CN204575090U - 一种激光陀螺谐振腔锁区的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光陀螺谐振腔锁区的测试装置，属于光学器件领域。该测试装置包括工控机、单轴转台、测试工装、数据采集卡、前放电路板和主控电路板。本实用新型能够测试激光陀螺谐振腔生产加工过程中4次关键工艺后谐振腔锁区。该测试装置能通过工装实现手动调节光强，能够对未安装微位移调节器的谐振腔稳频；能够在未安装光电单元探测器的谐振腔上获取光强，能够在未安装光电双元探测器的谐振腔上获取输出脉冲信号；测试精度高，能够准确检验激光陀螺谐振腔质量，操作简单，能够实现流水线操作，大幅提高激光陀螺生产效率。

Description

一种激光陀螺谐振腔锁区的测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种激光陀螺谐振腔锁区的测试装置，属于光学器件领域。

背景技术

激光陀螺的锁区是指在未加偏频的条件下，激光陀螺输出无响应时的最大输入角速率。其大小对激光陀螺的精度有很大的影响，主要受激光陀螺生产 、镀膜、装备等各方面工艺的影响。针对激光陀螺谐振腔生产加工后的锁区进行测量，作为检测激光陀螺生产加工工艺是否成功的依据，对激光陀螺生产加工有重要的意义。而激光陀螺谐振腔生产加工程度的不同，测试装置需要相应的改变。

目前，大多数激光陀螺锁区测试装置不仅测试精度低，测试方法复杂，不能满足激光陀螺批量生产的要求。主要不足有：1）只能测试陀螺整机的锁区，没有专门针对激光陀螺谐振腔锁区的测试装置，不能测试未安装光电探测器以及微位移调节器等外围器件的谐振腔，不能实现机械稳频和外置光电探测器获取输出信号，无法判别激光陀螺谐振腔生产加工过程中关键工艺后谐振腔质量。2）测试不够自动化，测试效率低，不适应批量生产的要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种激光陀螺谐振腔锁区的测试装置。该测试装置测试精度高，能够准确检验激光陀螺谐振腔质量，操作简单，能够实现流水线操作，大幅提高激光陀螺生产效率。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种激光陀螺谐振腔锁区的测试装置，包括单轴转台，以及

测试工装，固定于单轴转台上，用于固定待测的谐振腔；

前放电路板，用于放大谐振腔输出光信号；

数据采集卡，用于采集单轴转台角速度和前放电路板输出的脉冲信号；

工控机，用于接受数据采集卡信号和主控电路板采集的谐振腔状态信号，控制单轴转台转动状态；

主控电路板，用于采集谐振腔工作状态信号，传递给工控机，接收工控机指令，控制谐振腔工作模式和电压。

所述单轴转台是高精度低速单轴转台。

本实用新型装置可用于测试关键工艺后的谐振腔，具体包括1.完成充排气后的谐振腔；2.台下老练后的谐振腔；3.补偿环粘接完成后的谐振腔；4.外围器件粘接完成后的谐振腔。一共进行4次谐振腔锁区测试。

所述单轴转台由转台机柜和转台两部分组成，实时角速度平稳性精度优于0.002°/S。

所述测试工装能够固定谐振腔。在测试工装上还设置光电单元探测器获取谐振腔光强信号、光电双元探测器获取谐振腔输出脉冲信号，能够在未安装微位移调节器的谐振腔上进行手动调节光强实现稳频。

所述前放电路板能够放大光电单元探测器的输出光强信号和光电双元探测器的输出脉冲信号。

所述主控电路板用于控制激光陀螺谐振腔的点亮、稳流控制、扫模和稳频控制等。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本实用新型能够实现激光陀螺谐振腔生产加工过程中关键工艺后谐振腔的锁区测试，测试结果能够判别激光陀螺谐振腔加工的好坏，能有效的提高激光陀螺的生产效率；本实用新型能够通过测试工装实现对未安装微位移调节器的谐振腔稳频，能够获取未安装功率监测棱镜谐振腔的光强信号，能够获取未安装合光棱镜谐振腔的输出脉冲信号；本实用新型通过工控机控制主控电路板，能够测试不同工作模式点下谐振腔的锁区，更全面衡量激光陀螺谐振腔的质量。本实用新型测试操作简单方便，测试时间短，测试结果能够直接显示。在激光陀螺的生产过程中有着极高的应用价值。

