Гироскопы, поворотно-чувствительные устройства с колеблющимися массами, Поворотно-чувствительные устройства без движущихся масс: ...гирометры с кольцевыми лазерами – G01C 19/66

Изобретение относится к гиролазерам. Гиролазер содержит кольцеобразный оптический резонатор, содержащий три зеркала и твердотельную усилительную среду с накачкой от лазерного диода. Гиролазер относится к классу В и представляет собой лазер, для которого время отклика инверсии заселенности является очень большим по сравнению с другими характерными временами, которые представляют собой время существования когерентностей и характерное время затухания резонатора. При этом гиролазер содержит средство измерения различия оптической частоты, присутствующей между двумя оптическими модами. Кроме того, гиролазер содержит средство измерения общей оптической мощности, циркулирующей в оптическом резонаторе, и первое средство управления током, подаваемым от источника питания таким образом, чтобы поддерживать по существу постоянную общую оптическую мощность, при этом первое средство управления током оптимизировано для работы с первой полосой частот, по существу центрированной на частоте релаксации лазера и шириной 1/(4 T₁), где T₁ представляет собой время отклика инверсии заселенности в усилительной среде. Технический результат заключается в улучшении инерционных характеристик гиролазера. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области лазерной техники и может быть использовано при создании навигационных систем различного типа, в частности в безинерциальных навигационных системах. Гироскоп содержит треугольный оптический моноблок со сформированными оптическими каналами, зеркала полного отражения, полупрозрачное зеркало, призму и источник оптического излучения на основе полупроводникового лазера. Для обеспечения одномодового режима излучения полупроводниковый лазер снабжен дополнительным внешним оптическим резонатором в виде усеченной призмы, которая покрыта светоотражающим покрытием. На боковых гранях усеченной призмы, которые образуют угол 40-60 градусов по отношению к ее основанию, параллельно основанию и симметрично сформированы два оптически прозрачных отверстия на уровне, совпадающем с уровнем оптических каналов моноблока, для создания в резонаторе продольного оптического канала по геометрии и положению совпадающего с основным оптическим каналом моноблока. Изобретение обеспечивает повышение надежности системы. 4 ил.

Изобретение относится к лазерным гироскопам, которые являются датчиками вращения. Лазерный гироскоп-мультигенератор, который позволяет измерять угловую скорость или относительное угловое положение по оси вращения, содержит по меньшей мере один кольцевой оптический резонатор (1), твердотельную усиливающую среду (2) и измерительное устройство (6), расположенные таким образом, что первая распространяющаяся линейно поляризованная мода и вторая распространяющаяся линейно поляризованная мода, перпендикулярно первой моде, могут распространяться в первом направлении в резонаторе и что третья распространяющаяся линейно поляризованная мода, параллельно первой моде, и четвертая распространяющаяся линейно поляризованная мода, параллельно второй моде, могут распространяться в противоположном направлении в резонаторе. Усиливающая среда представляет собой симметричный кубический кристалл, который срезан таким образом, что входная и выходная грани перпендикулярны кристаллографическому направлению <100> и что различные моды распространяются в направлениях, перпендикулярных указанным граням. Изобретение позволяет повысить стабильность измеряемых сигналов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к гироскопическим преобразователям угловой скорости, выполненным на кольцевых лазерах. Блок лазерных гироскопов содержит выполненные в основании три лазерных гироскопа, имеющих замкнутые четырехугольные контуры. На каждой из одних трех граней основания установлена комбинация рефлектора и трехгранной призмы, на каждой из других трех граней расположена комбинация рефлектора с устройством регулировки периметра контура. В основании расположены три пары анодов, катод в отверстии основания, от которого отходят три отверстия. В местах установления комбинаций рефлектора и трехгранной призмы и комбинаций рефлектора с устройством регулировки периметра контура в основании выполнены углубления, каждое из которых дополнено идущим вглубь основания пазом. При этом продольная ось паза смещена относительно центральной оси углубления, отношение длины паза к его ширине доходит до трех. В каждый паз выходит одно из трех отверстий, отходящих от катода. Изобретение позволяет снизить требования к источнику высоковольтного питания по мощности и напряжению, повысить надежность блока. 