连续光轨道角动量谐振腔陀螺仪制造技术

本发明专利技术公开了一种连续光轨道角动量谐振腔陀螺仪，主要包括激光光源，共轭叠加态相位片、高品质因数光学谐振腔、模式匹配透镜‑棱镜组，压电陶瓷伺服系统和平衡差分探测器。通过构建并锁定光学谐振腔的结构，提取出角速度对携带轨道角动量的模式演化的影响，并转化为电信号输出。相比光纤陀螺仪，本发明专利技术采用轨道角动量模式在光学谐振腔的演化，替代了光在光纤中的传播，避免了光在光纤中传播时的损耗问题。本发明专利技术具有装置结构稳定、精度可优化空间大、数据读取方便等特点。本发明专利技术可以用于精密导航、定位、信号传感等。

【技术实现步骤摘要】
连续光轨道角动量谐振腔陀螺仪
本专利技术涉及陀螺仪，尤其涉及一种连续光轨道角动量谐振腔陀螺仪。
技术介绍
陀螺仪是测量相对惯性参考系转动角速度的装置。光纤陀螺仪为其中一种商用产品。光纤陀螺仪将单色光束一分为二，分别耦合进入一个光纤盘的相反环路方向，在输出端产生干涉条纹。由于萨格纳克(SagnacG.)效应，当光纤盘在环路平面转动时，干涉条纹将会移动，其移动数量正比于转动的角速度和环路的面积。为了取得大的环路面积要使用长的光纤，这样在传播过程中将损耗一部分光强，由于量子噪声的存在，这将降低干涉条纹的可见度，从而限制进一步提高光纤陀螺仪的分辨率。在光纤中的损失是制约现今光纤陀螺仪分辨率的一个瓶颈，需要一种新的设计来避免光在传播中的损耗。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种连续光轨道角动量谐振腔陀螺仪，具有装置结构稳定、精度可优化空间大、数据读取方便等优点。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种连续光轨道角动量谐振腔陀螺仪，包括：双色激光光源、共轭叠加态相位片、第一与第二双色镜、光学谐振腔、光电探测器、模式匹配透镜-棱镜组、压电陶瓷伺服系统和平衡差分探测器；其中：所述双色激光光源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续光轨道角动量谐振腔陀螺仪，其特征在于，包括：双色激光光源、共轭叠加态相位片、第一与第二双色镜、光学谐振腔、光电探测器、模式匹配透镜‑棱镜组、压电陶瓷伺服系统和平衡差分探测器；其中：所述双色激光光源输出信号光与参考光；一部分的信号光A1在经过共轭叠加态相位片之前的被平衡差分探测器的第一光信号输入端接收；另一部分的信号光A2经过共轭叠加态相位片进行模式转换，携带共轭叠加态轨道角动量并射入第一双色镜；同时参考光也射入第一双色镜，信号光A2和参考光在第一双色镜上光轴达到完全重合，共同进入光学谐振腔，其中的参考光被第二双色镜反射进入光电探测器，由压电陶瓷伺服系统根据光电探测器探测的参考光从光...

【技术特征摘要】
1.一种连续光轨道角动量谐振腔陀螺仪，其特征在于，包括：双色激光光源、共轭叠加态相位片、第一与第二双色镜、光学谐振腔、光电探测器、模式匹配透镜-棱镜组、压电陶瓷伺服系统和平衡差分探测器；其中：所述双色激光光源输出信号光与参考光；一部分的信号光A1在经过共轭叠加态相位片之前的被平衡差分探测器的第一光信号输入端接收；另一部分的信号光A2经过共轭叠加态相位片进行模式转换，携带共轭叠加态轨道角动量并射入第一双色镜；同时参考光也射入第一双色镜，信号光A2和参考光在第一双色镜上光轴达到完全重合，共同进入光学谐振腔，其中的参考光被第二双色镜反射进入光电探测器，由压电陶瓷伺服系统根据光电探测器探测的参考光从光学谐振腔内出射的误差信号，将谐振腔的长度稳定在共振点处；信号光A2从第二双色镜透射后通过模式匹配透镜-棱镜组与共轭叠加态相位片进行一定角度旋转、模式匹配与模式转换后被平衡差分探测器的第二光信号输入端接收，由所述平衡差分探测器得到两个光信号光强之差经放大之后的结果，进而确定陀螺仪旋转角度。2.根据权利要求1所述的一种连续光轨道角动量谐振腔陀螺仪，其特征在于，所述模式匹配透镜-棱镜组包括：依次设置的道威棱镜、以及第一与第二模式匹配透镜；其中，信号光A2通过道威棱镜与第一模式匹配透镜后经共轭叠加态相位片射入第二模式匹配透镜。3.根据权利要求2所述的一种连续光轨道角动量谐振腔陀螺仪，其特征在于，还包括：第一与第二半波片、第一与第二偏振分束棱镜、单模光纤、以及第一、第二及第三反射镜；所述信号光经过第一半波片调制为线偏振光，竖直偏振部分也即信号光A1被第一偏振分束棱镜反射后被平衡差分探测器的第一光信号输入端接收；水平偏振部分也即信号光A2被第一偏振分束棱镜透射，进入共轭叠加态相位片后，信号光A2由高斯模式转化为共轭叠加的拉盖尔-高斯模式，再全部透射出第二偏振分束棱镜进入第一双...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘正昊，李强，杨木，许金时，李传锋，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34