激光陀螺原理
激光陀螺仪的原理与应用
激光陀螺仪的原理与应用1. 什么是激光陀螺仪？激光陀螺仪是一种采用激光技术进行测量的陀螺仪。
它通过利用光的干涉与散射现象，测量出物体旋转的角速度和角位移，可以用于惯性导航系统、惯性测量单元等应用。
2. 激光陀螺仪的工作原理激光陀螺仪的工作原理基于光的干涉与散射现象。
它包括一个光路系统和一个探测系统。
光路系统：光路系统由激光器、分光器、光纤、光栅、光电二极管等组成。
激光器发出的激光经过分光器分成两束，分别进入顺时针方向旋转和逆时针方向旋转的光纤。
然后，光纤输出的两束光经过光栅的干涉产生相位差，最后被光电二极管接收。
探测系统：探测系统由光电二极管和信号处理电路组成。
光电二极管将接收到的干涉光转化为电信号，经过信号处理电路放大和滤波后，提取出角速度信号。
3. 激光陀螺仪的优点激光陀螺仪相比其他类型的陀螺仪具有一些优点，包括：•高精度：激光陀螺仪的测量精度高，可以提供精准的角速度和角位移信息。
•高稳定性：激光陀螺仪在不同温度、压力等环境下都能保持较好的测量稳定性。
•长寿命：激光陀螺仪的寿命长，可以用于长期运行的系统和设备。
•低噪声：激光陀螺仪的测量信号噪声低，能够准确地感知微小的角速度变化。
4. 激光陀螺仪的应用激光陀螺仪在许多领域都有广泛的应用，主要包括：4.1 惯性导航系统激光陀螺仪可以用于惯性导航系统中，提供准确的航位信息。
它可以测量飞行器、船舶、车辆等运动的角速度和角位移，提供导航和定位的数据。
4.2 惯性测量单元激光陀螺仪可以用于惯性测量单元中，测量对象的姿态和运动状态。
它可以应用在无人机、机器人、汽车等设备中，提供姿态稳定和运动控制所需的测量数据。
4.3 光电稳定平台激光陀螺仪可以用于光电稳定平台中，平衡和稳定光学器件的姿态。
它可以消除振动和扰动对光学系统造成的影响，提高光学系统的稳定性和精度。
4.4 惯性测绘仪激光陀螺仪可以用于惯性测绘仪中，绘制地球表面的地貌和地理特征。
它可以测量飞机、船舶等载具的角速度和角位移，提供制图所需的测量数据。
激光陀螺原理
激光陀螺原理
激光陀螺是一种利用激光技术来实现精密测量的仪器，它的工作原理基于光学干涉和陀螺效应。
激光陀螺通过测量光的传播时间差来检测物体的旋转状态，从而实现精准的导航和定位。
激光陀螺的原理基于光的干涉效应。
当光线经过不同路径传播后再汇聚在一起时，如果光程差满足一定条件，就会发生干涉现象。
激光陀螺利用这种干涉效应来测量光的传播时间，从而确定物体的旋转角度。
当物体发生旋转时，光在不同方向上传播的距离会发生变化，导致光程差的变化，最终通过测量光程差的变化来确定物体的旋转状态。
另一方面，激光陀螺还利用了陀螺效应。
陀螺效应是指当一个旋转体发生旋转时，其自身会产生一个额外的力矩，使得旋转轴相对于其它参考物体保持不变。
激光陀螺利用陀螺效应来实现对物体旋转状态的测量，通过测量旋转轴相对于参考物体的变化来确定物体的旋转角度。
激光陀螺的工作原理可以简单地理解为利用光的干涉效应和陀螺效应来测量物体的旋转状态。
通过精准的光学测量和信号处理，激光陀螺能够实现高精度的导航和定位，广泛应用于航天、航空、军事和科研领域。
总的来说，激光陀螺是一种基于光学原理的精密测量仪器，利用光
的干涉效应和陀螺效应来实现对物体旋转状态的测量。
其工作原理复杂而精密，需要高度的光学技术和信号处理技术支持。
激光陀螺的发展为现代科技领域提供了重要的技术支持，推动了导航和定位技术的发展，为人类探索未知领域提供了重要的帮助。
激光陀螺原理
激光陀螺原理
激光陀螺原理
激光陀螺原理是利用两个激光束来控制陀螺仪的旋转速度及方
向的一种新原理。
它可以实现陀螺仪精密控制。
激光陀螺的基本原理：在陀螺仪转动方向上间隔设置两个激光源，激光源的转动速度与陀螺仪的转动速度一样，激光源的频率为两激光源频率差值，即ΔΩ。
当陀螺仪转动时，由于两激光光束是垂直的，激光源产生的光斑会交错，产生ΔΩ信号用于控制陀螺仪的转速，从而控制陀螺仪的旋转方向。
激光陀螺技术的优点是它可以实现精确精度的控制，在对称转动情况下可以达到百万分之一的精确控制，可以大大提高定位精度。
可应用于三维空间测量、晶体结构衍射、太阳能定向等领域。