1 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к лазерной гирометрии. Гиролазер содержит твердый цилиндрический усилительный стержень (SA), содержащий ось вращения (ASR) и кольцевой пьезоэлектрический элемент (PE) возбуждения упомянутого усилительного элемента на предопределенной частоте f вдоль упомянутой оси вращения (ASR). При этом пьезоэлектрический элемент (PE) неподвижно установлен на одной из двух крайних секций усилительного стержня (SA) таким образом, чтобы его ось вращения совпадала с упомянутой осью вращения (ASR) усилительного стержня (SA). При этом на свободной крайней секции пьезоэлектрического элемента (PE) неподвижно установлен кольцевой динамический противовес (CBD), таким образом, чтобы его ось вращения совпадала с упомянутой осью вращения (ASR) усилительного стержня (SA). Размеры усилительного стержня (SA) определены таким образом, чтобы его можно было рассматривать как недеформирующийся на частоте возбуждения f. Технический результат заключается в обеспечении возможности получения высокой частоты механического возбуждения без ухудшения геометрических характеристик усилительного стержня. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ позиционирования трех передвижных зеркал в лазерном гирометре, содержащем три кольцевых лазерных резонатора, осуществляется при запуске гирометра. Каждый из резонаторов содержит среду, возбуждаемую для генерирования световых волн. Каждый из резонаторов образован набором зеркал, включающим два передвижных зеркала. Каждое из трех передвижных зеркал участвует в образовании двух резонаторов. Осуществляют предварительное позиционирование трех зеркал. Осуществляют перемещение одновременно трех зеркал с одинаковой амплитудой, меньшей или равной промежуточной моде резонатора, таким образом, чтобы каждый из резонаторов проходил через длину, при которой обеспечивается максимальное усиление. Интенсивность волн, проходящих через каждый из резонаторов, измеряют для каждого триплета положений, занимаемых зеркалами. На основании трех триплетов определяют длины каждого из резонаторов, при которой в нем обеспечивается максимальная интенсивность. Определяют конечные положения зеркал, при которых обеспечивается максимальная интенсивность в трех резонаторах. Технический результат заключается в обеспечении возможности ускорения позиционирования зеркал. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для измерения угловой скорости, выполненным на кольцевых лазерах в системах ориентации и навигации подвижных объектов. Лазерный гироскоп содержит треугольный оптический моноблок со сформированными оптическими каналами, зеркала полного отражения лучистой энергии, полупрозрачное зеркало, призму и источник оптического излучения на основе полупроводникового лазера. Для обеспечения одномодового режима излучения полупроводникового лазера последний снабжен дополнительным внешним оптическим резонатором в виде полусферы, которая усечена симметрично относительно центральной оси симметрии с обеих сторон до толщины оптического моноблока и покрыта светоотражающим покрытием. Вдоль ее продольной оси симметрии сформированы два оптически прозрачных отверстия на уровне, совпадающем с уровнем оптических каналов моноблока, реализующих в резонаторе излучателя продольный оптический канал, который является продолжением оптического канала моноблока, замыкая кольцевую оптическую схему моноблока. Изобретение обеспечивает повышение надежности конструкции и ее технологичности. 4 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для измерения угловой скорости, выполненным на кольцевых лазерах. Резонатор лазерного гироскопа содержит четырехугольный контур из выполненных в оптическом блоке четырех каналов. Концы смежных каналов выходят в одну из четырех областей оптического блока, а в месте расположения областей оптического блока установлены рефлекторы. Второй канал соединен с отверстием, предназначенным для установки первого анода, четвертый канал соединен с отверстием, предназначенным для установки второго анода, в оптическом блоке выполнено отверстие для установки катода. В каждом из второго и четвертого каналов резонатора выполнены несколько расположенных последовательно по длине канала и имеющих цилиндрическую форму проточек, диаметр каждой из которых больше диаметра канала. Изобретение обеспечивает повышение стабильности частоты оптических колебаний резонатора лазерного гироскопа. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к оптическим схемам преобразователей угловой скорости на кольцевых лазерах. Оптическая схема датчика угловой скорости представляет собой оптическую схему нечувствительного к вращению кольцевого четырехзеркального оптического резонатора, в которую введен светоделитель, расположенный таким образом, что в полученной оптической схеме кольцевого резонатора образуется второй одиночный кольцевой оптический резонансный контур с оптической осью в виде замкнутой ломаной линии, лежащей в одной плоскости, оптическая схема которого эквивалентна оптической схеме чувствительного к вращению четырехзеркального кольцевого оптического резонатора. Светоделитель осуществляет светоделение между контурами в равных долях, причем контуры резонатора геометрически эквивалентны, оптические оси контуров лежат в одной плоскости, полностью, по всей длине, совмещены друг с другом, но не совпадают, оптическая ось первого контура дважды пересекает светоделитель в одной точке, а оптическая ось второго контура дважды преломляется в этой же точке. Изобретение позволяет исключить на выходе интегральную дрейфовую компоненту. 5 ил.

