RU2364837C1 - Laser gyroscope - Google Patents
Laser gyroscope Download PDFInfo
- Publication number
- RU2364837C1 RU2364837C1 RU2008111849/28A RU2008111849A RU2364837C1 RU 2364837 C1 RU2364837 C1 RU 2364837C1 RU 2008111849/28 A RU2008111849/28 A RU 2008111849/28A RU 2008111849 A RU2008111849 A RU 2008111849A RU 2364837 C1 RU2364837 C1 RU 2364837C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resonator
- reflector
- perimeter
- sphere
- recess
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для измерения угловой скорости, выполненным на кольцевых лазерах.The invention relates to the field of measuring equipment, and in particular to devices for measuring angular velocity made on ring lasers.
Известен лазерный гироскоп [1], содержащий резонатор с каналами в оптическом блоке, аноды и катоды для поджига, систему регулировки периметра резонатора с рефлекторами, на которых установлены пьезопреобразователи.A known laser gyroscope [1], containing a resonator with channels in the optical unit, anodes and cathodes for ignition, a system for adjusting the perimeter of the resonator with reflectors on which piezoelectric transducers are mounted.
Наиболее близким по технической сущности является лазерный гироскоп [2], содержащий резонатор с выполненными в оптическом блоке и заполненными газовой смесью каналами, в местах соединения которых установлены рефлекторы, устройство для генерации оптических волн в газовой смеси с высоковольтным источником питания постоянного тока, подключенным к анодам и, по крайней мере, к одному катоду, которые введены в каналы, устройство для регистрации сигнала лазерного гироскопа, систему регулировки периметра резонатора с приемным устройством, электронной схемой и устройством для регулировки периметра резонатора, содержащим, по крайней мере, один из рефлекторов, причем на обращенной в сторону каналов первой стороне такого рефлектора выполнено первое углубление с поверхностью в виде части поверхности сферы.The closest in technical essence is a laser gyroscope [2], containing a resonator with channels made in the optical unit and filled with the gas mixture, at the junction points of which there are reflectors, a device for generating optical waves in the gas mixture with a high-voltage DC power supply connected to the anodes and at least one cathode that is inserted into the channels, a device for registering a laser gyro signal, a resonator perimeter adjustment system with a receiving device, Throne circuit and a device for adjusting the cavity perimeter, comprising at least one of the reflectors, and on the side facing the first side channels of the reflector formed from the first recess surface in the form of a sphere surface.
Недостатком такого лазерного гироскопа является усложнение конструкции устройства для регулировки периметра резонатора и вызванная этим пониженная технологичность данного узла.The disadvantage of such a laser gyroscope is the complexity of the design of the device for adjusting the perimeter of the resonator and the consequent reduced manufacturability of this node.
Техническим результатом изобретения является повышение технологичности и уменьшение сложности выполнения устройства для регулировки периметра резонатора с использованием рефлектора.The technical result of the invention is to improve manufacturability and reduce the complexity of the device for adjusting the perimeter of the resonator using a reflector.
Данный технический результат достигается в лазерном гироскопе, содержащем резонатор с выполненными в оптическом блоке и заполненными газовой смесью каналами, в местах соединения которых установлены рефлекторы, устройство для генерации оптических волн в газовой смеси с высоковольтным источником питания постоянного тока, подключенным к анодам и, по крайней мере, к одному катоду, которые введены в каналы, устройство для регистрации сигнала лазерного гироскопа, систему регулировки периметра резонатора с приемным устройством, электронной схемой и устройством для регулировки периметра, содержащем, по крайней мере, один из рефлекторов, причем на обращенной в сторону каналов первой стороне такого рефлектора выполнено первое углубление с поверхностью в виде части поверхности сферы, тем, что на второй, противоположной первой, стороне рефлектора выполнено второе углубление с поверхностью в виде части поверхности сферы радиусом, по крайней мере на порядок меньшим радиуса сферы первого углубления, во второе углубление вставлена металлическая накладка, имеющая однородную толщину и повторяющая форму второго углубления, накладка подключена к выходу электронной схемы системы регулировки периметра резонатора.This technical result is achieved in a laser gyroscope containing a resonator with channels made in the optical unit and filled with the gas mixture, at the junction points of which there are reflectors, a device for generating optical waves in the gas mixture with a high-voltage DC power supply connected to the anodes and at least at least one cathode that is inserted into the channels, a device for registering a laser gyro signal, a system for adjusting the perimeter of the resonator with a receiving device, electronic a circuit and a device for adjusting the perimeter, containing at least one of the reflectors, and on the first side of such a reflector facing the channels, a first recess is made with a surface in the form of a part of the surface of a sphere, so that on the second, opposite to the first, side of the reflector a second recess with a surface in the form of a part of the surface of a sphere with a radius of at least an order of magnitude smaller than the radius of the sphere of the first recess, a metal plate having a uniform thickness is inserted into the second recess Well, and repeating the shape of the second recess, the pad is connected to the output of the electronic circuit of the resonator perimeter adjustment system.
