Лазерная гироскопия

Фазовые Н. э. в волоконно-оптич. гироскопах задают нач. разность фаз между встречными волнами света в лазерных гироскопах они создают разность оптич. длин для волн, бегущих в противоположных направлениях. Если волну, поляризованную по левому кругу, подавить с помощью линейного поляризатора, расположенного между двумя пластинками (главные оси к-рых повёрнуты на +45 и —45° относительно направления макс, пропускания поляризатора), то для встречных волн, поляри-зованных по правому кругу, частоты генерации кольцевого лазера окажутся различными, т. к. частота генерации определяется тем, что на длине лазера должно укладываться целое число длин волн излучения. [c.250]

Рис. 9.12. Традиционные типы лазерных гироскопов. а — кольцевой лазерный гироскоп, б — волоконно-оптический. 1 — фотодетектор, 2 — моток оптического волокна.

Рис. 9.13. Схема кольцевого лазерного гироскопа с усилением на динамической голограмме в ФРК [9.71, 9.82] (а) и геометрии волоконно-оптических гироскопов с ФРК, предложенные в [9.74] (б) и [9.72] (в).

Сравнительные данные роторного и лазерного гироскопов даны в табл. 10. [c.62]

Лазерные гироскопы находят применение в зарубежных устройствах измерительной техники, в системах НВ [c.62]

Лазер ный гироскоп -не свободен и от недостатков. К нкм относятся необходимость оснащения прибора рядом вспомогательных систем, трудности калибровки и т. п. Их наличие позволяет сделать вывод, что лазерный гироскоп не сможет полностью заменить роторный. Скорее всего он будет применяться в комплексе измерителей первичной информации и лишь в отдельных случаях ис--пользоваться самостоятельно. [c.64]

БОРТОВЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ ГИРОСКОПЫ [c.156]

Лазерные гироскопы, описанные во второй главе, нашли целый ряд практических приложений в зарубежной военной технике. Так, например, они применяются как гирокомпасы в ряде приборов, используются как хранители направлений или датчики угловой скорости вращения подвижных военных объектов. Нами будут рассмотрены лишь примеры использования лазерных гироскопов на борту летательных аппаратов. [c.156]

Бычков С. И. Лазерный гироскоп.— М. Советское радио, [c.183]

Бортовые лазерные гироскопы [c.190]

Для реализации комплексов указанной структуры чаще всего используют БИНС на лазерных гироскопах. Их достоинством является высокая точность и простота эксплуатации. Использование механических гироскопов, включая ДНГ, вряд ли является оправданным. [c.118]

Лазерный гироскоп ЛИЛИСЬ оптические опыты, в которых [c.413]

Наибольшее распространение в современных конструкциях лазерных гироскопов получили невзаимные устройства, основанные на различии фазовых скоростей волн правой и левой круговой поляризаций при их распространении в прозрачной среде, помещенной в продольное магнитное поле (ячейки Фарадея). Поскольку волны в резонаторе кольцевого лазера поляризованы линейно, на торцы стеклянного стержня (рис. 8.13) наклеены четвертьволновые пластинки, превращающие линейную поляризацию вне стержня в круговую внутри него. Магнитное поле в стержне создается с помощью соленоида или постоянного магнита. Оптическая длина такой ячейки различна для волн, распространяющихся навстречу. При помещении в резонатор с периметром 1 м ячейки длиной 1 см, находящейся в поле с индукцией 10 Тл, частота расщепления встречных волн составляет 65 кГц. Этого вполне достаточно для работы вдали от зоны синхронизации. [c.416]

Лазерные гироскопы обладают рядом преимуществ по сравнению с гироскопами других типов и используются в системах навигации, стабилизации и управления кораблями, самолетами и космическими аппаратами, а также в геодезии и в измерительной технике. [c.416]

Дэвисом [И], ВОЛНЫ распространяются как по часовой, так и против часовой стрелки (рис. 7.8). Если одну из этих волн удается устранить, то поле в резонаторе будет представлять собой одну бегущую волну. Вращение кольцевого резонатора вокруг оси, перпендикулярной его плоскости, приводит к расщеплению частот этих двух противоположно направленных волн. Измеряя их частоту биений, можно определить скорость вращения системы. Этот принцип применяется в лазерных гироскопах. [c.487]

