×
18.12.2019
219.017.ee8e

СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ ОПТИЧЕСКОГО КОНТУРА КОЛЬЦЕВОГО МОНОБЛОЧНОГО ЛАЗЕРНОГО ГИРОСКОПА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области лазерной техники и может быть использовано при создании навигационных систем, в частности в бесплатформенных инерциальных навигационных системах. Способ базируется на использовании технологических отверстий моноблока гироскопа как дополнительных резонаторов внутри оптической схемы за счет нанесения светоотражающего покрытия на стенки отверстий. Технический результат состоит в разработке способа повышения добротности оптической схемы, что позволяет значительно снизить потребляемую мощность системы, а также получать более точную информацию о положении гироскопа в пространстве при малых углах отклонения. Применение способа позволяет модифицировать известные лазерные гироскопы на базе кольцевых лазерных схем для навигационных систем объектов с целью повышения их точностных характеристик отсчета измеряемых угловых скоростей и сохранения базисных параметров в качестве датчиков угловых скоростей, при минимальных потерях мощности излучения. 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области лазерной техники и может быть использовано при создании высокоточных датчиков угловых скоростей навигационных систем, в частности, в бесплатформенных инерциальных навигационных системах.

Известно техническое решение лазерного гироскопа, разработанное американской фирмой «Honeywell» [Горенштейн И.А., Шульман И.А. Инерциальные навигационные системы./ Под ред. канд. техн. наук И.А. Горенштейна - Москва: Машиностроение, 1970. - 230 с. - С. 161-164]. Сущность конструктивного решения аналога раскрывает чертеж на Фиг. 1.

Конструктивно система содержит: 1 - моноблочный корпус; 2 - аноды; 3,6 - зеркала с высокой отражательной способностью; 4 - цилиндрические каналы; 5 - катод; 7 - диафрагма; 8 - полупрозрачное зеркало; 9 - призма.

Корпус 1 прибора - монолитный блок из плавленого кварца, в котором сформированы цилиндрические каналы 4. Оси этих каналов лежат в одной плоскости и образуют равносторонний треугольник, в вершинах которого расположены зеркала 3, 6 и 8. Зеркала 3 и 6 имеют высокую отражательную способность в диапазоне рабочих длин волн излучения, что достигается, например, применением многослойного диэлектрического покрытия. Зеркало 8 является полупрозрачным, благодаря чему осуществляется вывод лучистой энергии из контура для съема выходного сигнала. Поверхность отражающего зеркала 3 выполнена в виде участка сферы большого радиуса, что позволяет значительно упростить юстировку оптического контура.

Недостаток конструкции заключается в потерях лучистой энергии в зонах оптических зеркал 3, 6 и 8 за счет присутствующего эффекта переотражения. При этом технологические отверстия в зонах сопряжения оптических каналов контура моноблока создают дополнительный отрицательный эффект, выполняя функции низкодобротного оптического проходного резонатора с произвольной резонансной частотой в оптическом контуре на рабочей длине волны газового лазера. Это сказывается на качестве интерференционной картины, несущей информацию об угловой скорости объекта. Точность определения угловой скорости подвижного объекта становится затруднительной при малых угловых скоростях объекта из-за шумовой составляющей, формируемой оптическим сигналом в системе.

Наиболее близкий способ к заявляемому способу реализован в моноблочной конструкции лазерного гироскопа, разработанного в ОАО "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" имени Г.А. Ильенко [Лазерный гироскоп: патент РФ №2582900, МПК G01C 19/66 (2006.01); Заявка: 2014154547/28, 31.12.2014]. Сущность конструктивного решения прототипа раскрывает чертеж на Фиг. 2.

Лазерный гироскоп содержит многоугольный оптический моноблок 1 со сформированными в нем цилиндрическими оптическими каналами 4, зеркала полного отражения лучистой энергии 3 и преобразователь для съема информации в виде динамической интерференционной картины, совмещенный с полупрозрачным сферическим зеркалом 8. В качестве источника оптического излучения в конструкцию включен полупроводниковый лазерный диод 11, снабженный для обеспечения одномодового режима излучения внешним оптическим резонатором-расщепителем 12, имеющим форму усеченной призмы. Оптические каналы 4 сопрягаются с помощью технологических отверстий 10, которые по своей сущности могут выступать в роли низкодобротных оптически прозрачных резонаторов.