В частном случае накладка выполнена напылением слоя металла на поверхность второго углубления в рефлекторе.In the particular case, the patch is made by spraying a metal layer on the surface of the second recess in the reflector.
Путем образования в рефлекторе устройства для регулировки периметра резонатора второго углубления с поверхностью в виде части сферы радиусом, по крайнем мере на порядок меньшим радиуса сферы первого углубления на рефлекторе, установки во второе углубление металлической накладки однородной толщины и одинаковой формы со вторым углублением, подсоединения накладки к выходу электронной схемы системы регулировки периметра резонатора обеспечивается выполнение устройства для регулировки периметра резонатора в составе всего двух простых деталей. В результате достигается более простое выполнение устройства для регулировки периметра резонатора и повышается технологичность его изготовления.By forming in the reflector a device for adjusting the resonator perimeter of the second recess with a surface in the form of a part of a sphere with a radius at least an order of magnitude smaller than the radius of the sphere of the first recess on the reflector, installing a metal plate of uniform thickness and the same shape with the second recess in the second cavity, connecting the plate to the output of the electronic circuit of the system for adjusting the perimeter of the resonator provides a device for adjusting the perimeter of the resonator consisting of only two simple etaley. The result is a simpler implementation of the device for adjusting the perimeter of the resonator and increases the manufacturability of its manufacture.
Выполнением накладки путем напыления слоя металла на второе углубление в рефлекторе еще более повышается технологичность устройства для регулировки периметра резонатора.The implementation of the lining by spraying a metal layer on the second recess in the reflector further improves the manufacturability of the device for adjusting the perimeter of the resonator.
На фиг.1 представлен общий вид лазерного гироскопа, на фиг.2 - вид рефлектора устройства для регулировки периметра резонатора, на фиг.3 - вид устройства для регулировки периметра резонатора, на фиг.4 - принципиальная схема устройства для регулировки периметра резонатора.Figure 1 presents a General view of the laser gyro, figure 2 is a view of the reflector of the device for adjusting the perimeter of the resonator, figure 3 is a view of the device for adjusting the perimeter of the resonator, figure 4 is a schematic diagram of a device for adjusting the perimeter of the resonator.
В лазерном гироскопе (фиг.1) в оптическом блоке 1, например из ситалла, выполнен резонатор, содержащий каналы 2, 3, 4, 5, которые заполнены газовой смесью, состоящей, например из смеси гелия и неона. В местах соединения каналов 2, 3…5 установлены рефлекторы 6', 6”, устройство 7 для регулировки периметра резонатора, устройство 8 для регистрации сигнала лазерного гироскопа.In the laser gyroscope (Fig. 1) in the
В каналы 2, 3, 5 кольцевого резонатора введены соответственно аноды 9', 9” и катод 10, которые подключены к высоковольтному источнику питания постоянного тока устройства для генерации оптических волн в резонаторе.Anodes 9 ', 9 ”and cathode 10, respectively, are inserted into the
В устройстве 8 для регистрации сигнала лазерного гироскопа установлены полупрозрачный рефлектор, призма фотосмесителя и фотоприемник в виде, например фотодиода. Фотоприемник является одновременно приемным устройством системы регулировки периметра резонатора и устройства для регистрации сигнала лазерного гироскопа.In the device 8 for recording the signal of the laser gyroscope, a translucent reflector, a prism of the photo mixer and a photodetector are installed in the form of, for example, a photodiode. The photodetector is at the same time the receiving device of the system for adjusting the perimeter of the resonator and the device for registering the signal of the laser gyroscope.
