非共面腔激光陀螺复杂象散研究及其光阑设计

基于包括子午和弧矢方向完整的4×4旁轴光线传输矩阵,建立了非共面谐振腔激光陀螺整体环绕传输矩阵.根据该矩阵,计算q参量矩阵,代入实际参量,分析并仿真计算了某型非共面谐振腔环形激光陀螺的复杂象散,得到了光路上任意位置光斑尺寸.实验采用CCD测量了该型激光陀螺输出光不同位置的光斑尺寸,通过多点测量值双曲线拟合的方法得出束腰宽度,仿真计算和实验结果一致.采用高斯光束理论,根据光场分布、光阑尺寸和位置确定衍射损耗,设计出合适的光阑方案,即将光阑设置在束腰位置,其形状为圆形,尺寸与束腰比值为2左右.实验证明该方案保证了该型非共面谐振腔环形激光陀螺单横模工作.

轻微非共面腔的磁效应特性研究

激光陀螺应用过程中磁效应引起零偏的变化对陀螺精度会产生重要影响。对于激光陀螺的磁效应,建立了理论模型,分析了产生磁效应的诸多因素。分析结果表明,谐振腔光路的轻微非共面是激光陀螺磁敏感产生的主要原因,可以通过调整一个腔平移镜的轴线方向来减小光路的非共面角,进而达到减小激光陀螺磁灵敏度的目的,并通过实验验证了上述结论。