CN202284954U - 一种激光陀螺频率细分装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于激光陀螺技术，涉及一种激光陀螺频率细分装置。所述激光陀螺频率细分装置包括合光棱镜、光电管和和激光陀螺。其中，所述激光陀螺内设置有环形光路，所述光学在内部多重反射能产生光学拍频的合光棱镜贴合设置在激光陀螺的平面镜上，所述光电管包括若干均匀设置且相互间隔的光敏面，光敏面贴合在合光棱镜的输出面上。所述合光棱镜包括左上侧面和右下侧面以及连接平面镜的底面和连接光电管的上平面，且合光棱镜的底面与平面镜紧密连接。本实用新型利用合光棱镜和光电管，通过对激光陀螺输出的原始光学信号进行处理实现激光陀螺输出信号的频率细分，降低了激光陀螺输出信号的相位要求，其连接可靠，抗振性能强，具有较佳的温度特性。

Description

一种激光陀螺频率细分装置

技术领域

本实用新型属于激光陀螺技术，涉及一种激光陀螺频率细分装置。 

背景技术

激光陀螺是利用环形激光谐振腔中，顺、逆方向传输的两束激光产生的频差来敏感相互惯性空间转动的一种新型惯性器件。在惯性导航和许多惯性测量中有着广泛的用途。为了获得两束光的频差通常把输出的两束激光进行合光，使其发生干涉，当陀螺转动时，干涉条纹就会移动，用光电管接收其移动条纹数，就可以得到输出拍频的脉冲数。 

激光陀螺是一种数字陀螺，输出信号的频率正比于外界转速，一般情况下脉冲当量仅由陀螺的几何尺寸决定，随着激光陀螺小型化的发展要求，陀螺的脉冲当量必然变大，产生记数误差，同时为降低激光陀螺输出噪声，减小随机游走，激光陀螺中通常要采用频率细分装置。 

现有的频率细分装置是采用电子信号处理的方式，通过采用加法和减法电路实现激光陀螺的频率的细分，该装置可直接利用现有的合光系统，只需增加适当的电子线路即可实现，虽然该方法实现简单，但该电子线路和激光陀螺输出信号的相位提出了苛刻的要求，特别是在温度变化时，由于电子器件的相位漂移，严重影响频率细分的效果，同时该方法输出的信息量少，无法提供更多的激光陀螺过锁区时的光学信息。 

发明内容

本实用新型的目的是：为了解决现有频率细分装置中对电子线路和激光陀螺输出信号相位要求高的问题，本实用新型提供了一种不受温度影响、输出信息全、简单可靠的激光陀螺频率细分装置。 

本实用新型的技术方案是：一种激光陀螺频率细分装置，其包括合光棱镜、光电管和和激光陀螺，其中，所述激光陀螺内设置有环形光路，输出光经平面镜输出，所述光学在内部多重反射能产生光学拍频的合光棱镜贴合设置在激光陀螺的平面镜上，所述光电管包括若干均匀设置且相互间隔的光敏面，所述光敏面贴合在合光棱镜的输出面上。 

所述合光棱镜包括左上侧面和右下侧面，以及连接平面镜的底面和连接光电管的上平面，所述左侧面与上平面之间的夹角为直角，所述合 光棱镜的底面与平面镜紧密连接。 

所述光电管经导线连接有采样放大电路。 

所述光电管有四个均匀布置的光敏面，四个光敏面的间隔为100微米光敏面宽度为200微米，光敏面长度为800微米。 

所述合光棱镜和光电管之间通过环氧胶相连。 

所述合光棱镜和平面镜之间通过光胶相连。 

所述合光棱镜底面和平面镜之间设置有厚度均匀的半透半反膜。 

本实用新型的技术效果：有别于现有技术激光陀螺频率细分装置中的电子信号处理的设计，本实用新型通过采用具有若干均布且相互间隔光敏面的光电管代替电子处理电路，实现激光陀螺的频率细分，由于光敏面相互间隔，且光电管在所述合光棱镜的上表面上，两者通过环氧胶连接，连接可靠；合光棱镜在所述平面镜上，两者通过光胶的方式，连接可靠。整套装置抗振性能强，同时具有较佳的温度特性，在激光陀螺工作全温度范围内都能保持良好的稳定性。同时由于采用具有四个光敏面的光电管装置取代电子信号处理方式中的加减电路，降低激光陀螺输出信号的相位和电子线路的相移的要求。因此整套装置连接可靠，抗振性能强，具有较佳的温度特性，在激光陀螺工作全温度范围内都能保持良好的稳定性，具有较大的实际应用价值。 