Рефлектор 11 (фиг.2), который используется в устройстве 7 для регулировки периметра резонатора, имеет первое углубление 12 с поверхностью 13 в виде части поверхности сферы радиусом r1, второе углубление 14 с поверхностью 15 в виде части поверхности сферы радиусом r2. Причем радиус r2 по крайней мере на порядок меньше радиуса r1. В результате в промежутке между поверхностями 13, 15 в рефлекторе 11 образуется перемычка 16 с минимальной толщиной δ.The reflector 11 (figure 2), which is used in the
В устройстве 7 (фиг.3) для регулировки периметра резонатора во второе углубление 14 рефлектора 11 вставлена насадка 17, выполненная из металла, имеющая однородную толщину и повторяющая форму поверхности 15 второго углубления 14 в рефлекторе 11. Насадка 17 может быть выполнена напылением слоя серебра на поверхность 15 второго углубления 14 в рефлекторе 11. Для ее соединения с выходом электронной схемы системы регулировки периметра резонатора на насадке 17 может быть выполнена контактная площадка.In the device 7 (Fig. 3) for adjusting the perimeter of the resonator, a
В системе регулировки периметра резонатора (фиг.4) выход фотоприемника 18 устройства 8 для регистрации сигнала лазерного гироскопа подключен к входу электронной схемы, содержащей предварительный усилитель 19, детектор 20 с фильтром низких частот, компаратор 21, подключенное к одному из входов компаратора 21 устройство 22 уставки, выходной усилитель 23, к выходу которого подключена насадка 17. Выходной усилитель 23 выполнен с возможностью создания на его выходе высокого напряжения постоянного тока. Выход фотоприемника 18 также подключен к входу усилителя 24 переменного тока.In the system for adjusting the perimeter of the resonator (Fig. 4), the output of the
Устройство 22 уставки может быть выполнено в виде подключенного к входу компаратора 21 потенциометра, запитанного от источника прецизионного опорного напряжения.The
Лазерный гироскоп работает следующим образом. В результате прохождения токов от анода 9' и анода 9” к катоду 10 в резонаторе возникают оптические волны, обходящие периметр резонатора в двух противоположных направлениях. При изменении периметра резонатора изменяется величина токов от анодов 9', 9” к катоду 10. В результате на выходе фотоприемника 18 изменяется амплитуда выходного напряжения. После усиления выходного напряжения фотоприемника 18 в предварительном усилителе 19 и детектирования усиленного выходного напряжения с выхода детектора 20 на один вход компаратора 21 подается постоянное напряжение, величина которого пропорциональна величине тока в резонаторе. При сравнении в компараторе 21 напряжений, поступающих на его входы от детектора 20 и устройства 22 уставки, с выхода компаратора 21 на вход выходного усилителя 23 подается напряжение, пропорциональное величине изменения тока в резонаторе. Усиленное до значений, которые могут быть порядка нескольких сотен вольт, выходное напряжение выходного усилителя 23 подается на накладку 17.Laser gyroscope works as follows. As a result of the passage of currents from the anode 9 'and the anode 9 ”to the cathode 10, optical waves appear in the cavity, bypassing the perimeter of the resonator in two opposite directions. When changing the perimeter of the resonator, the magnitude of the currents changes from the anodes 9 ', 9 ”to the cathode 10. As a result, the output voltage amplitude changes at the output of the
Создаваемый на накладке 17 электрический заряд вызывает в рефлекторе 11 поляризацию зарядов, в результате чего возникают электрические силы притяжения между зарядами в накладке 17 и рефлекторе 11. Вследствие этого происходит деформация рефлектора 11 так, что происходит изгиб перемычки 16 рефлектора 11. При увеличении выходного напряжения выходного усилителя 23 перемычка 11 изгибается так, что радиус r1 первого углубления 12 в рефлекторе 11 уменьшается, при уменьшении выходного напряжения выходного усилителя 23 радиус r1 первого углубления 12 в рефлекторе 11 увеличивается. Таким образом происходит регулировка периметра резонатора в зависимости от изменения тока в резонаторе.The electric charge created on the
Выходное напряжение фотоприемника 18 также усиливается в усилителе 24 переменного тока, частота f выходного напряжения которого пропорциональна измеряемой угловой скорости.The output voltage of the
Электронная схема системы регулировки периметров резонатора может быть выполнена в другом составе электронных устройств.The electronic circuit of the system for adjusting the perimeter of the resonator can be made in a different composition of electronic devices.
