專利名稱：一種大區(qū)域工作物質(zhì)激光陀螺技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光技術(shù)及應(yīng)用。
特別適用于堪探、航海、航空、航天等高精度要求的應(yīng)用領(lǐng)域。目前國內(nèi)外同類技術(shù)大體分兩類一類是機(jī)械式，另一類是激光式。其中機(jī)械式又分為軸承式、懸浮式和振動(dòng)式。機(jī)械式陀螺采用角動(dòng)量守恒原理或慣性矢量守恒;目前的激光式陀螺則是利用環(huán)形諧振腔中雙向激光束的頻率差，并通過不同的鑒頻技術(shù)進(jìn)行測(cè)量量轉(zhuǎn)換?？傮w來看，機(jī)械式陀螺有啟動(dòng)時(shí)間較長，壽命較短，性能較差等缺點(diǎn)。目前的激光陀螺雖壽命較長，啟動(dòng)時(shí)間短，但漂移和靈敏度等指標(biāo)較機(jī)械陀螺無明顯改進(jìn)，且成本較高，不易調(diào)整，仍不能完全滿足高精度技術(shù)的需要。
本發(fā)明的目的就在于解決已有技術(shù)的不足之處，在中國專利申請(qǐng)第91104933.9號(hào)的基礎(chǔ)上采用較大區(qū)域激光工作物質(zhì)式結(jié)構(gòu)，使該技術(shù)下的陀螺技術(shù)更易于加工，成本也有所降低，特別適合應(yīng)用于堪探，航海、航空、航天等高精度要求的應(yīng)用領(lǐng)域。
本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵就在于直接利用光的玻印廷矢量定向(參見中國專利申請(qǐng)第91104933.9號(hào)“超高精度激光陀螺技術(shù)及裝置”)，當(dāng)激光工作物質(zhì)被激勵(lì)后，由外來光束照射均勻的非線性吸光層或激勵(lì)摻入吸光介質(zhì)的某一諧振通道，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)，再由激光諧振腔繼續(xù)維持激光束的諧振，形成與激光諧振腔以激光介質(zhì)為軸心轉(zhuǎn)動(dòng)無關(guān)的定向激光束，如使激光諧振腔繞自身的對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)便可大大減少激光諧振主方向的漂移。使激光諧振腔繞其對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)的優(yōu)點(diǎn)在于;由加工誤差所產(chǎn)生的趨勢(shì)性漂移，有順時(shí)針的，有逆時(shí)針的，而根據(jù)圓周上誤差的微分幾何特點(diǎn)。當(dāng)使激光諧振腔繞其對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，這些旋向相反的趨勢(shì)漂移剛好呈相互抵消的趨勢(shì)，結(jié)果使絕大部分趨勢(shì)漂移被消除。
激光諧振腔內(nèi)的介質(zhì)光盤可選取與激光工作物質(zhì)的色散特性相反的材料，用以克服色散。
本發(fā)明的其它主要設(shè)計(jì)思想是1、激光諧振腔內(nèi)的某些器件表面，如激光工作物質(zhì)、介質(zhì)光盤、環(huán)形反射腔等的表面處可進(jìn)行光柵化處理用以放寬對(duì)表面加工精度的要求。
2、利用固定在激光工作物質(zhì)或介質(zhì)光盤等器件上的電致變形材料，微調(diào)器件間的相對(duì)位置，使諧振最佳。
由于采用了以上設(shè)計(jì)方案本發(fā)明技術(shù)相對(duì)已有技術(shù)具有以下特點(diǎn)
1、采用較大區(qū)域的激光工作物質(zhì)使加工更易于實(shí)現(xiàn)。
2、具有較低的綜合成本。
3、進(jìn)行色散補(bǔ)償有利于提高激光工作物質(zhì)諧振區(qū)的面積及減小漂移。
下面結(jié)合附圖
