在当今科技日新月异的时代,高精度导航与定位技术已成为航空航天、军事防御、海洋勘探、自动驾驶乃至日常生活中不可或缺的一部分。而在这背后,激光陀螺仪作为核心元件之一,以其卓越的稳定性和极高的精度,正引领着导航技术的新一轮革命。

今天,小优博士带您探索激光陀螺仪的奥秘。

一、激光陀螺仪是什么

激光陀螺仪是用于测量运动载体的角运动(运动角速度或转动角度),能够精确地确定运动物体的方位的仪器。

激光陀螺仪的广泛应用,极大地推动了多个领域的技术进步,它在现代航空、航海、航天和国防工业中,对稳定导航、姿态控制、定位定向、瞄准制导功能起主导作用

二、激光陀螺仪的原理与特性

激光陀螺仪利用萨格奈克(Sagnac)效应,在环形闭合光路中,从同一位置点发出的一对光波沿相反方向运行一周后又回到该点时,这对光波的光程将由于闭合光路相对于惯性空间的旋转而不同,最终将探测到光程差计算得出旋转角速度。

应用到最尖端科技领域激光陀螺仪,相比传统陀螺仪有几大特性优势。

  • 高灵敏度:能测量非常微小的角速度变化,可测动态范围大;

  • 抗干扰能力强:不需要接收或辐射电磁波,极强的抗干扰能力;

  • 可靠性高:可承受极高加速度和猛烈振动冲击。

三、决定激光陀螺仪性能和精度的关键

光陀螺仪的制造难度极高,其中谐振腔的制造最为关键。

激光会在谐振腔内多次反射,增强Sagnac效应,提高测量灵敏度。

为了保持光路稳定性,减少激光在传输过程中的损耗,提高激光陀螺仪的性能和精度,这就需要厂家采用优质的光学材料,运用先进的镀膜工艺技术以及精密加工。

  • 光学材料需极低的热膨胀系数以减少温度变化对光路的影响,保证测量稳定性;

  • 镀膜工艺通过镀膜减少激光在谐振腔传输损耗,也可过滤不同频率激光,达到不同的应用需求;

  • 镜片加需极高的面形精度和表面质量,任何纳米级缺陷都会影响激光陀螺仪的测量精度。

其中,加工研磨后超光滑镜片的表面粗糙度精密测量至关重要,可为改善研磨工艺和提高激光陀螺仪良率提供关键数据参考。

以下是优可测白光干涉仪AM-7000系列测量超光滑镜面的表面粗糙度案例:

优可测白光干涉仪AM-7000系列搭配超光滑镜面样品独特算法,可以精准测量超光滑镜面的亚纳米级表面粗糙度;现已被激光陀螺仪超光滑镜片制造厂家导入,为客户研磨工艺改善提供直观有效数据,极大提高客户效率良率