激光陀螺原理的主要缺点是成本高，而且激光陀螺受到温度、压力等外界环境影响，可靠性也不是特别高。
因此，激光陀螺的应用一般都涉及到高精度的场合，比如航空航天、精密机械等行业。
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惯性器件原理-第七章激光陀螺
Honeywell ：三角形谐振腔，机 械抖动偏频
Litton ：四边形谐振腔，机械抖 动偏频
Sperry：三角谐振腔，磁镜偏频 结构简单、性能稳定、动态范围宽、 启动快、反应快、过载大、可靠性高、 国内研制、应用状况 数字输出 1970s中后期 开始研制， 发展 1990前后 进入实用 1960 激光器出现 1990s中后期 应用达到高峰 1963 Sperry 制成首台激光陀螺样机 面临问题 1970s中 精度突破，达惯性级 成本较高、体积偏大、不能完全 1980s 初开始应用于各个领域 适应捷联系统的要求
第七章
激光陀螺
7.4激光陀螺光学谐振腔程长控制
7.4.2 程长控制的基本方法 环形激光器的程长控制通常采用激光增益曲线稳频技 术来实现 环形激光陀螺的稳颗通常也是采用压电元件驱动环形 腔的一面或多面反射镜沿反射镜面法线方向平移对激 光腔长进行调节，将纵模频率稳定于中心频率处。
V Vdc Vac Vdc V0 sin(t )
第七章
激光陀螺
7.4激光陀螺光学谐振腔程长控制
7.4.2 程长控制的基本方法
V Vdc Vac Vdc V0 sin(t )
第七章
激光陀螺
7.4激光陀螺光学谐振腔程长控制
7.4.2 程长控制的基本方法
V Vdc Vac Vdc V0 sin(t )
第七章
解决方案：程长控制
第七章
激光陀螺
7.4激光陀螺光学谐振腔程长控制
7.4.1光学谐振腔程长控制的必要性
即使环形腔采用热胀系数极低的材料制作，程长 的变化量也很容易与波长相当或大于波长
腔内介质的热变化也会引起光程长度波动传输波 长变化 因此，除了采用低热胀系数的材料制作腔体之外，还 必须采用有效的主动手段来控制程长。
激光陀螺原理
激光陀螺原理
激光陀螺是一种利用激光干涉原理测量角速度的仪器，它具有高精度、高灵敏度、长寿命等优点，在航空、航天、地震、大地测量等领域有着广泛的应用。
激光陀螺的原理基于两束光的干涉，即一个被分成两束光后沿不同路径传播，再合成成为一束光的过程，其干涉条纹的移动量与陀螺的角速度成正比，通过测量干涉条纹移动的量，可以计算出陀螺的角速度。
激光陀螺由光源、分束器、反射器、探测器等部件组成。
当光源发出一束光经分束器分成两束光后，一束光被反射器反射后回到分束器上，而另一束光则直接到达探测器上。
当陀螺绕其轴线旋转时，由于科里奥利力的作用，反射器的方向会发生改变，使得反射器反射回来的光路长度发生变化，从而导致两束光的相位差发生变化，产生干涉条纹的移动。
激光陀螺的测量精度与光路长度、光程差、光波长等因素有关。
为了提高测量精度，激光陀螺通常采用多路光路、多束激光等方法，同时还需考虑陀螺的温度、振动等因素对测量精度的影响。
激光陀螺在现代科技中有着广泛的应用。
例如在航空、航天领域中，它可以用于导航、姿态控制等方面；在地震、大地测量等领域，它
可以用于精确测量地球的旋转、地壳运动等信息。
激光陀螺的应用不仅提高了测量精度和稳定性，还推动了科学技术的发展。
激光陀螺原理是一种基于激光干涉原理测量角速度的仪器，具有高精度、高灵敏度、长寿命等优点，在航空、航天、地震、大地测量等领域有着广泛的应用。
激光陀螺的工作原理
激光陀螺的工作原理
激光陀螺是一种广泛应用于导航、地震勘探、航空航天等领域的高精度测量仪器，其工作原理基于光学干涉原理。
下面将详细介绍激光陀螺的工作原理。
激光陀螺中的光学器件主要包括：光路分束器、光路合束器、激光器、光电探测器和陀螺转子。
当激光器向光路分束器发出激光时，光路分束器会将激光分成两条光路，分别经过转子的两个通道。
在转子内部，两条光线沿相反的方向旋转，经过一定时间后再次相遇。
此时，光路合束器会将两条光路合并，使它们发生干涉。
干涉模式与转子的旋转速度相关，可以通过检测干涉信号的变化来确定转子的旋转速度。