В настоящее время для подобных измерений используют газовые лазеры. Один из возможных вариантов опыта Саньяка, где в одно из плеч интерферометра вмонтирован газовый лазер, представлен на рис. 31.11. Вся система образует так называемый кольцевой лазер. На опыте измеряют скорость изменения интерференционной картины (в другой терминологии — частоту биений) в зависимости от угловой скорости вращения системы. Подобные устройства используют для создания лазерных гироскопов, позволяющих с большой точностью измерять проекцию угловой скорости вращения Земли и тем самым определять географическую широту в данной точке. [c.223]

В последние годы в связи с широким использованием кольцевых резонаторов возникла острая необходимость в контроле параметров их элементов, таких, как параллельность граней и толщина четвертьволновых пластин, однородность фазовых невзаимных элементов, однородность коэффициента отражения зеркал и т. д. На рис. 126 приведена оптическая схема полуавтоматического эллипсометра для измерения поляризационных свойств (эллиптичности и поворота плоскости поляризации) фазовых невзаимных элементов, используемых в лазерных гироскопах. Свет от лазера ЛГ-126, отразившись от зеркал 10 и пройдя через поляризатор 2, линейно поляризуется. После прохождения через фазовый невзаимный элемент (ФНЭ) 3 происходит поворот плоскости поляризации и возникает эллиптичность излучения. При соответ- [c.205]

ЛАЗЕРНЫЙ ГИРОСКОП (фотонный гироскоп) — квантовый гироскоп, чувствительным элементом к-рого является кольцевой лазер, генерирующий 2 встречные волны. Действие Л. г. основано па зависимости разности собств. частот кольцевого оптического резонатора для встречных волн от скорости его вращения относи- [c.558]

Магнитооптич. эффекты используются в устройствах записи и хранения информации (т. и. магнитооптич. диски), в системах управления лазерным излучением (для создания дефлекторов, оптич. затворов, для модуляции света и т. д.), при копструировании псвзаимных оптич. элементов, лазерных гироскопов, элементов интегральной оптики и т. д. [c.703]

НЕВЗАЙМНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ оптические — устройства, для к-рых условия прохождения света в прямом и обратном направлениях неодинаковы. Оп-тич. Н. э. используются в системах управления оптич. излучением для создания однонаправленных оптич. схем, для возбуждения в кольцевых лазерах заданного направления бегущей волны, в лазерных гироскопах для устранения захвата частот встречных волн (см. Затягивание частоты), а также в волоконно-оптических гироскопах для задания нач. сдвига фаз между встречными волнами. [c.250]

Р. а. применяют в лазерных гироскопах для подавления одной из встречных волн для прецизионного измерения анизотропии оптич. элементов, для чего исследуемый элемент помещают в резонатор и по характеру собств. состояний поляризации резонатора судят об анизотропных свойствах элемента для управления энергетнч., поляризац. и частотными параметрами выходного излучения. В часгности, в Р. а. возможно осуществить селекцию продольных мод резонатора (см. Селекция мод). Для этого в линейный резонатор помещают поляризатор и двулучепреломляющую пластинку, гл. осп к-рой повёрнуты относительно осей поляризатора на угол ф. Модули собств, значений матрицы Джонса обхода такого резонатора равны [c.318]

Применения Т. л. чрезвычайно разнообразны. Это — ла- ерная технология (сварка, резка и др.), технология электронных приборов, медицина, лазерная локация, системы контроля состава атмосферы, оптич. обработка информации, иитегра-ньная и волоконная оптика, лазерная спектроскопия, лазерная диагностика плазмы и управляемый термоядерньв синтез, лазерная химия и лазерное разделение изотопов, нелинейная оптика, сверхскоростная фотография, лазерные гироскопы, сейсмографы и другие точные физ, приборы. [c.50]

