作者单位
摘要
华中光电技术研究所—武汉光电国家研究中心,湖北武汉 430223
激光陀螺长时间工作过程中零位保持不变对于捷联惯导有重要意义。介绍了影响激光陀螺零位的主要因素之一,并分析了导致激光陀螺长时间工作过程中产生零位漂移的机理。实验发现,激光陀螺连续工作 1个月,由正逆时针光束损耗差引入的零位漂移在 0.0053°/h左右,伴随正逆时针损耗差变化 8%左右。损耗差对激光陀螺零位的影响是长期的、缓慢的。若需要减小激光陀螺长期工作的零位漂移,则应当提高正逆行波损耗差的长期稳定性。
激光陀螺 零位漂移 损耗差 朗缪尔流效应 Fresnel牵引效应 RLG zero-bias drift loss difference Langmuir flow Fresnel traction effect 
光学与光电技术
2023, 21(4): 124
作者单位
摘要
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学 南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
对于雷达天线伺服跟踪这种高动态应用环境,传统的有限脉冲响应(Finite impulse response, FIR)低通滤波抖动解调引入的时间延迟会导致较大的跟踪误差。为了解决时间延迟问题,文中提出一种FIR滤波与抖动剥除相结合的测量方法,FIR实现具有时延的精确解调,抖动剥除对FIR延迟时间段进行精确补偿。抖动剥除基于相关抵消原理,通过Kalman滤波对陀螺抖动剥除增益因子进行动态跟踪,并对时延前后的抖动量进行实时计算。文中对无延时测量方法进行了激光陀螺实验测试,测试结果表明:该测量方法能够对FIR时延时间段的抖动量进行精确计算,抖动剥除精度优于0.5″,实现了陀螺无延迟测量。FIR滤波和抖动剥除相结合兼顾了激光陀螺的高精度和实时性,具有很好的应用前景。
激光陀螺 FIR滤波 抖动剥除 Kalman滤波 ring laser gyroscope FIR filtering dither stripping Kalman filter 
红外与激光工程
2023, 52(11): 20230171
樊振方 1,2罗晖 1,2胡绍民 1,2骆拓 1,2[ ... ]范金诚 1,2
作者单位
摘要
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学 南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
二频机抖陀螺每个抖动周期要两次经过锁区,每次过锁区时的随机误差会使激光陀螺产生随机游走。在工程上实现了二频机抖陀螺的锁区补偿,并采用Allan方差方法分析了锁区补偿前后输出数据的角度随机游走,实验结果表明,锁区补偿后随机游走具有大幅度的改善。首次报道了机抖激光陀螺中锁区补偿对角度随机游走的改善。
激光陀螺 拍频方程 锁区补偿 随机游走 ring laser gyro beat note equation lock-in error compensation random walk 
红外与激光工程
2023, 52(11): 20230156
作者单位
摘要
华中光电技术研究所—武汉光电国家研究中心, 湖北武汉 430223
针对激光陀螺冷机启辉困难问题,从辅助启辉原理出发,提出了LED 激发灯的选型原则和性能要求。通过光学软件仿真分析计算了激发灯布局以及固定位置不同时,激光陀螺阴极内表面不同区域所接收到的光照度和能量分布情况,据此提出了激发灯组件的最佳布局和最佳安装位置方案。并通过实验验证了采用新型激发灯组件后激光陀螺的冷机启辉性能得到了极大的改善,启辉电压明显降低,启辉延迟时间显著缩短,在工作温度为-50~+75 ℃条件下一次启辉成功率达到了100%,激光陀螺的可靠性进一步增强。
激光陀螺 低温启辉 启辉电压 延迟时间 激发灯 lasergyro lowtemperatureionization ionizationvoltage delaytime excitinglamp 
光学与光电技术
2023, 21(3): 79
作者单位
摘要
北京自动化控制设备研究所,北京 100074
利用空间三轴激光陀螺三个谐振腔光路相互垂直和腔镜共用特性,设计了一种反射镜在腔内氦氖放电等离子体作用下的损耗变化实时测量方法,研究了反射镜的损耗变化过程。实验表明,放电时反射镜的损耗迅速增加并趋于稳定,断电后损耗迅速下降而后趋于平缓并在后续放置过程中缓慢下降至初始值。进一步地,对断电后的陀螺开展了低温和高温实验,研究了反射镜损耗的变化规律。为研究等离子体作用下损耗变化的机理,基于气体放电流体模型,对激光陀螺腔内氦氖等离子体的特性进行了仿真,得到了腔内反射镜表面电子和主要离子的能量及分布。仿真结果表明:等离子体中的电子具有较高的能量,将使反射镜产生更多缺陷,改变反射镜的光学特性。研究结果对于进一步研究反射镜在等离子体作用下的稳定性具有重要意义。
物理光学 激光陀螺 空间三轴陀螺 反射镜 损耗 放电等离子体 
中国激光
2023, 50(23): 2301005
作者单位
摘要

高伯龙院士是我国著名的理论物理学家、激光物理专家、激光陀螺研制领域创始人,被称为“激光陀螺奠基人”,是我国**科技战线“科技报国、创新为战”的杰出代表。本文简要回顾高伯龙院士带领团队数十年锚定目标、迎难而上,研制成功激光陀螺并开展工程应用的科研历程;阐述高院士科学精神的基本内涵,并结合我校激光陀螺技术创新团队近些年的科研工作实践,浅谈高伯龙科研精神对于新时代科技工作者开展科研工作,尤其是进行有组织的科研等的启示,以此共勉。