Недостатки конструкции прототипа аналогичны недостаткам аналога. Принципиальным моментом является отсутствие ограничений на конструктивно-технологическое решение технологических цилиндрических оптически прозрачных отверстий 10, создаваемых в зоне сопряжения оптических каналов моноблока. Это приводит к присутствию в оптическом контуре гироскопа некоторого дополнительного низкодобротного оптического резонатора с произвольной геометрией, а следовательно - с произвольной резонансной частотой. Его влияние является негативным из-за возникающих переотражений в его зоне, что снижает добротность оптической системы гироскопа в целом. При этом шумовая составляющая, формируемая оптическим сигналом в системе гироскопа, оказывает негативное влияние на точность измерения малых угловых скоростей объекта.

Сущность способа повышения добротности оптического контура в кольцевом моноблочном лазерном гироскопе с полупроводниковым лазерным диодом состоит в следующем.

Кольцевой оптический контур моноблочного гироскопа образован тремя цилиндрическими оптическими каналами, тремя зеркалами отражения лучистой энергии и технологическими цилиндрическими оптически прозрачными отверстиями. Повысить добротность кольцевой оптической схемы можно путем компенсации потерь на переотражение лучистой энергии в каналах и зеркалах за счет трансформации технологических цилиндрических оптически прозрачных отверстий в высокодобротные оптические резонаторы типа Фабри-Перо, в которых резонансная длина волны равна рабочей длине волны гироскопа, т.е. равна рабочей длине волны полупроводникового лазера.

Общими признаками способа повышения добротности оптического контура в прототипе в аналоге и прототипе являются:

- источник лазерного излучения;

- зеркала отражения лучистой энергии;

- цилиндрические оптические каналы;

- технологические цилиндрические оптически прозрачные отверстия.

Технический результат состоит в повышении добротности оптической схемы лазерного гироскопа за счет увеличения добротности цилиндрических оптически прозрачных резонаторов и направлен на снижение шумовой составляющей, формируемой оптическим сигналом в системе, что повышает чувствительность устройства при малых угловых скоростях объекта.

Заявляемый способ повышения добротности оптического контура реализуется следующим образом:

- в цилиндрических оптически прозрачных резонаторах наносится светоотражающее покрытие, по крайней мере, на одну из его внутренних поверхностей, что позволяет совместно с зеркалами оптического контура создавать высокодобротные резонаторы Фабри-Перо для циркулирующей в оптическом контуре гироскопа лучистой энергии лазерного источника;

- геометрические размеры цилиндрических оптически прозрачных резонаторов должны обеспечивать резонансную длину волны, равную рабочей длине волны полупроводникового лазерного диода.

Общими для заявляемого способа и прототипа являются следующие признаки:

- полупроводниковый лазерный диод;

- многоугольный оптический моноблок;

- цилиндрические оптические каналы, сформированные в многоугольном оптическом моноблоке;

- технологические цилиндрические отверстия в зонах сопряжения цилиндрических оптических каналов формируют низкодобротные оптически прозрачные резонаторы;

- зеркала отражения лучистой энергии, примыкающие непосредственно к граням оптического моноблока, которые совместно с цилиндрическими оптическими каналами и технологическими цилиндрическими отверстиями завершают формирование замкнутой кольцевой оптической схемы;

Отличными от прототипа являются следующие признаки:

- по крайней мере, на одну из внутренних поверхностей оптически прозрачных резонаторов нанесено светоотражающее покрытие;

- геометрические размеры оптически прозрачных резонаторов определяют резонансную длину волны, равную рабочей длине волны полупроводникового лазерного диода.

Сущность заявляемого способа повышения добротности оптического контура раскрывает схема на Фиг. 3

В кольцевую оптическую схему прототипа, формируемую в моноблоке 1 на основе цилиндрических оптических каналов 4 и зеркал отражения лучистой энергии 3 и 8, вводятся дополнительные высокодобротные объемные резонаторы 15, сопряженные с оптическими каналами 4 (Фиг. 3а). При распространении оптического сигнала в контуре моноблока 1 потери в цилиндрических оптических каналах 4 и на зеркалах отражения лучистой энергии 3, 8 компенсируются усилением сигнала в объемных высокодобротных резонаторах типа Фабри-Перо (Фиг. 3б, в), чем достигается повышение добротности в оптическом контуре. Общая добротность системы становится больше. Вариант создания торцевого отражателя 13 в высокодобротном объемном резонаторе 15 приведен на Фиг. 3б. Комбинированный вариант - создание торцевого отражателя 13 и бокового отражателя 14, приведен на Фиг. 3в.

Использование заявляемого способа повышения добротности оптического контура в лазерном гироскопе позволяет модифицировать известные датчики угловых скоростей для навигационных систем объектов с целью минимизации потерь мощности и повышения их точностных характеристик путем снижения шумовой составляющей, формируемой оптическим сигналом в кольцевой оптической системе гироскопа.

