激光陀螺仪激光陀螺

发布网友 发布时间：2024-10-03 22:25

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热心网友 时间：2024-12-03 01:27

激光陀螺仪的原理基于光程差测量旋转角速度，利用Sagnac效应在闭合光路中，由同一光源发出沿顺时针和反时针方向传输的两束光干涉，检测相位差或干涉条纹变化，进而测量闭合光路旋转角速度。其基本构成是环形激光器，包含三角形或正方形石英制成的闭合光路、混合气体管、反射镜和半透明镜。高频或直流电源激发混合气体产生单色激光，通过维持回路谐振确保光路周长与光波波长整数倍，半透明镜引导激光输出，并在反射镜作用下进行干涉，光电探测器和电路接收角度比例的数字信号。

激光陀螺仪的结构直观示意图有助于理解其组成部分与原理。

激光陀螺仪由闭合的三角形光腔构成，每个角安装输出反射镜，控制反射镜和偏量反射镜限定，一条边安装充有低压氦氖混合气体的等离子管。

激光陀螺仪需攻克的关键技术包括漂移、噪声和闭锁阈值。

激光陀螺仪结构简单，无旋转部件，工作寿命长，维修方便，可靠性高，平均无故障工作时间超过9万小时。动态范围宽，测得速率可达±1500度/秒，最小敏感角速度小于±0.001度/小时，分辨率为弧度秒量级，数字形式输出载体角度和角速度信息，易于与计算机接口，适合捷联式系统使用。

激光陀螺仪的温度范围宽广（-55℃~+95℃），无需加温，启动时间短，系统反应快，电源接通几秒即可正常工作。精度高，对震动和冲击加速度不敏感，输出信号无交叉耦合，随机漂移小于0.001度/小时，长期稳定性好，在9年内无变化，重复性极佳。

激光陀螺仪成本低，主要组成零件数量少，易于批量生产与自动化生产，成本仅为传统陀螺的三分之一左右。关键性能参数包括漂移稳定性、标度固形线性度和闭锁阈值，以及光路损耗等。

激光陀螺仪是基于光学干涉原理的新型导航仪器，成为新一代捷联式惯性导航系统的理想组件，用于定位物体。石英挠性摆式加速度计和光纤陀螺三轴惯测组合分别用于测量加速度和输出载体数据，提供实时导航和定位支持。主要性能指标包括加表精度、光纤陀螺精度和标度固形线性度。

激光陀螺仪的原理、结构、特点和关键性能参数使其成为导航技术中的重要组成部分，广泛应用于各类精密定位和导航系统中。

相关技术涉及控制技术、测量技术、半导体技术、微电子技术及计算机技术等，是激光陀螺仪研发与应用的基础。

现代陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器，它是现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，它的发展对一个国家的工业，国防和其它高科技的发展具有十分重要的战略意义。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪，机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高，结构复杂，它的精度受到了很多方面的制约。