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题目:微镜式螺旋光路陀螺的设计与研究

关键词:微镜式/空间螺旋光路/相干检测

  摘要

微光机电陀螺是以光学原理和技术(如Sagnac效应)为基础,综合利用微制造技术、微机电技术、微光学技术等,是光机电一体的、微型化、集成化的惯性测量器件。微光机电惯性器件具有体积小、重量轻、可靠性好等优点,是惯性器件技术研究的新方向。本文在充分调研国内外微光机电陀螺的基础上,提出一种干涉型的微镜式空间螺旋光路陀螺设计,它具有小尺寸、重量轻的优势。该陀螺的空间螺旋光路部分由微加工工艺制造的微反射镜构成,是一个闭合的回路,两束光在回路内相向传播。本文分析了空间螺旋光路敏感Sagnac效应的原理;分析了微镜式空间螺旋光路陀螺的基本探测极限,以及多边空间螺旋光路陀螺的光路参数的影响,提出空间光路设计思路和方法;经过对现有国内外加工工艺条件的调研,论证了空间螺旋光路微镜加工的可行性;并对空间螺旋光路陀螺的微镜加工误差的影响作了讨论。基于微弱信号的相干检测原理,设计了微镜式空间螺旋光路陀螺的检测电路;通过对相干检测理论的分析,采用图形化的编程语言LabVIEW编写了数据采集软件,设计出一套基于SR844 DSP Lock-in-Amplifier(锁相放大器)的开环光学陀螺测试系统。通过原理验证实验验证了空间螺旋光路的Sagnac效应,原理验证实验系统的零漂为8. 16 º/h。本课题研究内容为微镜式陀螺的研究提供了有力的参考。