讨论了标度因数与转动方向的关系,提出了一种在无须知道陀螺零偏和地球白转分量的情况下,用于测量标度因数不对称性的实验方案,通过实验得出某型激光陀螺转速绝对值为72°/s时,标度因数正反转不对称性约为0.02×10-6.     

塞曼双频激光器的优化设计

对横向塞曼双频激光器理论模型的建立及激光器参数的优化设计进行了研究,建立了连续激光器稳态工作时的激光阈值条件,得到了频率差与磁场、腔长之间的关系。选用激光管腔长为150 mm时,所加磁场应在0.03 T左右,磁场电流为1.3068 A,而管子的损耗为0.032,此时频差为1.3719 MHz。通过对理论数据的计算分析得出,为了提高频率稳定性,应合理选择磁场强度B并选定稳定性和均匀性很好的磁性材料。     

大型激光陀螺几何形变对标度因数的影响

大型激光陀螺仪的标度因数对环形腔的几何形变有很强的依赖性。根据大型激光陀螺仪的结构和工作特性,对影响测量精度的关键技术进行了研究,并对影响标度因数的环形腔的几何形变进行了计算分析,得到了环形腔几何形变后的标度因数变化情况。此外,还提出了环形腔发生几何形变时标度因数的优化方法,并给出了温度和应力对标度因数影响的变化量。结论认为,在生产条件、工作环境和腔体结构相同的情况下,对标度因数进行补偿将有利于大型激光陀螺仪测量精度的提高。     

采用预测控制进行纵向塞曼幅值热稳频的研究

产生纵向塞曼频率分裂的He—Ne激光器输出左、右旋圆偏振光,其光强差和激光频率呈稳定的调谐曲线。装置利用单片机采集幅值信号,采用预测控制理论进行数字调节,输出PWM(PulseWidth Modulation)信号补偿激光管的温度以实现热稳频控制。为实现对热稳频大滞后、非线性这一复杂系统的高质量控制,提出了预测控制方法,该方法克服了传统PID(Proportional IntegralDifferential)调节中存在的调整工作量大,控制后果不能及时反馈的不足,适用于各种热稳频过程。数字仿真和实验验证预测控制是稳定的,对模型误差的适应能力强。对10s采样周期,估算得系统频率稳定度达6.7×10~(-9)。     

直流偏压对脉冲激光烧蚀沉积非晶碳膜的影响

在不同的负直流衬底偏压下，用脉冲激光沉积法在单晶Si和K9玻璃衬底上沉积上水晶碳膜，用扫描电镜观察膜的表面形貌；用椭偏法测量沉积在K9玻璃上的厚茺和折射率；显微硬度相对于硅衬底测量；对沉积在硅衬底上的膜进行了Raman光谱分析，光谱表现为3个峰。在激光能量相同时，线宽随偏压不同而不同，膜的硬度随偏压不同而不同。     

一种测量滚转角的新方法

提出了一种基于横向塞曼激光器的滚转角测量系统,实现了大范围、高精度的滚转角测量。系统利用四分之一波片将横向塞曼激光器射出的正交线偏振光轻微椭偏化,检偏器作为滚转角传感器跟随被测件转动,再用光电探测器检测出射光的相位变化,得到检偏器的滚转角变化。这时相位变化与转角成非线性关系,在特定的角度上出现测量转角的灵敏度倍增区。采用这种方法,可以实现大范围的滚转角测量,并且在特定的角度上得到很高的灵敏度。使用分辨率为0.01°的相位计,滚转角的测量分辨率达到0.00018°     

激光陀螺测试仪中的通信设计

激光陀螺仪是惯性系统的基本元件,它的工作精度直接决定着导航系统的精度。温度变化是激光陀螺产生零偏误差的主要因素,制约了陀螺精度的进一步提高。本文介绍了温度场变化对激光陀螺精度的影响;在设计激光陀螺仪温度测试系统的过程中,详细阐述了激光陀螺测试仪中的通信设计技术及软硬件实现方法,完成了对激光陀螺仪温度和湿度的实时调控。     

超大环形激光陀螺仪谐振腔参数研究

大型激光陀螺是一种基于Sagnac效应的惯性传感器.随着尺寸的增加,基模运转和增益成为重要参数.针对镜片匹配、放电电流大小及腔长等,计算了ABCD矩阵与高斯光束的特征参数,验证了不同边长下环形谐振腔腰斑位置及放电电流对光阑的影响.实验结果表明,出光阈值处光斑质量最优,光斑最为平整,比值接近于1且对称结构有利于高效读取信...     

He—Ne激光对红细胞氧解离的影响

为研究低功率激光对红细胞载氧能力的影响，从健康人静脉取血，用生理盐水洗涤，配制成红细胞悬浮液，经He-Ne激光照射后，置于减压瓶中减压脱氧。然后设置不同的氧分压，分别检测血氧饱和度，进而绘制成红细胞氧解离曲线。与对照组相比，在一定条件下，激光照射能使红细胞的氧解离曲线向左偏移，这表明，用低功率He-Ne激光照射红细胞，能够增加血红蛋白的氧亲和力，从而提高红细胞的载氧能力。     

激光陀螺机械抖动环控制电路误差分析

机械抖动机构是激光陀螺仪中的一个精密机电元件,为了提高陀螺的精度,消除抖动偏频的动态闭锁误差,需要对抖动环的误差进行分析,并对该环节进行检测.通过对抖动环的误差、随机噪声的分析研究,给出了抖动环的测试方案,并用单片机实现了伪随机码产生的方法,通过理论分析说明减少各个环节的误差的重要性以及加入随机噪声可以有效地消除动态锁区的原理.     

机抖激光陀螺检测电路前置放大器的设计与分析

首先简单介绍了激光陀螺信号特点,在此基础上设计一种实用的低噪声、大动态范围的激光陀螺前置放大整形电路。分析了该放大电路的基本工作原理,计算了放大电路的传递函数、相对误差和噪声。理论分析和实验结果表明：该放大整形电路完全能够满足激光陀螺的实用要求,并成功应用于机抖激光陀螺检测系统上,取得了良好的效果。