[实用新型]一种四频激光陀螺四柱型偏频机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种激光陀螺的偏频机构，特别是关于四频激光陀螺的法拉第偏频机构。

背景技术

法拉第偏频技术是四频激光陀螺的一项核心技术，它通常采用永磁体提供磁场，以旋光片作为磁光介质，在激光陀螺中实现法拉第效应，使得左、右陀螺产生同时偏频。

法拉第效应中，法拉第旋转方向与磁场方向相关，当磁场反方向时，法拉第旋转也反向。同时与通常讨论的左、右旋光相区别，定义为正、负旋光，其中，迎着磁场方向看去，电矢量逆时针旋转的偏振光为正旋偏振光；电矢量顺时针旋转的偏振光为负旋偏振光。当磁场方向与光传播方向相同时，正旋光就是左旋光，负旋光就是右旋光。当磁场反向时，原来的负旋光变成正旋光，正旋光则变成负旋光。

因此当磁场方向与顺时针光方向一致，四频激光陀螺的四个模式光通过法拉第室时，其中两个方向相反的左旋光分别为负旋光和正旋光，在四频激光陀螺法拉第偏频过程中，二者的频率偏移是反方向的，形成的频差就是左陀螺偏频。两个方向相反的右旋光分别为正旋光和负旋光，在四频激光陀螺法拉第偏频过程中，二者的频率偏移也是相反的，形成的频差就是右陀螺偏频。

由于四频激光陀螺法拉第偏频机构设计精密，它要求法拉第偏频组件对谐振腔产生的应力和损耗小，永磁体和旋光片的加工与安装简单易行，特别是要求磁场在旋光片轴向方向上分布均匀，且磁场强度不小于1000Oe，使得永磁体产生的磁场集中分布在旋光片附近，激光陀螺增益区处磁场尽可能小。然而现有技术四频激光陀螺法拉第偏频机构难以同时完全满足上述要求，特别是难以实现陀螺增益区处磁场小的要求。

请参阅图1，其是一种现有技术四频激光陀螺法拉第偏频机构的结构示意图。图中由直筒环状永磁体1为旋光片2提供磁场，所述旋光片2固定在永磁体1中间。当偏振光穿过磁场时，可以形成法拉第效应，实现法拉第偏频。所述四频激光陀螺法拉第偏频机构为提供均匀的磁场，但要求圆筒长度大于旋光片2厚度的3～4倍，体积较大，安装困难，且陀螺增益区的磁场强度较大，漏磁问题未能有效的解决。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型提供了一种陀螺增益区磁场影响小、磁场强度大且均匀的四频激光陀螺四柱型偏频机构。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种四频激光陀螺四柱型偏频机构，其由四个柱型磁铁1和一旋光片2组成，其中，每个柱型磁铁1的充磁方向为径向方向，所述四个柱型磁铁1同一平面上的截面形状和面积相等，且截面中心构成一矩形。同时，上下磁铁同极相对，左右磁铁极性相反。而所述旋光片2设置在所述四个柱型磁铁1中间，所述旋光片中心到四个柱型磁铁同截面中心的距离一致，且所述旋光片法线方向与上下柱型磁铁同截面中心的连线垂直。

所述磁铁1为永磁体。

所述磁铁1为圆柱型永磁体。

所述旋光片2直径小于柱型磁铁1的轴向长度。

有别于现有技术的四频激光陀螺筒状偏频机构，本实用新型四频激光陀螺四柱型偏频机构通过四个充磁方向为径向方向的磁铁的排列设置，使上下磁铁同极相对，左右磁铁极性相反，并将旋光片设置在四个柱型磁铁的磁场中心，使得旋光片法线方向与左右磁铁同平面的截面中心的连线平行。因此，上下两组磁铁的磁场在旋光片上叠加，因此磁场强度大，而且四个柱型磁铁围绕旋光片大小相同，分布对称，因此磁场均匀性好。特别是上下两组磁铁在陀螺增益区的磁场方向相反，因此所产生的磁力线相互抵消，导致位于左右磁铁相对于旋光片外侧的陀螺增益区的磁强强度较小。

附图说明

图1是一种现有技术四频激光陀螺偏频机构的机构示意图；

图2是本实用新型四频激光陀螺四柱型偏频机构一较佳实施方式的结构示意图；

其中，1-磁铁，2-旋光片，3-左上磁体，4-左下磁铁，5-右上磁铁，6-右下磁铁。

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说明：

请参阅图2，其是本实用新型四频激光陀螺四柱型偏频机构一较佳实施方式的结构示意图。图中，所述四频激光陀螺四柱型偏频机构由四个柱型磁铁1和一旋光片2组成。其中，所述四个柱型磁铁1为圆柱型永磁体，且截面为面积一致的圆，同时，四个柱型磁铁同一平面上的截面中心相连可构成一矩形。而所述旋光片2设置在所述四个柱型磁铁1中间，所述旋光片中心到四个柱型磁铁同截面中心的距离一致，且所述旋光片法线方向与上下柱型磁铁同截面中心的连线垂直。