Взаимодействие оптических волн в световоде за счет ФКМ приводит к интересным нелинейным эффектам. В разд. 7.1 рассматривается подобная связь между двумя волнами с одинаковыми поляризациями. но с разными частотами, а также между волнами с одной и той же частотой, но с различными состояниями поляризации. В последнем случае нелинейное двулучепреломление за счет ФКМ находит свое практическое применение в керровских затворах и нелинейных дискриминаторах. В то же время оно является причиной поляризационной неустойчивости, о явление рассмотрено в разд. 7.2. В разд. 7.3 рассматривается модуляционная неустойчивость, вызванная ФКМ примечательно, что она может возникать даже в области положительной дисперсии световода. В разд. 7.4 рассматривается влияние ФКМ на форму и спектр попутно распространяющихся сверхкоротких импульсов. В разд. 7.5 рассмотрены взаимодействие встречно распространяющихся волн за счет ФКМ, а также его воздействие на работу лазерных гироскопов. В разд. 7.6 рассказано о значении ФКМ для систем волоконной связи. [c.172]

При вращении системы между встречными волнами накачки и генерации вследствие эффекта Саньяка возникает невзаимный сдвиг фаз 20. Однако в отличие от огасанного выше гироскопа, ФРК-лазер как адаптивная система реагирует на это таким сдвигом частоты генерации на бегущих решетках, чтобы перекачка фаз на возникающей локальной компоненте отклика как раз компенсировала эффект Саньяка ). Таким образом, активный гироскоп на ФРК-лазере работает по принципу нуль-метода , а измерения переводятся в спектральную область. При этом отсутствует вредное явление захвата частоты генерации вблизи точки J2 = О, что является одной из серьезных проблем для лазерных гироскопов [16]. [c.221]

Бычков С.И., Лукьянов Д.П., Бакаляр С.И. Лазерный гироскоп. - М. Сов. радио, 1975.-424 с. [c.270]

Таким образом, в данной схеме волоконно-оптического гироскопа невзаимный фазовый сдвиг Aф преобразуется в частотный фазовый сдвиг сигнальных световых волн 5 и который может быть достаточно точно измерен с помощью стандартной интерферометри-ческой схемы. Из (9.18) прямо следует, что чувствительность такого устройства уступает чувствительности стандартного кольцевого лазерного гироскопа (9.13) в 2 x JL раз. Для ее достижения (Am [c.238]

Советская промышленность уже в 1975 году освоила серийный выпуск лазеров различных типов, серий ГОС и ГОР, серии ЛГ и др. Они демонстрировались на iMho-гих международных выставках, и вызывали всеобщий интерес [4, 5, 6]. Ускоренными темпами развивалась лазерная техника и в США, Франции, Англии, Италии, ФРГ. В новое научное направление вовлекалось все больше ученых и исследователей. Они принесли новые идеи, часть из которых оказалась давно забытыми старыми. Так, например, использование схемы эксперимента А. Майкельсона, который он приводил еще в npomJioM веке, привело к созданию лазерного гироскопа, а точнее, датчика угловой скорости вращения (ДУС), который отличается от роторного более высокой точностью, широким диапазоном измеряемых скоростей, практически мгновенным включением в работу (не нужно время на раскрутку ротора), малой чувствительностью к перегрузкам [7, 8]. Эти приборы стали использовать в системах навигации и стабилизации. Для решения ряда научных проблем были построены различные локаторы и дально-. меры с лазером в качестве источника излучения. Например, при проведении локации Луны локатор был размещен в Крымской обсерватории и им осуществлялось зондирование поверхности Луны. С тем, чтобы получить отраженный сигнал значительной мощности, на Луну был доставлен зеркальный отражатель, изготовленный французскими учеными и техниками [9, 10]. О высокой точности лазерной локации говорит такой эксперимент.. Он был выполнен сотрудниками обсерватории Мишель де Прованс по американскому спутнику Эксплорер-22 . Этот спутник был также оснащен зеркальной панелью, состоящей из 360 оптических элементов. В локаторе в качестве источника излучения использовался рубиновый лазер. После обработки результатов локации выяснилось, что в момент измерений наклонная дальность от локатора до спутника составляла 1571 км 992 м. Причем это Расстояние было измерено с ошибкой всего 8 м. Такой эксперимент дает ученым возможность составить более правильное представление о форме Земли и о распределении поля тяготения. И если раньше считалось, что поле тяготения имеет сферическую форму, затем стали говорить об эллиптической форме, то теперь о поле тяго- [c.6]

