[发明专利]双纵模激光陀螺频率可调谐闭锁阈值检测系统及检测方法

说明书

本发明公开了一种双纵模激光陀螺频率可调谐闭锁阈值检测系统及检测方法，包括环形激光器，环形激光器的两个角上分别设置有合光棱镜，沿合光棱镜出射的激光束水平位置分别设置有分光镜和反射镜，分光镜反射的激光束水平位置设置有光电探测器、FPGA和双纵模状态控制器，反射镜反射的激光束水平位置设置有双光窗光电探测器、FPGA和计算机控制器，环形激光器通过导线还连接有数字化测试基座、速率转台计算机控制器。检测方法包括：首先，对环形谐振腔的工作频率进行稳频，之后开启速率转台，当环形激光器出闭锁时，在计算机控制器上观察合成的李萨茹图形，读出激光陀螺的闭锁阈值，该系统检测过程简单、处理快捷且装配结果准确。

技术领域

本发明属于精密检测设备技术领域，具体涉及一种双纵模激光陀螺频率可调谐闭锁阈值检测系统及检测方法。

背景技术

激光陀螺是捷联式惯性导航系统的理想器件，在导弹制导、航空器飞行控制以及航天遥感卫星姿态控制等领域占有重要地位。激光陀螺在工作中都会出现闭锁状态，在该状态下，一切反映陀螺相对于惯性空间的转动信息将全部丢失，陀螺失效。

目前，激光陀螺闭锁阈值检测方法一般是针对单纵模工作激光陀螺，该判断方法存在因电路噪声引起的脉冲数波动，造成陀螺闭锁阈值读出错误的问题，同时，因转台做变速运动，台面轴跳还会导致陀螺提前出锁区。因此，对激光陀螺闭锁状态的研究，特别是在极小转速、极稳定承载、激光器频率稳定条件下，通过准确检测激光陀螺的闭锁阈值，设置最小的偏频量，从而减小对精度的影响，这在激光陀螺领域具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种双纵模激光陀螺频率可调谐闭锁阈值检测系统，实现了激光陀螺闭锁阈值的准确检测。

本发明的另一目的是提供上述双纵模激光陀螺频率可调谐闭锁阈值的检测方法。

本发明采用的技术方案是：一种双纵模激光陀螺频率可调谐闭锁阈值检测系统，包括环形激光器，激光器由呈对称设置的上半腔环形激光器和下半腔环形激光器组成，下半腔环形激光器的远离上半腔环形激光器的两个角上分别设置有能够出射激光束的第一合光棱镜和第二合光棱镜，沿第一合光棱镜出射的激光束水平位置依次设置有分光镜和F-P扫频腔，F-P扫频腔通过导线连接有第一光电探测器，第一光电探测器通过导线连接有示波器，沿分光镜反射的激光束水平位置设置有第二光电探测器，第二光电探测器通过导线连接FPGA，FPGA通过导线连接有双纵模状态控制器，且双纵模状态控制器通过橡胶管与上半腔环形激光器连接，第二合光棱镜出射的激光束水平位置设置有反射镜，沿反射镜反射的激光束水平位置设置有双光窗光电探测器，双光窗光电探测器通过导线连接有第二FPGA，第二FPGA通过导线连接有第一计算机控制器，下半腔环形激光器通过导线还连接有数字化测试基座，数字化测试基座通过导线连接有速率转台，且数字化测试基座位于速率转台的上表面，速率转台通过导线连接有第二计算机控制器。

本发明采用的另一技术方案是：一种双纵模激光陀螺频率可调谐闭锁阈值的检测方法，具体步骤如下：

步骤1，引燃下半腔环形激光器中密封的增益气体，对环形谐振腔的工作频率进行稳频；

步骤2，经步骤1后，开启速率转台，进行阶梯加速运动，加速度为0.003°/s，每到一阶梯点进行10s匀速运动；

步骤3，经步骤2后，当环形激光器满足出闭锁条件时，环形激光器输出的干涉条纹在双光窗光电探测器的光敏面上发生定向移动，同时，调节双光窗光电探测器两光窗的间距设置，使两光窗的间距为干涉条纹宽度的1/4；

步骤4，经步骤3后，在第一计算机控制器上观察合成的李萨茹图形，当李萨茹图形整圆周径向幅度小于0.2V，且稳定不变时，此时速率转台上的速率值即为激光陀螺的闭锁阈值。

本发明的特点还在于，

上半腔环形激光器和下半腔环形激光器之间的间距为0.30m～0.42m，且上半腔环形激光器和下半腔环形激光器均固定在导轨上。