24.05.2019
219.017.5d79

Способ измерения угловых перемещений зеемановским лазерным гироскопом

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002688952
Дата охранного документа
23.05.2019
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной гироскопии. Способ измерения угловых перемещений зеемановским лазерным гироскопом включает в себя создание частотной подставки с помощью наложения магнитного поля на активный элемент кольцевого лазера с эллиптической или круговой поляризацией излучения в активном элементе кольцевого лазера, выделение информации об угловых перемещениях из информации, поступающей от кольцевого лазера, при этом напряженность магнитного поля устанавливают близкой к значению, при котором достигается экстремум в зависимости показателя преломления активной среды от напряженности магнитного поля. Технический результат – уменьшение ошибки измерений угловых перемещений лазерным гироскопом.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной гироскопии.

Известен способ измерения угловых перемещений лазерным гироскопом [1].

В этом способе при измерении угловых перемещений обеспечивается работа лазерного гироскопа в двухчастотном (одномодовом) режиме на одной из ортогонально поляризованных мод кольцевого лазера лазерного гироскопа, создается частотная подставка с помощью механических угловых колебаний кольцевого лазера, выделяется информация об угловых перемещениях из синусоидального сигнала биений разностной частоты встречных волн, поступающего от кольцевого лазера.

Недостатком этого способа являются большие ошибки измерения угловых перемещений лазерным гироскопом при наличии механических воздействий, что происходит из-за недостаточной жесткости системы, создающей механические угловые колебания кольцевого лазера.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ измерения угловых перемещений лазерным гироскопом, включающий работу лазерного гироскопа в двухчастотном режиме на одной из ортогонально поляризованных мод кольцевого лазера лазерного гироскопа, создание частотной подставки с помощью наложения магнитного поля на активный элемент кольцевого лазера с эллиптической или круговой поляризацией излучения в активном элементе кольцевого лазера, выделение информации об угловых перемещениях из информации, поступающей от кольцевого лазера [2].

В этом случае лазерный зеемановский гироскоп, в котором создают круговую или эллиптическую поляризацию излучения резонатора кольцевого лазера, например, методом изготовления четырехзеркального резонатора кольцевого лазера с определенным углом излома контура резонатора, а частотную подставку создают, например, с помощью постоянных магнитов, расположенных на газоразрядных промежутках кольцевого лазера, и создающих магнитное поле на активной среде вместе с кольцевым лазером не имеет подвижных частей и жестко крепится к объекту.

При этом ошибки измерений угловых перемещений при наличии механических воздействий при таком способе существенно уменьшаются.

Недостатком известного способа является ошибка измерений угловых перемещений таких лазерных гироскопов при наличии магнитных полей из-за большой чувствительности этих приборов к магнитному полю.

Задачей данного способа является уменьшение ошибки измерения угловых перемещений лазерным гироскопом, работающим в двухчастотном (одномодовом) режиме, обусловленной чувствительностью таких лазерных гироскопов к магнитному полю.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе измерения угловых перемещений лазерным гироскопом на активную среду кольцевого лазера накладывается магнитное поле достаточной напряженности для того, чтобы перейти в область нелинейности дисперсионной зависимости показателя преломления активной газовой среды. При определенном значении напряженности магнитного поля дисперсионной функцией достигается экстремум, что приводит к снижению чувствительности кольцевого лазера к внешним магнитным полям и изменениям температуры. [3]

Суть изобретения заключается в следующем:

В предложенном способе измерения угловых перемещений зеемановским лазерным гироскопом, производятся при создании частотной подставки с помощью наложения магнитного поля на активный элемент кольцевого лазера, напряженность которого определяют по формуле:

где

Н - напряженность магнитного поля, А/м;

ku - допплеровский параметр, с-1;

k - волновое число излучения кольцевого лазера, м-1;

u - средняя тепловая скорость атомов активной среды, м/с;

μБ - магнетон Бора, Дж/Тл;

μ0 - магнитная постоянная, Гн/м;

- постоянная Планка, Дж*с.

В случае He-Ne среды для перехода с длиной волны 0,63 мкм при нормальных внешних условиях в кольцевом резонаторе напряженность магнитного поля, требуемая для максимального снижения чувствительности гироскопа к магнитному шуму и тепловому дрейфу, соответствует 28.9 кА/м.

Достоинствами использования магнитного поля данного значения является снижение влияния внешних магнитных полей и снижение температурного дрейфа частотной подставки.

Проведем оценку снижения чувствительности кольцевого лазера при наложении на его активную среду магнитного поля оптимальной напряженности и его стабилизации с точностью в 1%.

Дисперсионная зависимость показателя преломления активной среды кольцевого лазера описывается функцией:

где

n - показатель преломления активной газовой среды,

- расстройка резонатора,

Для данной функции оптимальным значением является o=0,707. При расстройке резонатора в 1% относительно o, показатель преломления изменится на 1,721×10-4 единиц, а при расстройке резонатора в 1% относительно нулевого значения функции, показатель преломления изменится на 5,656×10-2 единиц. Оценка показывает, что при стабилизации магнитного поля подставки вблизи оптимального значения с точностью 1% ошибка, вызванная внешним магнитным полем может быть уменьшена более чем в 300 раз.

