激光陀螺

激光陀螺的原理

激光陀螺的特点

科技名词定义：一种无质量的光学陀螺仪。利用环形激光器在惯性空间转动时正反两束光随转动而产生频率差的效应，来敏感物体相对于惯性空间的角速度或转角。

基本元器件：氦氖激光器，全反射镜，半透半反射镜。

优点：没有机械转动部件的摩擦引起的误差，角位移测量精度高，被测角速度范围大。

缺点：需采用膨胀系数低的材料，需采用热补偿措施。

激光陀螺的原理

激光陀螺的工作原理为：在闭合光路中，由同一光源发出的沿顺时针方向和反时针方向传输的两束光发生干涉，利用检测相位差或干涉条纹的变化，可以测出闭合光路旋转角速度。激光陀螺的基本元件是环形激光器，环形激光器由三角形或正方形的石英制成的闭合光路组成，内有一个或几个装有混合气体（氦氖气体）的管子，两个不透明的反射镜和一个半透明镜。用高频电源或直流电源激发混合气体，产生单色激光。为维持回路谐振，回路的周长应为光波波长的整数倍。用半透明镜将激光导出回路，经反射镜使两束相反传输的激光干涉，通过光电探测器和电路得到与角速度成比例的数字信号。

激光陀螺的特点

激光陀螺没有旋转的转子部件，没有角动量，也不需要方向环框架，框架伺服机构，旋转轴承，导电环及力矩器和角度传感器等活动部件，结构简单，工作寿命长，维修方便，可靠性高，目前激光陀螺的平均无故障工作时间已达到九万小时以上。

激光陀螺的动态范围很宽，测得速率为1500度每秒，最小敏感角速度小于0.001度每小时一下，分辨率为/弧度秒数量级，用固有的数字增量输出载体的角度和角速度信息，无需精密的模数转换器，很容易转换成数字形式，方便与计算机接口，适合捷联式系统使用。

激光陀螺的工作温度范围很宽（从-55℃~﹢95℃），无需加温，启动过程时间短，系统反应时间快，接通电源零点几秒就可以投入正常工作。达到0.5度每小时的精度，只需50毫秒时间，对武器系统的制导来说，是十分宝贵的。

激光陀螺没有活动部件，不存在质量不平衡问题，所以对载体的震动及冲击加速度都不敏感，对重力加速度的敏感度也可忽略不计，因而无需不平衡补偿系统，输出信号没有交叉耦合项，精度高，偏值小于0.001度每小时，随机漂移小于0.001度每小时，长期精度稳定性好，在9年内输出没有任何变化，重复性极好。

激光陀螺没有精密零件，组成陀螺的零件品种和数量少，机械加工较少，易于批量生产和自动化生产，成本是常规陀螺的三分之一左右。