【技术实现步骤摘要】
一种高精度无锁区激光陀螺装置及方法
本专利技术涉及激光陀螺
，特别涉及一种高精度无锁区激光陀螺装置及方法。
技术介绍
激光陀螺由于具有精度高、标度因数稳定、寿命长、动态范围宽等优异的性能，成为惯性导航技术的核心设备，在航空航海航天、地震探测、非线性光学效应研究、运动物体形变测量等领域得到了广泛的应用。激光陀螺是基于Sagnac效应测量原理的惯性器件，它是利用环形谐振腔内顺时针传播方向与逆时针传播方向行波间的拍频正比于外部输入角速度的特点，通过对拍频的精确测量而获得陀螺相对于惯性空间的转速。但在激光陀螺转动速度较小时，由于谐振腔中腔镜的背向散射光和反向传播光束方向一致，造成激光陀螺的闭锁效应，使相向传播的两束光波会变成同一频率，从而使得输出的频差变为零，降低激光陀螺的精度。因此，实现高精度无锁区激光陀螺对激光陀螺的发展具有重大的意义。目前，国内外通常采用两种方式获得高精度的激光陀螺，一种方式通过提高镀膜工艺，大幅降低锁区，但仍难利用激光陀螺感应15°/h的地球自转；另一种方式采用偏频措施克服锁区，使激光陀螺输出正...
【技术保护点】
1.一种高精度无锁区激光陀螺装置，其特征在于：为环形腔激光器，包括按照泵浦光传播方向依次设置的泵浦源、聚焦镜、第一凹面镜、增益介质、第二凹面镜、第四凹面镜、液体染料可饱和吸收体；所述液体染料可饱和吸收体产生顺时针激光脉冲和逆时针激光脉冲，所述顺时针激光脉冲依次经过第二凹面镜、平面镜、三棱镜色散补偿系统，至输出镜输出；所述逆时针激光脉冲依次经过所述第四凹面镜、所述第二凹面镜、所述增益介质、所述第一凹面镜，至所述输出镜输出；其中，所述液体染料可饱和吸收体通过饱和损耗机制，将连续激光器中杂乱的多脉冲调制成有规律的脉冲串。/n
【技术特征摘要】
1.一种高精度无锁区激光陀螺装置，其特征在于：为环形腔激光器，包括按照泵浦光传播方向依次设置的泵浦源、聚焦镜、第一凹面镜、增益介质、第二凹面镜、第四凹面镜、液体染料可饱和吸收体；所述液体染料可饱和吸收体产生顺时针激光脉冲和逆时针激光脉冲，所述顺时针激光脉冲依次经过第二凹面镜、平面镜、三棱镜色散补偿系统，至输出镜输出；所述逆时针激光脉冲依次经过所述第四凹面镜、所述第二凹面镜、所述增益介质、所述第一凹面镜，至所述输出镜输出；其中，所述液体染料可饱和吸收体通过饱和损耗机制，将连续激光器中杂乱的多脉冲调制成有规律的脉冲串。
2.根据权利要求1所述的一种高精度无锁区激光陀螺装置，其特征在于，
所述泵浦源，输出连续激光，为增益介质提供增益；
增益介质，采用布儒斯特角放置的激光晶体，包括具有宽发射光谱的钛宝石晶体或者镱掺杂晶体，利用铟箔包裹并固定在紫铜质地的晶体夹上，通以循环水冷却；
第一凹面镜和第二凹面镜，用于保证增益介质上的激光束腰与泵浦光的模式匹配；
第三凹面镜和第四凹面镜，用于调节机激光束腰与所述液体染料可饱和吸收体的染料液膜的相对位置；
三棱镜色散补偿系统，采用双棱镜对，用于提供反常色散，补偿腔内激光晶体、电光相位调制器中的晶体和空气引入的正常色散；
输出镜，用于激光输出，透过率为5％。
3.根据权利要求1所述的一种高精度无锁区激光陀螺装置，其特征在于，所述高精度无锁区激光陀螺装置的激光腔结构为环形腔激光器，环锁模方式为液体染料被动双路锁模。
4.根据权利要求1所述的一种高精度无锁区激光陀螺装置，其特征在于，所述泵浦源输出激光在800nm波段采用染料HITCI或者DTP作为所述液体染料可饱和吸收体；所述泵浦源输出激光在1μm波段采用染料BDN或者Q-Switch5作为所述液体染料可饱和吸收体。
5.根据权利要求1所述的一种高精度无锁区激光陀螺装置，其特征在于，所述液体染料可饱和吸收体置于顺时针激光脉冲和逆时针激光脉冲的第一个脉冲交叉点，利用染料的流动性使入射光的相位随机化，消除相向传播的脉冲之间的相位耦合。
6.根据权利要求1所述的一种高精度无锁区激光陀螺装置，其特征在于，从所述输出镜输出的两束激光脉冲，一束入射到分束器，另一束经过时间延迟系统入射到所述分束器，两束激光脉冲干涉产生拍频信号，由光电探测器一接收。
7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的高精度无锁区激光陀螺的高精度转速测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，调节所述环形腔激光器，实现液体染料被动双路锁模；
步骤二，向激光陀螺没有施加转速时，测量顺时针激光脉冲和逆...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱江峰，张大成，邱丽芬，田文龙，王阁阳，白满社，朱良建，翟亮，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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