Источники информации

1. Aronowitz. The Laser Gyro, in Laser Application, New York, Academic Press, 1971, p. 133.

2. В.В. Азарова, Ю.Д. Голяев, В.Г. Дмитриев, М.С. Дроздов, А.А. Казаков, А.В. Мельников, М.М. Назаренко, В.Н. Свирин, Т.И. Соловьева, Н.В. Тихменев. Zeeman Laser Gyroscops, Research and Technology Organisation, May, 1999 - прототип.

3. У. Лэмб. Теория оптических мазеров. В сб. квантовая оптика и квантовая радиофизика. Издательство «Мир», Москва, 1966.


Способ измерения угловых перемещений зеемановским лазерным гироскопом
Способ измерения угловых перемещений зеемановским лазерным гироскопом
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 39.
12.01.2017
№217.015.5ad6

Система регулировки периметра зеемановского лазерного гироскопа

Изобретение относится к гироскопам и измерительной технике и может быть использовано для регулировки периметра зеемановского лазерного гироскопа. Система содержит фотоприемник излучения кольцевого лазера, вход которого является входом излучения кольцевого лазера, оснащенного пьезоприводом и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589756
Дата охранного документа: 10.07.2016
25.08.2017
№217.015.bf5e

Устройство для удаления растворенных газов из изоляционного компаунда

Изобретение относится к области герметизирующих составов для электронной техники. Устройство для удаления растворенных газов из изоляционного компаунда состоит из контейнера (3) и соединенных с ним вибраторов (1,2). Вибраторы выполнены с возможностью передачи вибрационных воздействий в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617164
Дата охранного документа: 21.04.2017
25.08.2017
№217.015.c1e5

Способ упрочнения оптического контакта диэлектрических поверхностей лазерного гироскопа и генератор струи плазмы для его реализации

Изобретение относится к способу и устройству для низкотемпературного упрочнения оптического контакта диэлектрических поверхностей газоразрядных приборов, в частности резонаторов моноблочных газовых лазеров, в процессе их технологической сборки. Заявленное устройство содержит диэлектрический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617697
Дата охранного документа: 26.04.2017
25.08.2017
№217.015.cd67

Способ контроля состояния конструкции инженерно-строительного сооружения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизированного контроля состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения в процессе его эксплуатации. Согласно способу в местах диагностирования контролируемой конструкции размещают датчики,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619822
Дата охранного документа: 18.05.2017
26.08.2017
№217.015.da1b

Лазер с продольной накачкой

Изобретение относится к лазерной технике. Лазер с продольной накачкой содержит источник излучения накачки, активный элемент, установленный внутри резонатора, включающего глухое и полупрозрачное зеркала. Активный элемент выполнен в виде стержня, по крайней мере один из торцов которого скошен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623688
Дата охранного документа: 28.06.2017
26.08.2017
№217.015.da32

Лазер

Изобретение относится к лазерной технике. Лазер содержит активный элемент, выполненный в виде стержня, по крайней мере один из торцов которого скошен относительно его продольной оси так, что угол между нормалью к торцу и продольной осью активного элемента превышает предельный угол полного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623810
Дата охранного документа: 29.06.2017
26.08.2017
№217.015.ea9f

Способ определения толщины окисной плёнки алюминия в процессе анодного окисления холодного катода в тлеющем разряде кислорода

Использование: для определения толщины окисной пленки алюминия в процессе анодного окисления холодного катода в тлеющем разряде кислорода. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения средней толщины окисной пленки в процессе анодного окисления холодного катода в тлеющем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627945
Дата охранного документа: 14.08.2017
29.12.2017
№217.015.f680

Твердотельный лазер

Изобретение относится к лазерной технике. Твердотельный лазер содержит источник излучения накачки, активный элемент, установленный внутри резонатора, включающего глухое и полупрозрачное зеркала. Активный элемент выполнен в виде стержня, по крайней мере один из торцов которого скошен так, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635400
Дата охранного документа: 13.11.2017
19.01.2018
№218.016.00cd

Импульсный твердотельный лазер

Изобретение относится к лазерной технике. Импульсный твердотельный лазер содержит активный элемент, выполненный в виде стержня, оба торца которого скошены так, что угол между нормалью к поверхности торца и продольной осью активного элемента превышает предельный угол полного внутреннего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629685
Дата охранного документа: 31.08.2017
20.01.2018
№218.016.19ab

Твердотельный лазер с модуляцией добротности

Изобретение относится к лазерной технике. Твердотельный лазер с модуляцией добротности содержит источник излучения накачки в виде лазерной диодной матрицы, активный элемент, первое и второе зеркала резонатора, а также электрооптический элемент и поляризатор, активный элемент выполнен в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636260
Дата охранного документа: 21.11.2017
Показаны записи 1-2 из 2.
10.05.2018
№218.016.4b60

Способ измерения угловой скорости лазерного гироскопа со знакопеременной частотной подставкой

Изобретение относится к измерительной лазерной технике и может найти применение в при измерении угловой скорости лазерного гироскопа со знакопеременной частотной подставкой. Технический результат – повышение точности. Для этого обеспечено формирование на основе выходного сигнала вращения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651612
Дата охранного документа: 23.04.2018
25.06.2020
№220.018.2b4f

Способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной гироскопии. Способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа включает создание быстрой знакопеременной частотной подставки с амплитудой, многократно превышающей ширину зоны захвата, и периодом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724306
Дата охранного документа: 22.06.2020

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД