一种空间三轴激光陀螺一体化棱镜制造技术

本实用新型专利技术属于激光陀螺技术领域，公开了一种空间三轴激光陀螺一体化棱镜，设置在输出平面镜上表面，所述一体化棱镜由横置六棱柱切割而成；所述六棱柱下表面保持完整且与输出平面镜上表面平行，六棱柱其他面切割有第一切面、第二切面和第三切面；所述第一切面与六棱柱前端面垂直且与六棱柱下表面夹角为17

【技术实现步骤摘要】
一种空间三轴激光陀螺一体化棱镜


[0001]本技术属于激光陀螺
，尤其涉及一种空间三轴激光陀螺一体化棱镜。

技术介绍

[0002]激光陀螺是一种基于Sagnac效应测量输入角速率的光学传感器。顺、逆时针光束经过安装在平面镜上的合光棱镜后，产生明暗相间的干涉条纹。利用光电探测器检测干涉条纹移动速度，获得陀螺角速率变化对应的频差信息，从而实现输入角速率大小的测量和旋转方向的判别。为了获得精确的惯性旋转信息，激光陀螺工作中通过监测光强信息控制稳频机构以保持谐振腔光程长度恒定。光强信息获取有两种方式，第一种是仅在平面镜上安装合光棱镜和双光窗光电管，双光窗光电管得到的电信号用于获取拍频信号，从拍频信号的幅值计算得到光强信号。这种方法获取的光强信号中附加有电路元件引入的噪声。第二种是在另一个平面镜上安装分光棱镜和单光窗光电管，直接获取无噪声的光强信号。
[0003]空间三轴激光陀螺将三只单轴激光陀螺集成于同一基体上，具有三个正交的环形谐振腔，每两个环形谐振腔共用同一个反射镜。空间三轴激光陀螺共有六个反射镜，其中三个反射镜为输出平面镜，三个环形谐振腔内一定比例的光经输出平面镜透射出来，用于检测三个环形谐振腔的光强信号和拍频信号，由此可见，拍频信号和光强信号检测空间非常有限、互相干涉。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种将分光棱镜和合光棱镜合二为一的一体化棱镜，该棱镜可以避免光强信号中引入噪声，并解决信号检测空间互相干涉的问题。
[0005]本技术的技术方案是：
[0006]一种空间三轴激光陀螺一体化棱镜，所述一体化棱镜设置在输出平面镜上表面，所述一体化棱镜由横置六棱柱切割而成；
[0007]所述六棱柱下表面保持完整且与输出平面镜上表面平行，六棱柱其他面切割有第一切面、第二切面和第三切面；
[0008]所述第一切面与六棱柱前端面垂直且与六棱柱下表面夹角为17
°
；
[0009]所述第三切面与六棱柱前端面垂直且与第一切面夹角为73
°
；
[0010]所述第二切面与六棱柱左侧面垂直且与六棱柱下表面夹角为31
°
。
[0011]进一步，所述第一切面上设有双光窗光电管，用于检测第一环形光路的顺时针光和逆时针光的干涉条纹信息。
[0012]进一步，所述第二切面上设有单光窗光电管，用于检测与第一环形光路垂直的另一个环形光路的顺时针光或逆时针光的光功率。
[0013]进一步，所述第三切面上镀有高反膜。
[0014]进一步，所述第一切面上非双光窗光电管区域镀有高反膜。
[0015]进一步，所述一体化棱镜下表面靠近双光窗光电管一侧的半平面镀有半透半反膜。
[0016]本技术的优点和有益效果是空间三轴激光陀螺一体化棱镜实现了同时直接检测激光光束的光强信号和拍频信号，不需要将拍频信号转换为光强信号的电子元件，消除了这些电子元件引入的噪声，获得了基本无噪声的光强信号。另一方面，本技术消除了空间三轴激光陀螺平面镜空间过于拥挤的问题。
附图说明
[0017]为了更清晰地说明本技术具体实施方案，下面将对方案具体的附图加以说明。
[0018]图1为空间三轴激光陀螺的光路示意图；
[0019]图2为本技术的结构示意图；
[0020]图3为本技术沿图1中A
‑
A线的横截面及光路传播示意图；
[0021]图4为本技术沿图1中B
‑
B线的横截面及光路传播示意图；
[0022]附图中，1
‑
一体化棱镜，1
‑1‑
第一切面，1
‑
2第二切面，1
‑
3第三切面，2
‑
输出平面镜，3
‑
双光窗光电管，4
‑
单光窗光电管，5、6、7
‑
辅助膜，8、9
‑
一个环形光路顺时针光和逆时针光、10
‑
与其正交的另一个环形光路顺时针光或逆时针光。
具体实施方式
[0023]本部分是本技术的实施例，用于解释和说明本技术的技术方案。
[0024]下面结合实施例对本技术做进一步详细说明：
[0025]请参阅图1，空间三轴激光陀螺具有三个互相正交的环形光路，每个环形光路用于检测绕垂直于该光路平面方向的角旋转。光路相交处设置有六个反射镜，每个反射镜参与两个相互正交的环形光路，其中三个反射镜为具有一定透射率的输出平面镜。
[0026]请参阅图2，本技术空间三轴激光陀螺一体化棱镜1结构为棱柱多面体。所述一体化棱镜1下端面设置在输出平面镜2上表面。所述一体化棱镜1上端面具有多个切面。所述切面中主要工作面有第一切面1
‑
1、第二切面1
‑
2和第三切面1
‑
3。所述切面中其余切面是为了减轻所述一体化棱镜1的重量。所述第一切面1
‑
1上设置有双光窗光电管3，用于检测一个环形光路的顺时针光8和逆时针光9的干涉条纹信息。所述第二切面1
‑
2上设置有单光窗光电管4，用于检测与其正交的另一个环形光路的顺时针光或逆时针光10的光功率。所述第一切面1
‑
1与六棱柱前端面垂直且与六棱柱下表面夹角为17
°
，所述第三切面1
‑
3与六棱柱前端面垂直且与第一切面夹角为73
°
，所述第二切面1
‑
2与六棱柱左侧面垂直且与六棱柱下表面夹角为31
°
。所述一体化棱镜1表面特定区域镀有辅助膜5、6和7。所述辅助膜5为半透半反膜，辅助膜6、7为高反膜。所述空间三轴激光陀螺一体化棱镜1材料优选微晶玻璃或石英玻璃。
[0027]请参阅图3，本技术空间三轴激光陀螺一体化棱镜1沿图1中A
‑
A线的横截面及光路传播示意图。一个环形光路的顺时针光8和逆时针光9入射通过所述输出平面镜2后，顺时针光9经过辅助膜5透射到达所述一体化棱镜1上端面第一切面1
‑
1，逆时针光8依次经过辅助膜6，7，5反射达到所述一体化棱镜1上端面第一切面1
‑
1。在所述一体化棱镜1上端面第
一切面1
‑
1处，顺时针光8和逆时针光9发生干涉，产生明暗相间的干涉条纹。利用设置在所述一体化棱镜1上端面第一切面1
‑
1处的双光窗光电管3探测顺时针光和逆时针光的干涉条纹信息，得到一个环形光路的拍频信号。
[0028]请参阅图4，本技术空间三轴激光陀螺一体化棱镜1沿图1中B
‑
B线的横截面及光路传播示意图。与上述环形光路正交的另一个环形光路的顺时针光或逆时针光10入射通过所述输出平面镜2，经过所述一体化棱镜1，达到所述一体化棱镜1上端面第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间三轴激光陀螺一体化棱镜，其特征在于：所述一体化棱镜设置在输出平面镜上表面，所述一体化棱镜由横置六棱柱切割而成；所述六棱柱下表面保持完整且与输出平面镜上表面平行，六棱柱其他面切割有第一切面、第二切面和第三切面；所述第一切面与六棱柱前端面垂直且与六棱柱下表面夹角为17
°
；所述第三切面与六棱柱前端面垂直且与第一切面夹角为73
°
；所述第二切面与六棱柱左侧面垂直且与六棱柱下表面夹角为31
°
。2.根据权利要求1所述的一体化棱镜，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：党敏，冯驰，张军军，郭昕，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，
类型：新型
国别省市：