激光陀螺的精度主要与两个因素有关：光路长度和干涉信号的稳定性。
光路长度越长，精度就越高。
而干涉信号的稳定性则与光路的机械稳定性、激光器的稳定性等因素有关。
因此，为了提高激光陀螺的精度，需要采用高质量的光学器件，同时保证其机械稳定性和激光器的稳定性。
总之，激光陀螺是一种基于光学干涉原理的高精度测量仪器，其工作原理主要是通过检测干涉信号的变化来确定转子的旋转速度，其精度主要与光路长度和干涉信号的稳定性有关。
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激光陀螺仪原理
激光陀螺仪原理
激光陀螺仪是一种利用激光的特性进行测量的仪器，其原理基于Sagnac效应。
Sagnac效应是指当光束在旋转体上绕着不同
方向的闭合路径进行传播时，会因为旋转体的旋转而导致光程差的增加或减小，从而产生干涉现象。
而激光陀螺仪就是利用这种干涉现象来测量角速度的。
激光陀螺仪由激光器、分束器、光纤、合束器和光探测器组成。
激光器发出一束平行光，经过分束器后分成两股相同的光束。
其中一支光束沿顺时针方向传播，另一支光束沿逆时针方向传播。
这两支光束通过光纤分别绕过旋转体并再次汇聚在合束器上。
最后，合束器会将两束光进行干涉，并将干涉产生的信号传递给光探测器进行测量。
当旋转体不转动时，两束光程差相等，干涉信号为零。
而当旋转体以一定角速度转动时，两束光的光程差将会发生变化，进而产生干涉信号。
干涉信号的大小与旋转体的角速度成正比，可以通过测量干涉信号的强度来计算角速度的大小。
激光陀螺仪的优点是精度高、响应速度快、使用寿命长等。
它在惯导系统、导航系统、飞行器姿态控制等领域有着广泛的应用。
激光陀螺仪原理
激光陀螺仪原理
激光陀螺仪原理是利用激光的干涉原理来测量物体的旋转角速度的一种仪器。
该原理基于受到科里奥利力的影响，当物体发生旋转时，激光束经过旋转后的路径差会引起干涉条纹的移动，通过测量移动的干涉条纹数来计算物体的旋转角速度。
激光陀螺仪通常由一个光源和两个相邻的光探测器构成。
光源通过分束器分成两束相干的平行激光束，分别由光路1和光路
2进入陀螺仪中。
光路1和光路2在陀螺仪的内部分别沿着两
个正交的轴进行封闭环形路径传播。
当陀螺仪处于静止状态时，两束激光束的光程差为零，干涉条纹处于静止状态。
但当陀螺仪受到旋转时，光程差会发生变化，引起干涉条纹的移动。
应用干涉仪的原理，可以通过光探测器对干涉条纹的移动进行测量，并将移动的干涉条纹数转化为角速度。
激光陀螺仪的精度取决于干涉条纹的移动量的精确测量。
通常使用光电探测器来检测干涉条纹的移动，并将其转化为电信号。
这些电信号经过放大和处理后，传送到计算机或显示器上进行处理和显示。
激光陀螺仪具有很高的精度和稳定性，可以应用于惯性导航、航天器姿态控制、地震测量等领域。
它相比于其他类型的陀螺仪具有较小的尺寸和重量，同时也不会因为其结构的机械磨损而导致性能的下降，因此在一些高精度和长寿命要求的应用中得到了广泛的应用。
激光陀螺仪的原理与应用
激光陀螺测速原理
激光陀螺测速原理激光陀螺测速原理1. 引言•激光陀螺是一种利用光学原理来测量角速度的仪器，广泛应用于导航、定位和惯性导航系统等领域。
2. 原理概述•通过测量光在光纤中传播的路径差，激光陀螺可以计算出物体的角速度。
3. 光纤传感器•激光陀螺主要依靠光纤传感器来实现测速的功能。
•光纤传感器是由一束激光光源、一根光纤和一个光探测器组成。
4. 光路差测量•光纤传感器中的光源发出一束激光，经过光纤传播到达光探测器。
•当陀螺仪旋转时，光经过光纤的传播路径会发生微小的路径变化。
•光探测器可以测量出光传播的路径差，通过这个路径差可以计算出物体的角速度。
5. Sagnac效应•激光陀螺测速原理基于Sagnac效应。
•Sagnac效应是指当激光光束在旋转体（如陀螺仪）中传播时，由于旋转体的旋转，光在传播路径上经历的光程差会发生变化。
•这种光程差变化会引起干涉现象，通过干涉现象的变化可以计算出物体的角速度。
6. 光学干涉•光纤传感器中的光纤是为了增加光程差的变化而设置的。
•光在光纤中的传播速度比在空气中的传播速度要慢，这就导致了光纤传感器中光程差会随着旋转体的旋转而发生变化。