僅對(duì)本發(fā)明技術(shù)的幾個(gè)較佳實(shí)施例進(jìn)一步說明[圖一]大區(qū)域工作物質(zhì)激光陀螺結(jié)構(gòu)原理示意圖之一[圖二]激光諧振腔體內(nèi)幾何光路府視圖[圖三]激光諧振腔體內(nèi)幾何光路側(cè)視圖[圖四]一般激光介質(zhì)的色散補(bǔ)償結(jié)構(gòu)原理示意圖之一[圖五]一般激光介質(zhì)的色散補(bǔ)償結(jié)構(gòu)原理示意圖之二[圖六]大區(qū)域工作物質(zhì)激光陀螺結(jié)構(gòu)原理示意圖之二如[圖一]所示;當(dāng)激光工作物質(zhì)①在泵浦光源②激勵(lì)下，沿軸向看來，激光工作物質(zhì)①發(fā)出的平行散射光匯聚于環(huán)形反射腔④的反射面上，[圖二]所示。沿垂直于軸的方向來看，可使散射光近似平行的投射到環(huán)形反射腔④的反射面上。由于介質(zhì)光盤③具有一定量的吸光性質(zhì)，使激光諧振在任意直徑方向都不能產(chǎn)生。當(dāng)啟動(dòng)光源⑤所發(fā)出的光束照射介質(zhì)光盤③某一直徑兩端的局部區(qū)域后，激光諧振便在該直徑方向上產(chǎn)生，且在激光諧振腔⑥內(nèi)的物理規(guī)律制約下，激光束的反射端會(huì)自發(fā)形成一定的形狀并很快穩(wěn)定。該激光諧振的主方向與激光諧振腔⑥繞對(duì)稱軸的轉(zhuǎn)動(dòng)無關(guān)，如[圖一]所示(詳見中國專利申請(qǐng)第91104933.9號(hào))。
由于圓周上誤差的微分幾何學(xué)特點(diǎn)。當(dāng)使激光諧振腔⑥在電機(jī)⑦的趨動(dòng)下繞其對(duì)稱軸勻角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，這些旋向相反的趨勢(shì)漂移剛好呈相互抵消的趨勢(shì)，結(jié)果絕大部分趨勢(shì)漂移被消除，剩余的少量趨勢(shì)性漂移也將是一個(gè)極其穩(wěn)定的常值，沿單一旋向旋進(jìn)，可由導(dǎo)航計(jì)算機(jī)來處理。、[圖五]、[圖六]是在上述思想框架內(nèi)的一些其它較佳例證的代表，其基本工作原理同上。[圖四]中的⑧是電致變形陶瓷，用以調(diào)節(jié)激光工作物質(zhì)沿軸向的微小位移，以克服加工所帶來的微小偏差。在其它的幾個(gè)實(shí)施例中也可靈活使用電致變形陶瓷，以克服較低精度下的加工的不足。
權(quán)利要求
1.一種大區(qū)域工作物質(zhì)激光陀螺技術(shù)，利用較大體積的激光工作物質(zhì)被激勵(lì)、啟動(dòng)后，用以形成與激光諧振腔以激光介質(zhì)為軸心轉(zhuǎn)動(dòng)無關(guān)的定向激光束。
2.如權(quán)利要求1所述的大區(qū)域工作物質(zhì)激光陀螺技術(shù)，其特征就在于激光介工作物質(zhì)較半導(dǎo)體激光工作物質(zhì)有較大的體積。
全文摘要
一種大區(qū)域工作物質(zhì)激光陀螺技術(shù)，屬于激光技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明采用較大區(qū)域激光工作物質(zhì)，在激光束玻印廷矢量直接定向陀螺技術(shù)(參見中國專利申請(qǐng)第91104933.9號(hào)“超高精度激光陀螺技術(shù)及裝置”)的思想基礎(chǔ)上，利用較大體積的激光工作物質(zhì)被激勵(lì)，啟動(dòng)后，形成與激光諧振腔以激光介質(zhì)為軸心轉(zhuǎn)動(dòng)無關(guān)的定向激光束。使激光陀螺更易于加工，成本也有所降低?？蓮V泛應(yīng)用于勘探、航海、航空、航天等高精度要求的應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01C19/66GK1076524SQ9210182
公開日1993年9月22日 申請(qǐng)日期1992年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月15日
發(fā)明者吳小平 申請(qǐng)人:吳小平