Техническое решение, положенное в основу устройства, явным образом не следует из уровня техники. Кроме того, в процессе патентного поиска не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного способа.

Заявленный способ имеет существенные отличия от наиболее близких аналогов и удовлетворяет критерию патентоспособности изобретения - «новизна».

Заявленное устройство технически осуществимо и промышленно реализуемо на приборостроительном предприятии. В связи с изложенным, материалы заявки на предполагаемое изобретение соответствует уровню патентоспособности и промышленно применимо.

Способ повышения добротности оптического контура кольцевого моноблочного лазерного гироскопа с лазерным источником накачки, содержащего многоугольный оптический моноблок с цилиндрическими оптическими каналами и технологическими отверстиями, формирующими в зонах их сопряжения резонаторы с зеркалами отражения лучистой энергии, примыкающими непосредственно к граням оптического моноблока, которые совместно формируют замкнутую кольцевую оптическую схему, отличающийся тем, что повышение добротности оптического контура достигается за счет увеличения добротности резонаторов, конструктивно сформированных в зонах сопряжения оптических каналов путем нанесения светоотражающего покрытия, по крайней мере, на одну из внутренних поверхностей, что позволяет совместно с зеркалами оптического контура создавать высокодобротные резонаторы Фабри-Перо для циркулирующей в оптическом контуре гироскопа лучистой энергии лазерного источника.
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ ОПТИЧЕСКОГО КОНТУРА КОЛЬЦЕВОГО МОНОБЛОЧНОГО ЛАЗЕРНОГО ГИРОСКОПА
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ ОПТИЧЕСКОГО КОНТУРА КОЛЬЦЕВОГО МОНОБЛОЧНОГО ЛАЗЕРНОГО ГИРОСКОПА
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ ОПТИЧЕСКОГО КОНТУРА КОЛЬЦЕВОГО МОНОБЛОЧНОГО ЛАЗЕРНОГО ГИРОСКОПА
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ДОБРОТНОСТИ ОПТИЧЕСКОГО КОНТУРА КОЛЬЦЕВОГО МОНОБЛОЧНОГО ЛАЗЕРНОГО ГИРОСКОПА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 41-50 из 244.
20.01.2018
№218.016.1657

Способ наведения управляемого боеприпаса

Изобретение относится к вооружению, в частности к системам огневого поражения объектов управляемыми боеприпасами. Для наведения управляемого боеприпаса определяют координаты цели, подсвечивают область подстилающей поверхности лазерным излучением, захватывают и наводят самонаводящийся боеприпас...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635299
Дата охранного документа: 09.11.2017
20.01.2018
№218.016.17c3

Способ определения дальности и радиальной скорости цели в рлс с непрерывным излучением и устройство его реализующее

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться в радиотехнических системах с непрерывным излучением для определения дальности и радиальной скорости высокоскоростных целей со сниженной радиолокационной заметностью. Достигаемый технический результат - увеличение дальности обнаружения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635366
Дата охранного документа: 13.11.2017
13.02.2018
№218.016.2075

Способ определения угловых координат на источник направленного оптического излучения

Изобретение относится к области оптических измерений и касается способа определения угловых координат на источник направленного оптического излучения. Способ включает в себя привязку положения фоточувствительных элементов матричного фотоприемника оптико-электронного координатора к декартовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641637
Дата охранного документа: 18.01.2018
04.04.2018
№218.016.3157

Полуактивная головка самонаведения

Изобретение относится к головкам самонаведения, используемым для формирования сигналов управления высокоточным оружием. Полуактивная головка самонаведения содержит последовательно соединенные многоканальное приемное устройство, сумматор, пороговое устройство, первый селектор импульсов и блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645046
Дата охранного документа: 15.02.2018
10.05.2018
№218.016.3a81

Способ измерения морфологической мультифрактальной сигнатуры

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах автоматизированного обнаружения и распознавания наземных объектов на радиолокационных изображениях земной поверхности. Техническим результатом является повышение точности измерения морфологической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647675
Дата охранного документа: 16.03.2018
10.05.2018
№218.016.46a4

Способ определения содержания нефтяных топлив в грунтах

Использование: для определения содержания нефтяных топлив в грунтах «на месте». Сущность изобретения заключается в том, что способ определения содержания нефтяных топлив в грунтах включает определение типа грунта, определение типа нефтяного топлива, установление содержания концентрации топлива...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650437
Дата охранного документа: 13.04.2018
10.05.2018
№218.016.47b8

Способ снижения радиолокационной заметности воздухозаборника самолетного двигателя и устройство его реализующее