•在光探测器中，光的干涉变化会被转化为电信号，并经过计算和处理得到物体的角速度。
7. 优点和应用•激光陀螺测速原理具有精度高、响应速度快、抗干扰能力强等优点。
•激光陀螺广泛应用于导航、惯性导航系统、航天器、飞行器等需要测量角速度的领域。
结论•激光陀螺测速原理通过光纤传感器和Sagnac效应实现了测量物体角速度的功能。
•这种技术具有广泛的应用前景，并在多个领域发挥着重要的作用。
激光陀螺测速原理1. 引言•激光陀螺是一种利用光学原理来测量角速度的仪器，广泛应用于导航、定位和惯性导航系统等领域。
2. 原理概述•通过测量光在光纤中传播的路径差，激光陀螺可以计算出物体的角速度。
3. 光纤传感器•激光陀螺主要依靠光纤传感器来实现测速的功能。
•光纤传感器是由一束激光光源、一根光纤和一个光探测器组成。
激光陀螺仪原理
激光陀螺仪原理
激光陀螺仪是一种利用激光干涉原理测量角速度的仪器，它广泛应用于导航、
航天、航空等领域。
激光陀螺仪的原理十分复杂，但是通过简单的介绍，我们可以初步了解它的工作原理。
激光陀螺仪的工作原理主要基于两个基本原理，激光干涉和相对论效应。
首先，激光陀螺仪利用激光的干涉原理来测量角速度。
它通过将激光分成两束，分别沿着相对方向传播，然后再将它们合并在一起。
当激光束旋转时，由于旋转带来的相位差，合并后的激光将产生干涉条纹，通过测量这些条纹的移动来确定角速度。
其次，激光陀螺仪还利用了相对论效应来提高精度。
根据相对论效应，光在不
同惯性参考系中传播的速度是不同的，而激光陀螺仪正是利用了这一特性。
通过在陀螺仪回转时测量激光在两个方向上的传播时间差，可以得到角速度的准确测量值。
除了以上基本原理外，激光陀螺仪还需要考虑一些影响其精度和稳定性的因素。
例如，温度变化、机械振动、光源稳定性等因素都会对激光陀螺仪的性能产生影响，因此在实际应用中需要进行相应的校准和补偿。
总的来说，激光陀螺仪是一种基于激光干涉和相对论效应的测量角速度的仪器。
它的原理虽然复杂，但通过对其基本原理的了解，我们可以初步理解它的工作原理。
在实际应用中，激光陀螺仪的精度和稳定性受到多种因素的影响，因此需要进行相应的校准和补偿，以确保其准确可靠地工作。
激光陀螺的工作原理
激光陀螺的工作原理
激光陀螺是一种利用激光束与旋转物体之间的相互作用来测量旋转角度或保持航向稳定的设备。
它的工作原理如下：
1. 激光发射：激光陀螺内置激光器，通过能量输入和放大，产生稳定的激光束。
2. 光分裂：激光束经过分束器分裂成两束，分别称为信号光和参考光。
3. 光路分离：信号光与参考光进入不同的光路，分别经过不同的传感器和光学部件。
4. 信号光与旋转物体相互作用：信号光进入光学部件后，被分成两束平行光束。
其中一束通过旋转物体，如陀螺环，受到该旋转物体的影响。
5. 光路调制：通过光学部件对信号光进行频率调制，将旋转物体的旋转角度转变为激光光束的频率变化。
6. 参考光干扰：参考光在不经过旋转物体的情况下进入光学部件，与信号光的光路具有相同的光学路径。
7. 干涉检测：信号光与参考光在光学探测器处重合，形成干涉。
光学探测器测量干涉信号，获得旋转物体相对于参考光的相位偏移。
8. 相位测量：通过测量干涉信号的相位偏移，可以计算出旋转物体的旋转角度。
总之，激光陀螺通过利用激光束与旋转物体之间的光学干涉原理，测量旋转物体的旋转角度，并转换为激光光束的频率变化或相位偏移，从而实现角度的测量或航向的稳定。
激光陀螺原理
激光陀螺原理
激光陀螺是一种利用激光技术测量旋转角速度的仪器。
其原理基于光学陀螺的运行方式，通过光的干涉效应来检测旋转角速度。
激光陀螺的工作原理可以简单理解为光在旋转的环境中传播时，会受到旋转的影响，从而产生干涉效应，通过检测这种干涉效应来确定旋转的角速度。
激光陀螺的基本结构包括激光器、光路系统、探测器和信号处理器等组成部分。
激光器发射出单色、相干性强的激光光束，经过光路系统的反射和干涉后，最终到达探测器。
当激光光束受到旋转环境的影响时，会产生干涉效应，这种干涉效应会在探测器中转化为电信号，经过信号处理器处理后得到旋转角速度的测量结果。
激光陀螺相比传统机械陀螺具有更高的精度和稳定性，可以应用于导航、姿态控制、地震监测等领域。
