[发明专利]一种激光陀螺集成合光装置和合光方法

说明书

技术领域

本发明属于激光陀螺技术，涉及一种激光陀螺集成合光装置和合光方法。

背景技术

合光装置是激光陀螺信号读出系统的关键组成部分，常用一片激光陀螺腔反射镜输出顺、逆时针光，通过合光棱镜（如图1）使输出顺、逆时针光干涉，产生干涉条纹，由于激光陀螺转速与干涉条纹移动速度成正比，从而用光电管探测干涉条纹移动速度得到激光陀螺所测转速。

然而现有合光装置和合光方法一般适用于大尺寸激光陀螺，合光装置内的输出反射镜13、合光棱镜12、探测器体积较大，难以小型化，而且加工和安装公差要求高，成本大，难以满足腔长在40mm内的微小型激光陀螺的应用要求。

发明内容

本发明的目的是：提供一种结构紧凑、体积小、加工安装方便的激光陀螺集成合光装置。

另外，本发明还提供一种激光陀螺集成合光方法。

本发明的技术方案是：一种激光陀螺集成合光装置，其包括集成合光棱镜、光学掩模板、探测器，所述光学掩模板设置在集成合光棱镜的输出面，而探测器位于光学掩模板的输出面上，其中，所述集成合光棱镜的上端面具有一切面，该切面与集成合光棱下端面之间的交角φ范围为20°~40°。

所述集成合光棱镜为上端面具有切面的长方体或圆柱体。

所述集成合光棱镜的出射面不小于原上端面的1/2。

所述集成合光棱镜的切面和下端面镀有反射膜。

所述集成合光棱镜下端面的反射膜为200ppm透过率的高反膜。

光学掩模板为明暗间隔的光栅掩模或类光栅掩模，其透光区域和不透光区域等间隔交替排列。

一种利用权利要求1所述的激光陀螺集成合光装置进行激光陀螺合光的方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤1：产生顺、逆时针干涉条纹

激光陀螺的顺、逆时针光从集成合光棱镜下端面进入集成合光棱镜，其中，顺时针光直接从上端面输出，而逆时针光依次经切面和下端面反射后从上端面输出。该顺时针光和逆时针光存在交角θ，二者形成干涉条纹；

步骤2：产生莫尔条纹

在集成合光棱镜出射面放置光学掩膜板，掩模条纹与干涉条纹存在夹角α，干涉条纹经掩模板调制后形成莫尔条纹；

步骤3：调整夹角α使得D满足探测器要求；

当干涉条纹向+X方向移动时，莫尔条纹将向准+Y方向移动，且莫尔条纹移动速度与干涉条纹移动速度成正比，又莫尔条纹宽度D与掩模条纹宽度L及夹角α的关系为D=L/α，因此通过调整光学掩膜板的角度，改变夹角α使得D满足探测器要求。

本发明的技术效果是：本发明集成合光装置由于采用集成合光棱镜，其结构简单紧凑，集成度高，且加工安装方便，易于小型化的实现，特别适用于腔长小于4cm的微小型激光陀螺。另外，实际合光时，通过可调整掩模条纹与干涉条纹的交角，可以使得莫尔条纹宽度满足探测器要求，从而大大降低了对合光棱镜角度φ的加工误差要求，及合光棱镜的光学调试误差要求，满足了微小型激光陀螺的实用性要求。

附图说明

图1是一种现有技术合光棱镜的光路图；

图2是本发明激光陀螺集成合光装置的结构示意图；

图3是本发明集成合光棱镜的光路图；

图4是本发明集成合光棱镜的底面示意图；

图5是激光陀螺顺、逆时针光干涉条纹示意图；

图6是类光栅掩膜示意图；

图7是激光陀螺莫尔条纹示意图；

其中，1-集成合光棱镜、2-光学掩模板、3-探测器、4-上端面、5-切面、6-下端面、8-高反膜、10-顺时针光、11-逆时针光、12-现有技术合光棱镜、13-输出反射镜。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明：

请参阅图2，其是本发明激光陀螺集成合光装置的结构示意图。所述激光陀螺集成合光装置包括集成合光棱镜1、光学掩模板2、探测器3。所述光学掩模板设置在集成合光棱镜的输出面，而探测器3位于光学掩模板的输出面上。其中，光学掩模板为明暗间隔的光栅掩模或类光栅掩模，其透光区域和不透光区域等间隔交替排列。探测器为二象限的光电二极管，用于探测干涉条纹的移动。