一种超高精度激光陀螺技术及装置制造方法及图纸

一种超高精度激光陀螺技术及装置。目前的，类陀螺技术虽性能上已大大改善，但其代价是高成本、高复杂度，且精度上也不能完全满足需要。本发明专利技术采用全新的构思，实现了激光束直接定向技术，具有成本较低、结构简单、重量轻、漂移及灵敏度等主要指标均有数量级的改善，可广泛应用于勘探、航海、航空、航天等高精度要求的应用领域。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光技术及应用。特别适用于堪探、航海、航空、航天等高精度要求的应用领域。目前国内外同类技术大体分两类一类是机械式。另一类是激光式。其中机械式又分为轴承式、悬浮式和震动式。机械式陀螺采用角动量守恒原理或惯性矢量守恒，激光式陀螺则利用多谱勒效应，并通过不同的鉴频技术进行测量量转换，总体来看，机械式陀螺有启动时间较长、寿命较短、性能较差等缺点。目前的激光陀螺虽寿命较长，启动时间短，但漂移和灵敏度等指标较机械陀螺无明显改进，且成本较高，不易调整，仍不能完全满足高精度技术的需要。本专利技术的目的就在于解决已有技术的不足之处，提供一种能直接利用玻印廷矢量标定方向的激光陀螺技术及装置，具有成本较低、结构简单、重量轻、漂移极低、灵敏度极高等优点，特别适合应用于堪探，航海，航空、航天等高精度要求的应用领域。本专利技术的技术关键就在于直接利用玻印廷矢量标定方向，通过把以激光介质轴为中心的散射光，由与激光介质同心的环型谐振腔上某一直径两端两个高反射率点增益、谐振、启动生成激光束后，撤出反射镜组;由环型谐振腔继续维持激光束的谐振，采用这种设计方案是基于以下原理，即根据环型结构谐振腔具有回转对称性，使谐振沿任意方向都能维持，因而当谐振腔轴向转动时激光束不会因为轴向转动而改变方向，鉴于玻印廷矢量的特性，用这样的技术标定方向可具有极低的漂移和极高的灵敏度。并由辅助介质光盘，保持其谐振最佳，用以克服由于加工精度不良所造成的误差。本专利技术的其它主要设计思想是1、散射光是由柱型半导体激光介质产生，这是鉴于柱型激光介质的结构特点，它产生的有源区具有二维各向同性的特点。2、激光束在环型谐振腔内表面由多层增反膜和吸光介质涂层反射，利用其对强光反射率高，弱光反射率低的非线性特点，抑制其它方向可能产生的谐振。本专利技术装置的技术关键是，由底盘，激光介质，环型谐振腔组成，在底盘上，以激光介质为中心逐层安装有辅助介质光盘，光程补偿环和环型谐振腔，环型谐振腔是一个内凹型反射腔，在环型谐振腔和光程补偿环之间配有一对即可插入又可取出的以激光介质为轴对称的反射镜组。由于采用了以上设计方案本专利技术技术相对已有技术具有以下特点1、直接利用玻印廷矢量标定方向。2、采用了柱型半导体激光介质。3、采用了非线性反射面。下面结合附图对本专利技术一个较佳实施例进行进一步说明附图说明图1是本专利技术装置的结构示意图;图2是柱型半导体激光介质示意图;图3是非线性反射面示意图;如图1所示在底盘上，以激光介质为中心逐层安装有辅助介质光盘光程补偿环和环型谐振腔。其中激光介质最好是柱型半导体激光介质，辅助介质光盘可与激光介质固接在一起，环型谐振腔是一个内凹的反射腔，环型谐振腔的内表面有多层增反膜及一层吸光介质，辅助介质光盘光程补偿环的表面有一层增透膜。用于调整谐振的光程补偿环的结构为上窄下宽，通过压电陶瓷片来调节轴向位置的微小变化，使光程得以补偿。在环型谐振腔和光程补偿环之间配有一对即可插入又可取出的以激光介质为轴对称的反射镜组(当反射镜组插入时沿该直径方向激发激光束，当反射镜组撤出后环型谐振腔维持其继续谐振)或在环型谐振腔某一直径两端设有两个高反射率点来启动。反射镜组由控制机构来控制，当开始启动时控制机构将其推入腔内。