激光陀螺的优势在于其无机械运动部件，因此不受机械磨损和惯性等因素的影响，具有更长的使用寿命和更高的测量精度。
激光陀螺的原理虽然复杂，但在实际应用中却具有广泛的用途。
通过不断的技术创新和改进，激光陀螺的性能得到了进一步提升，使其在航天、航空、军事等领域发挥着重要作用。
激光陀螺的发展不仅推动了光学技术的进步，也为人类社会的发展做出了重要贡献。
总的来说，激光陀螺的原理虽然复杂，但其应用前景广阔，为人类
社会的发展带来了巨大的推动力。
随着科技的不断进步和应用需求的增加，相信激光陀螺将在未来发展中发挥出更加重要的作用，为人类社会的发展带来更多的惊喜和便利。
激光陀螺仪的工作原理
激光陀螺仪的工作原理
激光陀螺仪是一种三轴无接触式传感器，主要用于测量和监测被测物体的加速度，技
术可以提供准确的高速角度转换和高精度位移、速度和姿态等信息。
具有高灵敏度，小体积，低功耗，高数据传输等优势特点，大量应用于航空航天工程、汽车工程、精密仪表系统、机器人控制和机电一体化等领域。
激光陀螺仪的原理是利用一系列激光照射光学转盘，并以隔离太阳光和激光的贴片为
一个或三个透镜安装在整个光学系统中，把外界环境中的光被聚焦在对应于转盘轴半径上
的光电探测器表面。
当被测物体移动时，转盘会随之发生反应，此时光电探测器可以检测
到运动时转盘的位置变化，从而提供加速度信号。
由于激光陀螺仪的结构完全不受任何材料的影响，所以它的位置精度较高。
其中核心
部件主要有密封激光源、整体复合晶片、光学转盘、椭圆面镜、隔离片、光电探测器等。
激光陀螺仪将隔离太阳光和激光的玻璃片用非常精细的光学调节技术安装，以有效屏蔽光
影响、减少偏移和误差，并能提供良好的灵敏度和角度解析度。
激光陀螺仪具有测量范围大，工作电压低、重量轻、稳定性高、可靠性强、成本低、
离心误差小、抗干扰性强等特点，使其应用广泛。
它具有防护性优良、内外封装机械强度高、精度大、无需特别维护、轻工厂流程等特性，适用于所有涉及高精度旋转显示和控制，以及航天、航空、汽车、机械、精密机械、测试及导航等行业。
激光陀螺】
激光陀螺激光陀螺仪的原理是利用光程差来测量旋转角速度（ Sagnac 效应）。
在闭合光路中，由同一光源发出的沿顺时针方向和反时针方向传输的两束光和光干涉，利用检测相位差或干涉条纹的变化，就可以测出闭合光路旋转角速度。
激光陀螺仪的基本元件是环形激光器，环形激光器由三角形或正方形的石英制成的闭合光路组成，内有一个或几个装有混合气体（氦氖气体）的管子，两个不透明的反射镜和一个半透明镜。
用高频电源或直流电源激发混合气体，产生单色激光。
为维持回路谐振，回路的周长应为光波波长的整数倍。
用半透明镜将激光导出回路，经反射镜使两束相反传输的激光干涉，通过光电探测器和电路输入与输出角度成比例的数字信号。
激光陀螺仪需要突破的主要技术为漂移、噪声和闭锁阈值。
1. 激光陀螺仪的飘移激光陀螺仪的飘移表现为零点偏置的不稳定度，主要误差来源有：谐振光路的折射系数具有各向异性，氦氖等离子在激光管中的流动、介质扩散的各向异性等。
2. 激光陀螺仪的噪声激光陀螺仪的噪声表现在角速度测量上。
噪声主要来自两个方面：一是激光介质的自发发射，这是激光陀螺仪噪声的量子极限。
二是机械抖动为目前多数激光陀螺仪采用的偏频技术，在抖动运动变换方向时，抖动角速率较低，在短时间内，低于闭锁阈值，将造成输入信号的漏失，并导致输出信号相位角的随机变化。
3. 激光陀螺仪的闭锁阈值闭锁阈值将影响到激光陀螺仪标度因数的线性度和稳定度。
闭锁阈值取决于谐振光路中的损耗，主要是反射镜的损耗激光陀螺是在光学干涉原理基础上发展起来的新型导航仪器，成为新一代捷联式惯性导航系统理想的主要部件，用于对所设想的物体精确定位。
石英挠性摆式加速度计是由熔融石英制成的敏感元件，挠性摆式结构装有一个反馈放大器和一个温度传感器，用于测量沿载体一个轴的线加速度。
光纤陀螺三轴惯测组合由三个光纤陀螺仪和三个石英挠性摆式加速度计组成，可以实时地输出载体的角速度、线加速度、线速度等数据，具有对准、导航和航向姿态参考基准等多种工作方式，用于移动载体的组合导航和定位，同时为随动天线的机械操控装置提供准确的数据。