Система регулировки параметров резонатора может быть дополнена еще одним устройством для регулировки периметра резонатора выполненным, например, с использованием рефлектора 6 и соответствующей электронной схемой. Для повышения точности измерения угловой скорости в лазерном гироскопе может быть применено устройство для активации механических колебаний оптического блока 1.The system for adjusting the parameters of the resonator can be supplemented by another device for adjusting the perimeter of the resonator made, for example, using a reflector 6 and the corresponding electronic circuit. To improve the accuracy of measuring angular velocity in a laser gyroscope, a device can be used to activate mechanical vibrations of the
Источники информацииInformation sources
1. Патент США №4442762, кл. G01C 19/64, НКИ 356/350. Ring Lazer. 1983 г.1. US patent No. 4442762, CL. G01C 19/64, NKI 356/350. Ring Lazer. 1983 year
2. Патент США №4627732, кл. G01C 19/64, НКИ 356/350. Mode Discrimination Apparatus. 1986 г.2. US Patent No. 4627732, cl. G01C 19/64, NKI 356/350. Mode Discrimination Apparatus. 1986 year
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008111849/28A RU2364837C1 (en) | 2008-03-28 | 2008-03-28 | Laser gyroscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008111849/28A RU2364837C1 (en) | 2008-03-28 | 2008-03-28 | Laser gyroscope |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2364837C1 true RU2364837C1 (en) | 2009-08-20 |
Family
ID=41151317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008111849/28A RU2364837C1 (en) | 2008-03-28 | 2008-03-28 | Laser gyroscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2364837C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487317C1 (en) * | 2012-02-09 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Раменский приборостроительный завод" (ОАО "РПЗ") | Laser gyroscope resonator |
RU2488773C2 (en) * | 2011-11-01 | 2013-07-27 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Laser gyroscope |
RU2507482C2 (en) * | 2011-12-23 | 2014-02-20 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Laser gyroscope |
RU2589756C1 (en) * | 2015-04-23 | 2016-07-10 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | System for adjustment of perimeter of zeeman laser gyroscope |
RU2627566C1 (en) * | 2016-11-08 | 2017-08-08 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Laser gyroscope |
RU2660290C1 (en) * | 2017-07-06 | 2018-07-05 | Акционерное общество "Московский институт электромеханики и автоматики" (АО "МИЭА") | Laser gyro ring resonator |
-
2008
- 2008-03-28 RU RU2008111849/28A patent/RU2364837C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488773C2 (en) * | 2011-11-01 | 2013-07-27 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Laser gyroscope |
RU2507482C2 (en) * | 2011-12-23 | 2014-02-20 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Laser gyroscope |
RU2487317C1 (en) * | 2012-02-09 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Раменский приборостроительный завод" (ОАО "РПЗ") | Laser gyroscope resonator |
RU2589756C1 (en) * | 2015-04-23 | 2016-07-10 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | System for adjustment of perimeter of zeeman laser gyroscope |
RU2627566C1 (en) * | 2016-11-08 | 2017-08-08 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Laser gyroscope |
RU2660290C1 (en) * | 2017-07-06 | 2018-07-05 | Акционерное общество "Московский институт электромеханики и автоматики" (АО "МИЭА") | Laser gyro ring resonator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2364837C1 (en) | Laser gyroscope | |
CN108288815B (en) | Annular laser resonant cavity diaphragm assembling and adjusting system and assembling and adjusting method thereof | |
US4878017A (en) | High speed D.C. non-contacting electrostatic voltage follower | |
CN102177412B (en) | Laser gyro having a solid-state amplifying medium and an optical ring cavity | |
JP2016218054A (en) | Active in-situ calibration of mems accelerometer using optical force | |
CN108489475A (en) | A kind of hemispherical reso nance gyroscope harmonic oscillator vibration signal detection method and device | |
US4700068A (en) | Apparatus and method for spatially characterizing and controlling a particle beam | |
Chitnis et al. | Optical fiber sensor for vibration amplitude measurement | |
RU2695761C1 (en) | Method for reduction of magnetic drift of zeeman laser gyroscopes | |
RU2352038C1 (en) | Method of stabilisation of laser emission frequency | |
CN105953908A (en) | Low-frequency micro-nano vibration tester based on DVD optical reading head and cantilever structure | |
CN108562861B (en) | Symmetrical cesium optical pump magnetometer for magnetic gradient measurement | |
Zuckerwar et al. | High‐temperature fiber‐optic lever microphone | |
JP3149228B2 (en) | Surface electrometer | |
SU1396063A1 (en) | Electric meter | |
CN216523694U (en) | Detection device | |
Chanu et al. | Measurement Of Plane Acoustic Waves Using An Optical Feedback Interferometer | |
SU777422A1 (en) | Inclination meter | |
RU2509292C1 (en) | Device to measure resonant frequencies and good quality of movable elements of micromechanical devices | |
Chanu–Rigaldies et al. | MEASUREMENT OF PLANE ACOUSTIC WAVES USING AN OPTICAL FEEDBACK INTERFEROMETER | |
RU66052U1 (en) | DEVICE FOR PHOTO MEASUREMENT | |
Casalicchio et al. | A fiber optic sensor for displacement and acceleration measurements in vibration tests | |
Robertson | An Electro‐Optic Pressure Indicator | |
RU2176404C1 (en) | Seismometer-clinometer-deformation meter | |
EP0995970A2 (en) | Gyro and method of operating the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20100120 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120329 |