如图2所示有源区可在环型谐振腔的谐振下沿任意二维方向产生激光谐振。如图3所示在在环型谐振腔的内表面上有多层增反膜及一层吸光介质。本专利技术装置的工作过程是当给图1所示的激光介质供电后，激光介质便进入工作状态，由于受图3所示的吸光介质的限制，激光介质的散射光不能沿任意方向谐振，当反射镜组由控制机构推入谐振腔后，沿该方向的谐振条件才被满足，形成一条在反射镜组之间的激光束，当反射镜组撤出后，由环型谐振腔维持其继续谐振。当平动及以激光介质为中心轴转动时激光束的方向不会改变。在整个激光陀螺仪内放入二个相互垂直放置的图1、所示装置，与相应的电子技术配合后便可实现陀螺定向。权利要求1.一种超高精度激发陀螺技术，其特征就在于直接利用光的波印廷矢量定向，通过把激光介质发出的以激光介质轴为中心的散射光，由与激光介质同心的环型谐振腔某一直径两端两个高反射点增益，谐振，启动生成激光束；或由一对反射镜增益，谐振，启动生成激光束后，撤出反射镜组，由环型谐振腔继续维持激光束的谐振，并由辅助介质光盘，光程补偿环保持谐振最佳，形成与环型谐振腔以激光介质为轴心转动无关的定向激光束。2.如权力要求所述的激光陀螺技术，其特征就在于所说的玻印廷思量是指S＝E×H。3.如权力要求1所述的激光陀螺技术，其特征就在于所说的散射光是由半导体激光介质产生。4.如权力要求1所述的激光陀螺技术，所说的激光束在环型谐振腔内表面由多层增反膜和吸光介质涂层反射，抑制其他方向产生的谐振。5.一种激光陀螺装置，由底盘，激光介质，环型谐振腔组成，其特征就在于，所说的激光介质固定在底盘上，在激光介质的外层分别配有与激光介质同轴的辅助介质光盘和光程补偿环，也与激光介质同轴的环型谐振腔是一个内凹的环型反射腔，在环型谐振腔和光程补偿环间配有一对即可插入又可取出的以激光介质为轴对称的反射镜组或在环型谐振腔上某一直径两端设有两个高反率点。6.如权力要求5所述的装置，其特征就在于所说的激光介质是柱型半导体激光介质。7.如权力要求5所述的装置，其特征就在于所说的环型谐振腔上有多层增反膜，在多层增反膜的表面，有一层对激光束所在波长有吸收作用的吸光介质。8.如权力要求5所述的装置，其特征就在于所说的辅助介质光盘，光程补偿环表面有一层增透膜。9.如权力要求5所述的装置，其特征就在于所说的光程补偿环，结构为上窄下宽。全文摘要一种超高精度激光陀螺技术及装置。目前的同类陀螺技术虽性能上已大大改善，但其代价是高成本、高复杂度，且精度上也不能完全满足需要。本专利技术采用全新的构思，实现了激光束直接定向技术，具有成本较低、结构简单、重量轻、漂移及灵敏度等主要指标均有数量级的改善，可广泛应用于勘探、航海、航空、航天等高精度要求的应用领域。文档编号G01C19/66GK1068886SQ9110493公开日1993年2月10日 申请日期1991年7月19日 优先权日1991年7月19日专利技术者吴小平, 曹茂盛 申请人:吴小平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高精度激光陀螺技术，其特征就在于直接利用光的波印廷矢量定向，通过把激光介质发出的以激光介质轴为中心的散射光，由与激光介质同心的环型谐振腔某一直径两端两个高反射点增益，谐振，启动生成激光束；或由一对反射镜增益，谐振，启动生成激光束后，撤出反射镜组，由环型谐振腔继续维持激光束的谐振，并由辅助介质光盘，光程补偿环保持谐振最佳，形成与环型谐振腔以激光介质为轴心转动无关的定向激光束。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小平，曹茂盛，
申请(专利权)人：吴小平，
类型：发明
国别省市：23[中国|黑龙江]