激光陀螺
激光陀螺仪的原理是利用光程差来测量旋转角速度（ Sagnac 效应）。
在闭合光路中，由一光源发出的沿顺时针方向和反时针方向传输的两束光和光干涉，利用检测相位差或干涉条纹的变化，就可以测出闭合光路旋转角速度。
激光陀螺仪的基本元件是环形激光器，环形激光器由三角形或正方形的石英制成的闭合光路组成，内有一个或几个装有混合气体（氦氖气体）的管子，两个不透明的反射镜和一个半透明镜。
用高频电源或直流电源激发混合气体，产生单色激光。
为维持回路谐振，回路的周长应为光波波长的整数倍。
用半透明镜将激光导出回路，经反射镜使两束相反传输的激光干涉，通过光电探测器和电路输入与输出角度成比例的数字信号。
激光陀螺仪呈圆形，两束激光在圆中逆向传播。
激光的工作波长按照光圆周传播的总距离为波长的整数倍关系自动调整。
这里，如果使整个装置以角速度ω绕圆的中心轴旋转，当旋转同方向的激光束绕圆周一周时，其传播的光程距离比静止时稍长，而旋转反方向的激光束的光程距离比静止时稍短。
于是，两列波因干涉产生差拍（频率差的节拍）。
通过测定该差频可知旋转角速度。
差频可用△f=4ωS/λL表示。
陀螺旋转的时候自传轴始终指着一个方向陀螺仪，就是现代的指北针！它广泛用在航空，航海，等领域。
陀螺仪输出的是旋转角速度。
目前市场上有单轴、双轴、三轴。
单轴：可检测一个面上的旋转数据。
双轴：可检测两个面上的运动。
如air mouse、tv game 等三轴：可检测空间的运动。
比如惯性导航、机器人、导弹定位。
陀螺仪又分激光、机械、MEMS等很多种类，主要应用不同市场。
这就是它的基本工作原理改变方向需要额外施加外力，因此陀螺仪一般都是和外界保持很小的作用方式，一般被摩擦力很小的转轴系统悬挂比较高精度的还会用到激光陀螺仪陀螺仪器最早是用于航海导航，但随着科学技术的发展，它在航空和航天事业中也得到广泛的应用。
陀螺仪器不仅可以作为指示仪表，而更重要的是它可以作为自动控制系统中的一个敏感元件，即可作为信号传感器。
激光陀螺的工作原理
激光陀螺的工作原理
激光陀螺是一种利用激光光束进行测量和控制的仪器，它的工作原理基于激光的干涉和光学陀螺的原理。
激光陀螺的工作原理可以分为两个方面：激光干涉测量和光学陀螺效应。
我们来看激光干涉测量。
激光陀螺中常用的激光器是氦氖激光器，它可以产生一束相干光。
这束相干光被分为两股，一股通过激光器的分束器，沿着陀螺的一条轴线射出；另一股则通过激光器的反射镜，沿着陀螺的另一条轴线射出。
当这两束光再次汇聚时，会形成干涉条纹。
当陀螺保持静止时，两束光的光程差是固定的，干涉条纹也是固定的。
但是，当陀螺发生旋转时，由于陀螺的转动会改变光束的传播时间，导致两束光的光程差发生变化，进而导致干涉条纹的移动。
通过检测干涉条纹的移动，我们可以确定陀螺的旋转速度和方向。
我们来看光学陀螺效应。
光学陀螺的原理是基于科氏效应，即旋转物体会引起光的相位差。
在激光陀螺中，当激光束穿过陀螺的旋转结构时，由于旋转结构的作用，光的传播方向会发生微小的变化，从而引起光的相位差。
为了检测这个微小的相位差，激光陀螺采用了一种称为光纤环的结构。
这个光纤环由两根光纤组成，分别固定在陀螺的两个端点上。
当激光束通过光纤环时，由于相位差的存在，光束会在光纤环中反
射多次，形成一个光纤环中的相位差。
通过检测这个相位差的变化，我们可以确定陀螺的旋转速度和方向。
总的来说，激光陀螺的工作原理是基于激光干涉测量和光学陀螺效应。
通过检测干涉条纹的移动和光纤环中的相位差变化，可以确定陀螺的旋转速度和方向。
激光陀螺具有精度高、稳定性好等优点，在惯性导航、航天器姿态控制等领域有着广泛的应用前景。
激光陀螺仪工作原理
激光陀螺仪工作原理
激光陀螺仪，听着挺高科技的一玩意儿，其实就是利用光的干涉效果来测量陀螺仪旋转的角速度。
简单来说，就是用光来看东西转了多快的一个原理。
具体点说，激光陀螺仪会把一束光分成两股，然后让它们绕着两个相对方向旋转的环路走。
当整个装置不旋转时，这两股光会同时回到原点。
但是如果装置有了旋转，就会影响光的传播路径，导致两股光相遇时会出现干涉现象，最终会形成一个干涉图样。
这个干涉图样会被检测器接收到，然后根据干涉效果的变化来计算出装置的旋转角度和角速度。