Изобретение относится к лазерным гироскопам и предназначено для увеличения срока службы трехосного гироскопа. В гироскопе определенного типа, содержащем оптический блок, включающий в себя три сообщающихся оптических резонатора, которые образуют правильный восьмигранник, имеющий восемь треугольных граней, каждый резонатор имеет четыре капиллярных сегмента, образующих квадрат, перпендикулярный соответствующей измерительной оси. Резонаторы расположены таким образом, что каждый угол одного резонатора совпадает и сообщается с углом другого резонатора, зеркало, связанное с каждой парой совпадающих углов, ориентировано таким образом, чтобы использоваться двумя резонаторами, образующими указанную пару. Каждый резонатор использует четыре зеркала, включая считывающее зеркало и зеркало с сервоприводом для настройки длины резонатора. Гироскоп содержит также механизм активации для приведения в действия блока в соответствии с возвратно-поступательным вращательным движением относительно оси активации, и три катода, каждый соединенный с двумя резонаторами из трех, эти два резонатора каждый раз выбираются посредством циклической перестановки. Изобретение увеличивает срок службы гироскопа в самом простом и самом дешевом его варианте. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к твердотельным лазерным гироскопам, предназначенным для измерения скорости вращения или относительных угловых положений, и используется, в частности, в области аэронавигации. Гироскоп содержит оптические элементы (8, 9) поляризационного разделения, взаимный (4) и невзаимные (5, 13) вращатели плоскости поляризации, благодаря чему достигается распространение в резонаторе (1) четырех линейно-поляризованных оптических мод, частоты которых различаются в достаточной степени для того, чтобы избежать синхронизации мод. Изобретение позволяет получить "полностью оптический" стабильный твердотельный лазер, не имеющий подвижных частей и зоны нечувствительности. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к твердотельным лазерным гироскопам, предназначенным для измерения скорости вращения или относительных угловых положений, и может быть использовано, в частности, в области аэронавигации. Гироскоп содержит, в частности, взаимные (6, 9) и невзаимные (5, 8) вращатели плоскости поляризации, располагаемые с обеспечением распространения в резонаторе (1) двух встречных оптических мод, частоты которых различаются в достаточной степени для предупреждения синхронизации мод. Изобретение позволяет получить "полностью оптический" стабильный твердотельный лазер, не имеющий подвижных элементов и зон нечувствительности. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области твердотельных лазерных гироскопов, используемых в инерциальных системах, в частности в авиационных. Гироскоп содержит полупроводниковую среду и образован соединенными друг с другом дискретными элементами, обеспечивая таким образом возможность реализовать резонаторы относительно больших размеров, позволяющие достигнуть желаемой точности измерений. Более конкретно, гироскоп содержит кольцевой оптический резонатор и полупроводниковую среду усилителя с наружным резонатором вертикальной структуры, содержащей пакет плоских и параллельных между собой зон усиления, причем размеры резонатора, по существу, превышают размеры среды усилителя и эта среда усилителя используется в режиме отражения. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области твердотельных лазерных гироскопов, используемых для измерения скоростей вращения или угловых положений, в частности, в аэронавтике. Предлагается оптическая архитектура лазерной полости, основанная на общем сохранении масштабирующего фактора, температурная стабильность которого составляет 4A/ L, где L и А - соответственно оптическая длина и площадь полости лазера, а - средняя длина волны лазера в эффекте Саньяка, при этом каждый параметр может изменяться с изменением температуры. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно устройствам для измерения угловой скорости, выполненным на кольцевых лазерах. Лазерный гироскоп содержит резонатор, рефлекторы, устройство для генерации оптических волн в резонаторе, систему регулировки периметра резонатора с электронной схемой и устройством для регулировки периметра резонатора, содержащим рефлектор. На одной стороне резонатора выполнено первое углубление с поверхностью в виде части поверхности сферы, на второй стороне рефлектора выполнено второе углубление с поверхностью в виде части поверхности сферы, радиус которой по крайней мере на порядок меньше радиуса сферы поверхности первого углубления. Во второе углубление вставлена металлическая накладка, повторяющая форму второго углубления в рефлекторе и подключенная к выходу электронной схемы. Техническим результатом является повышение технологичности и уменьшение сложности выполнения устройства для регулировки периметра резонатора с использованием рефлектора. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к твердотельным гиролазерам. Для уменьшения нестабильности оптического излучения таких лазеров предложено ввести в резонатор (1) оптическое усиление, контролируемое посредством установки оптического блока, содержащего анизотропную лазерную среду (19), два оптических элемента (7) и (8) невзаимного действия, каждый из которых действует на поляризацию встречно распространяющихся оптических мод. По меньшей мере один из этих двух эффектов является переменным, позволяя таким образом ввести контролируемое оптическое усиление, зависящее от направления распространения встречно распространяющихся оптических мод. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к гироскопическим преобразователям угловой скорости на кольцевых лазерах. Блок лазерных гироскопов содержит основание, оптический блок с n лазерными гироскопами, устройство активации механических колебаний. В нем выполнены шесть лазерных гироскопов, по два лазерных гироскопа по каждой из трех осей блока лазерных гироскопов. В основании выполнены три взаимно перпендикулярные стенки. В образующих один трехгранный угол гранях оптического блока выполнены отверстия на глубину более расстояния от грани до центра оптического блока. В центр оптического блока выставлен шарик, в который упираются резонаторы, входящие в отверстия в гранях оптического блока и ввинченные в соответствующие стенки основания. Каждый резонатор имеет плоскую часть и углубление на одном торце, повторяющее форму шарика. Техническим результатом изобретения является повышение надежности блока лазерных гироскопов и повышение точности измерения угловых скоростей. 17 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к гироскопическим преобразователям угловой скорости, выполненным на кольцевых лазерах. Подвижный узел лазерного гирометра содержит оптический блок, подвижную часть активатора механических колебаний, соединяющие их стойки с центральным отверстием в каждой, наполнитель между стойками и сквозными отверстиями в оптическом блоке, в которые входят стойки. В стойках выполнены внешние кольцевые проточки, в каждой из которых образованы сквозные отверстия. В центральное отверстие каждой стойки ввинчена заглушка. Центральное отверстие каждой стойки, их кольцевые проточки и пространство между сквозным отверстием в оптическом блоке и стойкой заполнены наполнителем, в качестве которого применен эластичный материал, например виксинт. Техническим результатом изобретения является повышение надежности соединения оптического блока с подвижной частью активатора механических колебаний. 4 ил.

Изобретение относится к твердотельным лазерным гироскопам. Гироскоп содержит кольцевой оптический резонатор, включающий, по меньшей мере, три зеркала, твердотельную активную среду и систему обратной связи, которая содержит, по меньшей мере, два акустооптических модулятора, и который может быть выполнен монолитным. Изобретение позволяет уменьшить нестабильность оптического резонатора за счет регулируемых оптических потерь, зависящих от направления распространения, которые вносят в резонатор (1) при помощи акустооптических устройств. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к гироскопам на твердотельных лазерах для измерения скоростей вращения объектов. Внесение в резонатор (1) регулируемых в соответствии с разностью интенсивностей встречных мод оптических потерь, зависящих от направления распространения излучения, при помощи оптического блока, включающего поляризующий элемент (71), первый элемент (7), обладающий взаимным эффектом, влияющим на поляризацию волн, и второй элемент (8), обладающий невзаимным эффектом, также влияющим на поляризацию волн, при этом по меньшей мере один из двух эффектов является регулируемым, позволяет уменьшить нестабильность резонатора. 14 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к лазерным гироскопам, включающим кольцевой лазер, блок электроники и систему качания на неподвижном основании, и может быть использовано для измерения его угловой скорости. Способ включает измерение значений приращений угла поворота за время опроса l/fd и определение угловой скорости вращения гироскопа и систем на его основе по следующей формуле:

где _i - значение приращения угла поворота, i - номер измерения _i, N - число измерений _i, f_d - количество измерений в секунду. Изобретение позволяет существенно уменьшить ошибку, вызываемую механическими колебаниями гироскопа относительно неподвижного основания, и уменьшить дискретность измерения угловой скорости без использования дополнительных оптических элементов в его конструкции. 2 ил.