高伯龙 激光陀螺 科学精神 实践与启示 
光学学报
2023, 43(17): 1737001
李鼎 1,2于旭东 1,2,*魏国 1,2袁保伦 1,2[ ... ]罗晖 1,2,**
作者单位
摘要
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
激光陀螺是一种基于Sagnac效应的高精度、高可靠性的角速度传感器。以激光陀螺为核心部件的激光陀螺惯性导航系统是目前市场占比最高的惯性导航系统,激光陀螺及其惯性导航系统的研究关乎社会生活及安全。首先,本文阐明了激光陀螺及其惯性导航系统的基本原理,回顾了激光陀螺惯性导航系统的发展进程,介绍了近年来国内外有代表性的激光陀螺惯性导航系统的型号。然后,归纳总结了长航时激光陀螺惯性导航系统的关键技术,梳理了误差标定技术、初始对准技术、旋转调制技术、高可靠性容错技术、地球物理场补偿技术的研究现状。最后,总结展望了长航时激光陀螺惯性导航系统关键技术的发展趋势。
激光陀螺 惯性导航 误差抑制 长航时自主导航 
光学学报
2023, 43(17): 1714002
作者单位
摘要
1 北京自动化控制设备研究所,北京 100074
2 空军装备部驻北京地区第二军事代表室,北京 100074
空间三轴激光陀螺是一种将三个敏感环路正交集成于一块微晶玻璃基体上的空间激光陀螺,在航空、航天、**等领域得到了广泛应用。随着军用装备对高性能激光陀螺长期通电性能稳定性的要求不断提高,提高激光陀螺长期通电性能稳定性、延长激光陀螺工作寿命已成为国内外激光陀螺专业领域研究人员共同关注的重要课题。国外多项专利提到了微晶玻璃中的Li+在电场的作用下发生迁移并影响激光陀螺工作寿命,但未见具体研究。文中对空间三轴激光陀螺开展了通电寿命试验,并结合飞行时间二次离子质谱分析技术,研究了放电区微晶玻璃LAS (Li2O-Al2O3-SiO2)表面的Li+迁移现象,结果表明:微晶玻璃中Li+在激光陀螺电场及谐振腔内等离子体的作用下向谐振腔方向迁移,并脱离微晶玻璃进入谐振腔,然后随等离子体流动,最终沉积在阴极表面。该结果对提高激光陀螺长期通电性能稳定性、延长工作寿命等相关研究具有重要推进作用。
离子迁移 激光陀螺 等离子体 锂离子 ion migration laser gyroscope plasma Li ion 
红外与激光工程
2023, 52(7): 20220819
谭中奇 1,2纪鈜腾 1,2,*毛元昊 1,2吴耿 1,2[ ... ]全豫川 3
作者单位
摘要
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学 南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
3 华惯科技有限公司,湖南 长沙 410073
光学陀螺作为光电惯性导航系统的核心器件,在众多领域发挥着举足轻重的作用。随着科学技术的不断进步,传统的激光陀螺、轻质化的光纤陀螺以及集成化的微光陀螺齐头并进、蓬勃发展,但无论是哪一种陀螺样式,在性能优化的过程之中都不可避免地需要考虑背向散射的问题。背向散射是光学陀螺中的一种噪声源,其会带来陀螺的输出偏置或闭锁效应,从而影响其性能。为了更好地理解光学陀螺中的背向散射机制,首先从半经典理论下的自洽方程组出发讨论背向散射的基本原理,而后依照光学陀螺的发展脉络,分析各种光学陀螺的背向散射分析方法、测量手段以及抑制方法,最后对目前光学陀螺中有关背向散射亟待解决的问题进行总结并展望。
光学陀螺 背向散射 激光陀螺 闭锁效应 光纤陀螺 微光陀螺 optical gyros backscattering laser gyros lock-in effect fiber optic gyros integrated optical gyros 
红外与激光工程
2023, 52(6): 20230181
作者单位
摘要
华中光电技术研究所-武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
激光陀螺是惯性导航系统的理想元件, 成功应用于陆、海、天、空等领域, 但激光陀螺对温度非常敏感, 外界温度变化会导致激光陀螺两路光路不对称, 从而影响输出角速度的准确性。采用温度场仿真软件Icepak, 建立激光陀螺温度场模型; 研究激光陀螺在外部不均匀热边界条件下, 陀螺腔体两阳极侧温度分布情况。仿真结果表明, 壳体内部对流换热系数增加3倍, 两侧阳极温差可以减小50%; 同时壳体与抖动机构之间的热阻对热传导有较大影响, 会引起21%的温差; 且在腔体表面贴比例系数为1 000∶1的各向异性传热材料, 不均匀温度区会快速地向其他区域扩散, 两阳极测温度均匀性较好。为陀螺内部温度均匀化设计及工程化提供了指导。
激光陀螺 外界温度 阳极温差 温度场模型 仿真分析 laser gyro external temperature anode temperature difference temperature field model simulation analysis 
光学与光电技术
2023, 21(2): 101

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