这样，通过测量光束的干涉现象，就可以知道陀螺仪在空间中的旋转情况了。
所以说，激光陀螺仪就是利用光的干涉效应来检测物体的旋转状态，是一种精密仪器呢。
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90年代，根据先进巡航导弹和战术飞机导航的要求，美国进行了激光陀螺捷联性能的研究（ SPS）。麦
克唐纳·道格拉斯公司被选为 SPS的主承包商，其次还有霍尼威尔、利顿、洛克威尔、辛格·基尔福特等公
司参加。
国外激光陀螺仪的研制单位很多，其中，美国和法国研制的水平较高，此外还有俄罗斯、德国等国家。
统理想的主要部件，用于对所设想的物体精确定位。石英挠性摆式加速度计是由熔融石英制
成的敏感元件，挠性摆式结构装有一个反馈放大器和一个温度传感器，用于测量沿载体一个
轴的线加速度。
光纤陀螺三轴惯测组合由三个光纤陀螺仪和三个石英挠性摆式加速度计组成，可以实时
地输出载体的角速度、线加速度、线速度等数据，具有对准、导航和航向姿态参考基准等多
化。
3. 激光陀螺仪的闭锁阈值
闭锁阈值将影响到激光陀螺仪标度因数的线性度和稳定度。闭锁阈值取决于谐振光路中的损耗，主要是
反射镜的损耗。
[国外概况]
美国斯佩里公司于 1963年首先次做出了激光陀螺仪的实验装置。1966年美国霍尼威尔公司开始使用
石英作腔体，并研究出交变机械抖动偏频法，使这项技术有了使用的可能。 1972年，霍尼威尔公司研制出
激光陀螺仪花费了很长时间和大量投资解决了闭锁问题，直到 80年代初才研制出飞机导航级仪表，此后就
迅速应用于飞机和直升机，取代了动力调谐陀螺和积分机械陀螺仪。目前已广泛用于导航、雷达和制导等
领域。
方位测向器，称之为激光陀螺仪。
激光陀螺仪的原理是利用光程差来测量旋转角速度（ Sagnac效应）。在闭合光路中，由同一光源发出的
沿顺时针方向和反时针方向传输的两束光和光干涉，利用检测相位差或干涉条纹的变化，就可以测出闭合
光路旋转角速度。激光陀螺仪的基本元件是环形激光器，环形激光器由三角形或正方形的石英制成的闭合
双盒组件式传感器系统。海军也计划在 80年代内将激光陀螺惯导系统用到舰载飞机中，这种系统称为
CA1NS1。陆军准备将激光陀螺用于陆军飞机的定位／导航、监视／侦察、火控以及飞行控制系统。
1985年美国提出了战略防御计划（ SDI）后，激光技术在军事系统和空间武器上的应用倍受重视。根据
SDI预算，1985财年在这方面投资 10．4亿美元，大部分用于开展激光实验，其中包括激光陀螺的研制。
体）的管子，两个不透明的反射镜和一个半透明镜。用高频电源或直流电源激发混合气体，
产生单色激光。为维持回路谐振，回路的周长应为光波波长的整数倍。用半透明镜将激光导
出回路，经反射镜使两束相反传输的激光干涉，通过光电探测器和电路输入与输出角度成比
例的数字信号。
激光陀螺仪需要突破的主要技术为漂移、噪声和闭锁阈值。
采样频率。小型化 RLG的惯性小，谐振频率高，在抖动偏频装置的设计上，可以提高频率。由此，可以提
高 RLG的采样频率和捷联惯性导航系统 SINS的计算频率，有利于保证捷联惯性导航系统 SINS的精度。
2）在降低成本方面
利用玻璃熔结工艺来实现反射镜和电极等的密封。采用 BK-7光学玻璃取代 Zerodur等零膨胀系数材料，
种工作方式，用于移动载体的组合导航和定位，同时为随动天线的机械操控装置提供准确的
数据。主要性能：加表精度 1×10-4g；光纤陀螺精度 (漂移稳定性 )≤1°/h；标度固形线性度
≤5×10-4。
激光于 1960年在世界上首次出现。 1962年，美、英、法、前苏联几乎同时开始酝酿研制用激光来作为
该公司采用力反馈式加速度计和 MRLG组成惯性测量组合 IMU。这种惯性导航系统也可用于战术武器，包
括鱼雷。
2.法国
法国的激光陀螺仪和系统技术具有很强的实力。法国 SWXTANT公司和 SAGEM公司均从 70年代开始
研究激光陀螺技术，到目前已经形成不同尺寸和精度的激光陀螺仪。
（1）SEXTANT公司
[相关技术]控制技术；测量技术；半导体技术；微电子技术；计算机技术
[技术难点]