附图说明

图1是本实用新型激光陀螺频率细分装置一较佳实施方式的结构示意图， 

其中，1-合光棱镜，2-光电管，3-采样放大电路，4-激光陀螺，5-平面镜，6-上左侧面，7-右下侧面直侧面，8-底面，9-上表面，10-导线。 

图2是本实用新型中光电管光敏面分布示意图， 

其中，11-光敏面，a-光敏面宽度，b-光敏面间隔，h-光敏面长度。 

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明： 

请参阅图1，其是本实用新型激光陀螺频率细分装置一较佳实施方式的结构示意图。本实施方式中，所述激光陀螺频率细分装置包括合光棱镜1、光电管2、采样放大电路3和激光陀螺4。其中，所述激光陀螺4内设置有环形光路，输出光经平面镜5输出。所述合光棱镜1包括左 上侧面6和右下侧面7，以及连接平面镜5的底面8和连接光电管2的上平面9，所述合光棱镜1的底面8与平面镜5紧密连接。所述光电管2与合光棱镜1的上平面9紧密连接。采样放大电路3与光电管2通过导线10进行连接。 

其中，所述光电管2具有四个均匀布置的硅材料的光敏面11，四个光敏面11的间隔为100微米，光敏面宽度a为200微米，光敏面长度h为800微米，由于光敏面间隔b以及尺寸与激光陀螺输出激光干涉条纹的良好匹配，因此，激光陀螺输出的信号幅值一致性好，相邻光敏面输出信号的相位差为45°。由于采用的光敏面材料硅的温度系数很小，且光电管和合光棱镜以及合光棱镜与输出镜之间的连接方式不受温度影响，因此，温度对输出信号的幅值和相位不产生影响，从而获得全温下幅值、相位稳定的激光陀螺频率细分信号。 

本实用新型的激光陀螺频率细分装置工作时，从平面镜5出射的两束不同方向的激光半透半反膜后进入合光棱镜，一个方向的激光经上平面9输出，另一方向的光经左上侧面6和底面8多次反射后上平面9输出，两个方向的光在上平面输出后产生光学拍频，光电管的四个光敏面分别探测光学拍频，光电管的输出信号经导线进入采样放大电路3后输出，从而实现激光陀螺频率的细分。 

另外，本实用新型中的光电管光敏面数量不限于四个，根据频率细分的要求，可通过增加光敏面的数量，修正光敏面的尺寸和间隔，以实现不同要求的激光陀螺频率细分。 

本实用新型通过采用具有四个光敏面的光电管代替电子处理电路，实现激光陀螺的频率细分。其中，所述光电管的四个光敏面均匀分布，其大小和间隔都有严格要求，光电管在所述合光棱镜的上平面上，两者通过环氧胶连接，连接可靠；合光棱镜在所述平面镜上，两者通过光胶的方式，连接可靠，整套装置抗振性能强。由于采用的光敏面材料对温度不敏感，消除现有方法中电子器件的温度漂移，因此整套系统同时具有较佳的温度特性，在激光陀螺工作全温度范围内都能保持良好的稳定性。同时由于采用具有四个光敏面的光电管装置取代电子信号处理方式中的加减电路，消除了电子线路加减处理对输出信号的相位影响，降低对激光陀螺原始输出信号的相位和电子线路的相移的要求。由于现有的 电子线路加减处理装置采用二光敏面光电管，其输出的原始信号只有两路，输出的四路信号只是对原始信号处理得到，并不增加原始光学信息量，而采用该专利的装置后，由于采用四光敏面光电管，输出的为四路原始光学信号，增加了输出信息量。整套装置采用高可靠的连接方式，抗振性能强，同时具有较佳的温度特性，在激光陀螺工作全温度范围内都能保持良好的稳定性，具有较大的实际应用价值。 

Claims (7)

1.一种激光陀螺频率细分装置，其特征在于：包括合光棱镜[1]、光电管[2]和和激光陀螺[4]，其中，所述激光陀螺[4]内设置有环形光路，输出光经平面镜[5]输出，所述光学在内部多重反射能产生光学拍频的合光棱镜[1]贴合设置在激光陀螺的平面镜上，所述光电管包括若干均匀设置且相互间隔的光敏面，所述光敏面贴合在合光棱镜的输出面上。

2.根据权利要求1所述的一种激光陀螺频率细分装置，其特征在于：所述合光棱镜[1]包括左上侧面[6]和右下侧面[7]，以及连接平面镜[5]的底面[8]和连接光电管[2]的上平面[9]，所述合光棱镜[1]的底面[8]与平面镜[5]紧密连接。

3.根据权利要求2所述的一种激光陀螺频率细分装置，其特征在于：所述光电管[2]经导线[10]连接有采样放大电路[3]。

4.根据权利要求3所述的一种激光陀螺频率细分装置，其特征在于：所述光电管[2]有四个均匀布置的光敏面，四个光敏面的间隔为100微米光敏面宽度为200微米，光敏面长度为800微米。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种激光陀螺频率细分装置，其特征在于：所述合光棱镜[1]和光电管[2]之间通过环氧胶相连。

6.根据权利要求5所述的一种激光陀螺频率细分装置，其特征在于：所述合光棱镜[1]和平面镜[5]之间通过光胶相连。

7.根据权利要求6所述的一种激光陀螺频率细分装置，其特征在于：所述合光棱镜[1]底面[8]和平面镜[5]之间设置有厚度均匀的半透半反膜。 

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