附图说明

图1为本实用新型测试装置原理图。

图2为本实用新型测试工装结构图，其中1用来固定谐振腔的装备，2是固定光电双元探测器的工装 ，3和4为固定光电单元探测器的工装，5和6为手动调节腔长的工装。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型测试装置包括工控机、高精度低速单轴转台、谐振腔测试工装、数据采集卡、前放电路板和主控电路板。工控机与转台机柜相连，控制转台转动状态和转速，谐振腔测试工装用于固定谐振腔，并能放置光电单元探测器获取光强信号、光电双元探测器获取输出脉冲信号，能够在未安装微位移调节器的谐振腔上进行手动调节光强实现稳频。主控电路板分别与工控机和测试工装上的谐振腔相连，工控机通过主控电路板获取谐振腔的工作状态以及改变谐振腔模式电压。前放电路板能够放大光电单元探测器的输出光强信号和光电双元探测器的输出脉冲信号。数据采集卡分别采集转台的角速度输出信号和前放板的输出脉冲信号，通过锁区算法程序计算锁区，并实现锁区大小显示。

其中转台的转动控制为速度扫描，进行2次速度扫描，第一次先顺时针方向以固定的加速度a匀加速到速度v，再以加速度a匀减速至0，然后逆时针以匀加速a速度v，再以加速度a匀减速至0。第二次先逆时针方向以固定的加速度a匀加速到速度v，再以加速度a匀减速至0，然后顺时针以匀加速a速度v，再以加速度a匀减速至0。这样能够得到4个锁区值，顺时针出锁，顺时针入锁，逆时针出锁，逆时针入锁，这4个值作为锁区测试结果。加速度a和速度v均可以根据需要设定。

测试的具体操作包括：

1.搭建测试平台，将谐振腔固定在测试工作装上，测试工装固定在单轴转台上。测试生产加工过程中关键工艺后谐振腔的锁区时，测试工装进行相应的改变，如图2所示，第一次谐振腔锁区测试，即完成充排气后的谐振腔，此时谐振腔上微位移调节器、合光棱镜、功率监测镜以及光电单元和双元探测器均没有安装，2是固定双元探测器的工装 ，3和4为固定单元探测器的工装，5和6为手动调节腔长的工装，模拟微位移调节器的功能，实现稳频；第二次谐振腔锁区测试，即台下老练后的谐振腔，此时谐振腔上完成微位移调节器的安装，这时稳频通过主控电路板对微位移调节器直接控制，因此测试工装上卸下5和6，第三次谐振腔锁区测试的测试平台与第二次测试一样。第四次谐振腔锁区测试，谐振腔上完成合光棱镜、功率监测镜以及光电单元和双元探测器等外围器件粘接，这时光强和脉冲信号直接从谐振腔上的光电单元和双元探测器获取，因此测试工装卸下2、3和4。

2.主控电路板上电，点亮谐振腔并进行扫模和稳频，工控机通过主控电路板选模。前放电路板将获取的光强和输出脉冲信号进行放大输出。

3.工控机通过转台机柜控制转台的转动状态，转动模式设为速度扫描，进行2次速度扫描，第一次先顺时针转动再逆时针转动，第二次先逆时针转动再顺时针转动，并设定加速度和角速度，2次加速度与角速度大小一样。

4.数据采集卡采集转台角速度信号和前放电路板放大后的输出脉冲信号，工控机对采集的信号进行处理，显示出转台角速度随时间的变化图以及输出脉冲信号随时间的变化图，并进行数据处理得到顺时针出锁，顺时针入锁，逆时针出锁，逆时针入锁4个锁区值，锁区取每次速度扫描后一段的结果，显示并存储。

5.重复上述2-4步，改变谐振腔工作模式，得到所有模的锁区值。

工控机上软件部分包括转台控制程序、数据采集程序、数据处理、锁区算法程序和数据存储程序。转台控制程用于设定转台转动状态以及转动加速度和速度；数据采集程序设定采集卡，包括采样率、采样点数等，并控制数据采集卡对数据进行采集，主要是角速度输出脉冲采集和输出脉冲信号采集；数据处理用于对采集的数据进行处理；锁区算法程序用于计算所测激光陀螺谐振腔的锁区，得出具体的数据值；数据存储程序用于将采集和计算的数据存储在文本文件中。

本实用新型解决了生产线上检验谐振腔质量的难题，实现激光陀螺谐振腔生产加工过程中4次关键工艺后谐振腔的锁区测试，根据锁区值大小判别激光陀螺谐振腔的加工质量。本实用新型测试精度高，测试操作简单方便，很大程度的提高激光陀螺谐振腔的生产效率。

Claims (3)

1.一种激光陀螺谐振腔锁区的测试装置，其特征在于，包括单轴转台，以及

测试工装，固定于单轴转台上，用于固定待测的谐振腔；

前放电路板，用于放大谐振腔输出光信号；

数据采集卡，用于采集单轴转台角速度和前放电路板输出的脉冲信号；

工控机，用于接受数据采集卡信号和主控电路板采集的谐振腔状态信号，控制单轴转台转动状态；

主控电路板，用于采集谐振腔工作状态信号，传递给工控机，接收工控机指令，控制谐振腔工作模式和电压。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于， 所述单轴转台由转台机柜和转台两部分组成，实时角速度平稳性精度优于0.002°/S 。

3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，在测试工装上还设置光电单元探测器或光电双元探测器。