激光陀螺仪需要突破的主要技术为漂移、噪声和闭锁阈值。 来自1. 激光陀螺仪的飘移
激光陀螺仪的飘移表现为零点偏置的不稳定度，主要误差来源有：谐振光路的折射系数具有各向异性，
氦氖等离子在激光管中的流动、介质扩散的各向异性等。
为此需要建立光波在谐振器中谐振的条件，并对温度误差采取补偿。采用 GG1308组成的一种惯导系统型
号为 HGl500一 IMU。采用 GG1320组成的惯导系统型号为 H-764C。
（2）基尔福特公司
在单轴 RLG的基础上，为满足小型卫星和航天器的需要，该公司研制了微型三轴激光陀螺仪 MRLG。
1.美国
美国研制激光陀螺仪的厂家有霍尼威尔、利顿、斯佩里等公司。
（1）霍尼威尔公司
理想的战术惯性器件必须同时具有低成本、体积小、重量轻、坚固等几个特点，霍尼威尔公司的 GG1308
和 GG1320就是为此研制的最新产品。
该公司采用的关键技术如下：
1）在提高精度方面
输出信号的细分技术，在小型化的 RLG中，保持所需的分辨率。提高抖动偏频的频率，以提高 RLG的
SEXTANT公司 1972年开始研究激光陀螺仪， 1979年 SEXTANT型激光陀螺仪首先用于 "美洲虎"直升
机飞行。1981年 33cm型激光陀螺仪在 ANS超音速导弹项目中标，1987年首次把激光陀螺仪用在"阿里
安"4火箭的飞行， 1990年 SEXTANT公司在法国未来战略导弹项目上中标。
（2）SAGEM公司
SAGEM公司从 1977年开始研究环行激光陀螺仪。 1987年组装了第一个样机 GLS32型。在工艺成熟
后，主要生产用于航空及潜水艇的捷联惯导系统。1987年组装了 GLC16型样机，主要用于直升机和小型
运载火箭的捷联惯导系统。
[影响]
作为飞行器惯导系统核心的惯性器件，在国防科学技术和国民经济的许多领域中占有十分重要的地位。
光路组成，内有一个或几个装有混合气体（氦氖气体）的管子，两个不透明的反射镜和一个半透明镜。用
高频电源或直流电源激发混合气体，产生单色激光。为维持回路谐振，回路的周长应为光波波长的整数倍。
用半透明镜将激光导出回路，经反射镜使两束相反传输的激光干涉，通过光电探测器和电路输入与输出角
度成比例的数字信号。
2. 激光陀螺仪的噪声
激光陀螺仪的噪声表现在角速度测量上。噪声主要来自两个方面：一是激光介质的自发发射，这是激光
陀螺仪噪声的量子极限。二是机械抖动为目前多数激光陀螺仪采用的偏频技术，在抖动运动变换方向时，
抖动角速率较低，在短时间内，低于闭锁阈值，将造成输入信号的漏失，并导致输出信号相位角的随机变
激光陀螺
激光陀螺仪的原理是利用光程差来测量旋转角速度（ Sagnac 效应）。在闭合光路中，由同
一光源发出的沿顺时针方向和反时针方向传输的两束光和光干涉，利用检测相位差或干涉条
纹的变化，就可以测出闭合光路旋转角速度。激光陀螺仪的基本元件是环形激光器，环形激
光器由三角形或正方形的石英制成的闭合光路组成，内有一个或几个装有混合气体（氦氖气
1. 激光陀螺仪的飘移
激光陀螺仪的飘移表现为零点偏置的不稳定度，主要误差来源有：谐振光路的折射系数
具有各向异性，氦氖等离子在激光管中的流动、介质扩散的各向异性等。
2. 激光陀螺仪的噪声
激光陀螺仪的噪声表现在角速度测量上。噪声主要来自两个方面：一是激光介质的自发
发射，这是激光陀螺仪噪声的量子极限。二是机械抖动为目前多数激光陀螺仪采用的偏频技
GG-1300型激光陀螺仪。 1974年美国国防部下令海军和空军联合制定研究计划， 1975年在战术飞机上试
飞成功，1976年在战术导弹上试验成功。
进入 80年代以来，美国空军表示要坚定地把激光陀螺应用到空军系统中去，并与麦克唐纳 ·道格拉斯公
司签定了两项合同，以实施一项名为 "综合惯性基准组件 "的研制计划，其内容是研制一种采用激光陀螺的
术，在抖动运动变换方向时，抖动角速率较低，在短时间内，低于闭锁阈值，将造成输入信
号的漏失，并导致输出信号相位角的随机变化。
3. 激光陀螺仪的闭锁阈值
闭锁阈值将影响到激光陀螺仪标度因数的线性度和稳定度。闭锁阈值取决于谐振光路中
的损耗，主要是反射镜的损耗
激光陀螺是在光学干涉原理基础上发展起来的新型导航仪器，成为新一代捷联式惯性导航系