Первое использование лазерного гироскопа было выполнено в США в 1966 году. Он представлял собой устройство, в котором были соединены сразу три идентичных блока, расположенных в трех взаимно перпендикулярных плоскостях [7J. Каждый блок имел самостоятельное исполнение в виде монолитного кварцевого основания, в котором высверлены под уголом 120° три канала, образующие кольцо . В углах этого треугольника расположены отражающие зеркала резонатора. В центральной части прибора расположен генератор, вырабатывающий высокочастотное поле, необходимое для поджига газовой смеси, в качестве которой использовалась гелий-неоновая смесь. Следовательно, газовый кольцевой генератор (а именно он является физической основой прибора) работал на волне 0,6328 мкм. Весьма оригинальным в конструкции был способ, с помощью которого боролись с явлением захвата, приводящим, как мы знаем йз второй главы, к снижению чувствительности прибора. Для этого использовалось простое, легковесное и мало- [c.156]

Это связано с тем, что жесткая конструкция прибора позволяет выдерживать большие ускорения. Кроме того, военные специалисты считают достоинством лазерного гироскопа тот факт, что его выходной сигнал легко может быть выражен в цифровой форме, позволяющей сопрягать его с бортовой ЭВМ. Летом 1970 года были завершены испытания лазерного гироскопа, созданного по заказу НАСА фирмой Сперри [7]. Отмечается, что эти испытания позволили сформулировать требования для бортовой бескарданной инерциальной системы управления летательным аппаратом. Испытательная установка включала в себя четыре основных блока (рис. 49). В один из них входил лазерный гироскоп, во второй — система контроля параметров измерителя, в третий — цифровая вычислительная машина, в четвертый — индикаторное устройство. С лазерного измерителя угловой скорости на систему контроля параметров поступает выходной сигнал, свидетельствующ,ий о вращении, и сигналы, связанные с температурой внутри блока, с измерением параметров и другие вспомогательные сигналы, которые используются для регулирования режима работы лазерного измерителя. Основной сигнал, несущий информацию о вращении, поступает на ЭВМ, которая используется для проведения необходимых вычислений. В индикаторном устройстве в реальном масштабе времени высвечиваются данные о вычисленных пространственных координатах. Для проведения упомянутых- испытаний лазерный блок был смонтирован на поворотном столе, имеющем электронное управление скоростью вращения в широком диапазоне и приборы контроля. ЭВМ была разработана специально как часть трехстепенной сис=- [c.158]

Мы рассмотрели развитие теории гироскопических и инерциальных систем от ее зарождения в середине XIX в. до середины XX в. Это развитие лродолжалось еще быстрее и плодотворнее в последующие годы, приведя к образованию научной базы современных устройств, осуществляющих управление вращательным и поступательным движением различных объектов —кораблей, подводных лодок, танков, самолетов, ракет, космических летательных аппаратов. В теории и технике гироскопических и инерцальных систем наметились новые тенденции. Ведется интенсивная разработка и уже достигнуты определенные успехи в создании гироскопических чувствительных элементов на новых физических и конструктивных принципах. Для поддержания шаровых гироскопов успешно используются электромагнитные и электростатические поля. Создаются так называемые вибрационные гироскопы, которые реагируют на вращательное движение основания угловыми колебаниями тел. Делаются попытки использовать для построения гироскопических чувствительных элементов инерцию жидкости, атомных ядер и оболочек (ядерный гироскоп) и, наконец, инерцию движения фотонов (лазерный гироскоп). В создании последнего достигнуты вполне реальные практические успехи. В результате гироскопом теперь стали называть любое устройство, использующее инерцию и способное обнаруживать абсолютную угловую скорость основания, на котором оно установлено. Ведутся также разработки высокоточных ньютонометров путем совершенствования известных и создания новых конструктивных схем. [c.189]

Суммируя итоги проведенного анализа, можно сделать вывод, что комплексы перспективных беспилотных маневренных ЛА должны иметь перестраиваемую структуру, позволяющую в зависимости от различных внешних и внутренних факторов работать по алгоритмам как слабо-, так и сильно связанной схемы. При этом они должны быть способны обрабатывать в качестве измерений как координаты и скорости, так и псевдодальности и псевдоскорости. Используемые при этом БИНС на современном этапе развития навигационной техники должны строиться на лазерных гироскопах. [c.118]

Как в кольцевом лазере связана разность частот генерации для вс1речных волн с угловой скоростью вращения и с параметрами резонатора Каково назначение невзаимных элементов в конструкциях лазерных гироскопов [c.416]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...