Изобретение относится к области радиолокационной маскировки объектов и может быть использовано для снижения эффективной площади рассеяния воздухозаборника самолетного двигателя в передней полусфере. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности снижения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650701
Дата охранного документа: 17.04.2018
10.05.2018
№218.016.4d39

Комплекс энергогенерирующий

Настоящее изобретение относится к энергетике, к задаче прямого преобразования тепловой энергии в электрическую посредством термоэлектрической и термоэлектронной эмиссии, в частности к получению электрической энергии за счет тепла газов, образующихся при термохимическом преобразовании топлива, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652241
Дата охранного документа: 25.04.2018
10.05.2018
№218.016.4e14

Домкрат винтовой телескопический

Изобретение относится к области наземного обслуживания транспортных средств, для ремонта и технического осмотра. Домкрат содержит корпус с опорной площадкой, подъемное устройство с гайкой и втулкой, механизм привода. На торце гайки установлена муфта, содержащая шайбу, сепаратор, полумуфту,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652364
Дата охранного документа: 25.04.2018
10.05.2018
№218.016.4f44

Способ статической балансировки кривошипно-шатунной группы

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к статической балансировке кривошипно-шатунной группы. Способ статической балансировки кривошипно-шатунной группы заключается в удалении дисбаланса путем снятия части металла на противовесах коленчатого вала. При статической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652694
Дата охранного документа: 28.04.2018
Показаны записи 1-8 из 8.
20.06.2014
№216.012.d46b

Лазерное устройство для акупунктуры

Изобретение относится к медицинской технике, в части создания устройств воздействия на биологически активные точки (БАТ). Лазерное устройство для акупунктуры содержит корпус прибора с источником питания и схему управления излучателем. Наконечник с держателем излучателя подсоединен к выходу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520150
Дата охранного документа: 20.06.2014
27.03.2016
№216.014.c74a

Генератор тока

Изобретение относится к электронике и может быть использовано при создании источников возобновляемой энергии с лазерным запуском, жизненный цикл которых составляет от нескольких лет до нескольких десятков лет. Технический результат состоит в расширении эксплуатационных возможностей путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578201
Дата охранного документа: 27.03.2016
27.04.2016
№216.015.3948

Лазерный гироскоп

Лазерный гироскоп содержит многоугольный оптический моноблок с оптическими каналами, зеркала полного отражения и полупрозрачное зеркало. В качестве источника оптического излучения используется полупроводниковый лазер. Оптический моноблок выполнен по форме равностороннего правильного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582900
Дата охранного документа: 27.04.2016
25.08.2017
№217.015.bf5c

Оптический интерференционный смеситель лазерного гироскопа

Оптический интерференционный смеситель состоит из полупрозрачного плоского зеркала, в котором на первой поверхности с полупрозрачным светоотражающим покрытием или пленкой выполнена путем углубления полусферическая поверхность радиуса R1. На второй поверхности полупрозрачного плоского зеркала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617130
Дата охранного документа: 21.04.2017
26.08.2017
№217.015.e84e

Лазерный гироскоп

Лазерный гироскоп содержит многоугольный оптический моноблок со сформированными оптическими каналами, зеркала полного отражения, полупрозрачное зеркало, призму и внешний оптический резонатор для сопряжения полупроводникового лазера с оптическим моноблоком, выполненный из оптически прозрачного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627566
Дата охранного документа: 08.08.2017
19.01.2018
№218.016.046f

Способ компенсации теплового изгиба и деформации оптических каналов моноблока лазерного гироскопа

Изобретение относится к области лазерной техники и может быть использовано при создании навигационных систем, в частности бесплатформенных инерциальных навигационных систем. Предложенный способ компенсации теплового изгиба и деформации оптических каналов многоугольного моноблока лазерного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630531
Дата охранного документа: 11.09.2017
19.01.2018
№218.016.047c

Способ компенсации теплового изгиба и деформации оптических каналов моноблока лазерного гироскопа

Изобретение относится к области лазерной техники и может быть использовано при создании навигационных систем, в частности бесплатформенных инерциальных навигационных систем. Способ компенсации теплового изгиба и деформации оптических каналов многоугольного моноблока лазерного гироскопа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630533
Дата охранного документа: 11.09.2017
09.06.2018
№218.016.5b8a

Лазерный гироскоп

Изобретение относится к области лазерной техники и может быть использовано при создании навигационных систем, в частности бесплатформенных инерциальных навигационных систем. Источник оптического излучения расположен вне оптического контура моноблока в соответствующем посадочном месте и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655626
Дата охранного документа: 29.05.2018
+ добавить свой РИД