塞曼激光陀螺色散控制方法技术

技术编号:7445974 阅读:289 留言:0更新日期:2012-06-20 11:22
本发明专利技术属于光学领域,涉及一种塞曼激光陀螺色散控制方法。本发明专利技术以偏频量和温度作为控制参数和控制开关,建立色散控制模型,即ΔV=F(fb,T),通过腔长控制组件的工作电压偏置量ΔV,设定塞曼激光陀螺稳频系统工作点偏置,实现色散控制,建立了动态补偿控制装置,通过实时控制腔长工作点补偿由于谐振腔温度剧烈变化引起的色散误差,从而大大减弱甚至消除全固态激光陀螺零偏过渡过程,实现了全固态激光陀螺快速启动与性能提高同时改善,进一步扩展了该型陀螺的应用领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学领域,涉及一种。
技术介绍
塞曼激光陀螺采用圆偏振光工作,利用塞曼效应实现偏频,是一种全固态、抗强冲击和振动的激光陀螺。利用塞曼效应偏频,改变了激光增益介质的色散特性,使陀螺性能受到色散特性的影响。介质的色散,从现象上看表现为介质对不同频率的入射光波具有不同的传播速度,因而具有不同的折射率。由麦克斯韦电磁场理论可知,介质的折射率及光波在介质中的速度均取决于介质的介电常数ε,所以ε并不是一个常数,而是入射光波频率ω的函数。 由于激光陀螺中顺、逆两光束的工作频率在腔内增益介质的共振吸收区域内,因此两光束工作在腔内增益介质的反常色散区,如附图说明图1所示。在磁场作用下,随着塞曼陀螺两光束能级和增益曲线的分裂,腔内增益介质中的色散曲线也将发生分裂,如图2所示。由于色散特性与陀螺的增益特性相关,如公式(1)所示,在激光陀螺引燃后,增益介质的温度将发生剧烈的变化,使增益介质的特性发生变化,如公式( 所示,从而导致腔内增益介质的色散场发生剧烈变化。在正常的稳频条件下,色散曲线的剧烈变化将会导致顺(逆)光束在正、负半偏频周期内的色散效应不能相互抵消,这将一直持续到放电管内温度场趋于稳定。权利要求1. 一种,其特征在于,包括如下步骤 步骤1 偏频量与稳频电压标定标定过程分为静态标定和动态标定,静态标定是指陀螺在一定环境温度T1下,陀螺与环境温度实现热平衡,陀螺开机实现稳定工作,稳定时间不少于10分钟,检测得到T1温度下陀螺的偏频量为fbl和稳频电压Vn ;改变环境温度到T2,按同样条件,检测得到T2温度下陀螺的偏频量fb2和稳频电压Vt2,标定环境温度的选取和温度步长根据不同陀螺特性和性能分别设置,以此类推,实现全温工作范围内偏频量与稳频电压静态标定,建立偏频量与温度的函数关系fbT = F1(T)和稳频电压与温度的函数关系Vt = F2(T);动态标定的过程与静态标定过程基本相同,差别之处在于每个温度点达到热平衡后, 记录稳频控制电压Vtl,然后将陀螺稳频控制回路处于开环控制状态,将稳频控制电压偏离 Δ V,记录偏频量变化值为Afb,稳频电压的变化范围和变化步长可根据不同陀螺特性和性能分别设置,建立偏频量fb与稳频电压变化量Δν、温度T的关系AV = F3(T,Afb); 静态标定和动态标定数据分别以数据表格或函数方式存贮在电路控制器中; 步骤2 探测偏频量和解调滤波得到初始温度Τ,通过探测陀螺光电变换后的SIN/C0S信号,滤除噪声,分离外界输入转速,得到陀螺的偏频量值fb4,计算需要补偿的偏频量Afb = fb4-fbT ; 步骤3 色散控制由Vt = F2⑴,得到温度T时的稳频闭环控制电压为VT,将得到的偏频量值Δ fb代入函数AV = F3(Τ, Afb)中,由控制器计算得到相对应的稳频偏置电压Δν,给出稳频控制电压 V = Vt- Δ V ;步骤4 腔长组件控制在稳频控制电压V的作用下,腔长控制组件反射镜反射面将前进或后退,发生微位移, 达到改变陀螺谐振腔腔长的目的,通过控制腔长组件,实现对塞曼激光陀螺工作点的移动, 从而实现对偏频量的补偿;重复步骤2到步骤4,直到Afb = O或Δν = 0,稳频控制回路转入闭环控制,色散补偿结束。全文摘要本专利技术属于光学领域,涉及一种。本专利技术以偏频量和温度作为控制参数和控制开关,建立色散控制模型,即ΔV=F(fb,T),通过腔长控制组件的工作电压偏置量ΔV,设定塞曼激光陀螺稳频系统工作点偏置,实现色散控制,建立了动态补偿控制装置,通过实时控制腔长工作点补偿由于谐振腔温度剧烈变化引起的色散误差,从而大大减弱甚至消除全固态激光陀螺零偏过渡过程,实现了全固态激光陀螺快速启动与性能提高同时改善,进一步扩展了该型陀螺的应用领域。文档编号G01C19/66GK102506846SQ20111030088公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日专利技术者冯艳丽, 刘元正, 王维科, 陈林峰, 韩宗虎 申请人:中国航空工业第六一八研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:韩宗虎陈林峰刘元正王维科冯艳丽
申请(专利权)人:中国航空工业第六一八研究所
类型:发明
国别省市:

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