[发明专利]一种用于无人驾驶导航芯片的环形激光陀螺仪

说明书

本发明公开了一种用于无人驾驶导航芯片的环形激光陀螺仪，包括泵浦光源、激元谐振腔的陀螺芯片，所述激元谐振腔的陀螺芯片包括激元谐振腔，所述激元谐振腔内设有第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、增益介质以及连组光纤，所述连组光纤与第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔分别构成自干涉降噪谐振腔，所述第一谐振腔与第二谐振腔之间设有第一耦合器，所述第二谐振腔与第三谐振腔设有第二耦合器。本发明的用于无人驾驶导航芯片的环形激光陀螺仪，三个并联的谐振腔构成了一个大的谐振腔系统，进一步增加了旋转产生的顺逆时针光波干涉的旋转相位差，比传统的光纤谐振腔更具稳定性，减少了元器件的种类和数量，简化了电路的复杂程度。

技术领域

本发明涉及一种激光陀螺仪，具体涉及一种导航芯片的环形激光陀螺仪。

背景技术

惯性技术是海陆空天各类运动载体惯性导航、制导控制、定位定向、姿态稳定以及过载传感等的核心技术，是同时具备自主性好、信息全面、实时连续、抗干扰性强等特性的载体运动信息感知技术。惯性技术在国防领域发挥着极其重要的作用。陀螺仪是惯性系统的核心器件，用于敏感运动载体相对惯性空间的角运动，测量载体的角位移和角速度，对惯性系统的性能起着关键的作用。传统的陀螺仪利用高速转动的机械转子的定向性和进动性来测定相对于惯性空间的转速和方位。但是由于高速转子的存在所带来的缺陷，如不耐冲击振动，何加速度效应等等，使其在惯性导航中的应用受到了限制，妨碍了进一步的发展。而基于萨格纳克效应的光学陀螺与常规机电陀螺完全不同，它具有下列优点：性能稳定，抗干扰能力强。由于没有高速转子，因而坚固可靠、耐冲击振动、抗加速度性能好，谐振式光学陀螺是陀螺领域的重要发展方向之一，具有抗电磁干扰及灵敏度高等优势，在高精度惯性制导系统中具有广泛的应用前景，光学谐振腔是谐振式光学陀螺的核心组成元件，其性能直接决定着陀螺的精度与稳定性，目前研究的陀螺光学谐振腔主要为光纤谐振腔和集成光波导谐振腔，其中光纤谐振腔具有低损耗、高清晰度的优势，但非全固态的特性严重影响了陀螺性能的稳定性，且存在偏振噪声，集成光波导谐振腔具备微型化、全固态及成本低等优势，被认为是新一代高性能陀螺仪的重点发展方向之一，但集成光波导的损耗大，严重限制了集成光波导谐振腔陀螺灵敏度的提高，而且还存在偏振噪声，为了降低偏振噪声，通常需要外围偏振控制器保证光信号在陀螺传输光路中的单偏振传输，然而这却严重限制了陀螺系统的小型化，而且环形谐振腔由于各反射面的加工会产生误差、谐振腔的加工误差、各镜片的横向角度变形存在误差，等会使谐振腔的环形闭合光路产生非共面误差，陀螺谐振腔性实现调谐的难度大，且制备工艺复杂，因此全固态、单偏振、高清晰度及可调谐的光学谐振腔是谐振式光学陀螺领域亟待发展的重要方向。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于无人驾驶导航芯片的环形激光陀螺仪，方便使用。

技术方案：本发明所述的一种用于无人驾驶导航芯片的环形激光陀螺仪，其特征在于：包括泵浦光源、激元谐振腔的陀螺芯片，所述激元谐振腔的陀螺芯片包括激元谐振腔，所述激元谐振腔内设有第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、增益介质以及连组光纤，所述连组光纤与第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔分别构成自干涉降噪谐振腔，所述第一谐振腔与第二谐振腔之间设有第一耦合器，所述第二谐振腔与第三谐振腔设有第二耦合器，所述第一谐振腔通过第三耦合器连接于第一可调谐耦合输出端，所述第三谐振腔通过第四耦合器连接于第二可调谐耦合输出端，所述第一可调谐耦合输出端连接有第一调制器，所述第二可调谐耦合输出端连接有第二调制器，所述第一调制器设有第一输出光栅，所述第二调制器设有第二输出光栅，所述第一输出光栅、第二输出光栅通过光导分支连接于输出光纤与光电探测器，所述第二谐振腔设有激光路径校直器。

所述第一可调谐耦合输出端与第一调制器之间、第二可调谐耦合输出端与第二调制器之间、第一调制器与第一输出光栅之间、第二调制器与第二输出光栅之间、第一输出光栅、第二输出光栅与光导分支之间均设有间隙，所述间隙使用高透光人造石英填充。