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激光陀螺-用光程差测量物体角位移的装置

激光陀螺

《激光陀螺》,此词条收录于06/14,仅供参考

      激光陀螺,又称环形激光陀螺仪,是一种用于测量载体角运动状态的惯性传感装置。该装置主要利用光程差的原理——Sagnac 效应来测量角速度,从而相较于机械式陀螺拥有高精度、启动快速等特点,并主要被应用于惯性导航和地球参数测量等领域。

      激光陀螺起源于1960年,美国物理学家梅曼(Theodore Maiman)研制出世界首台激光器——红宝石激光器,为激光陀螺仪的发展奠定了基础。紧接着,1963年,环形激光陀螺诞生,开启了新的研究方向。到了1975年和1976年,激光陀螺仪开始被应用于飞机和战术导弹上,标志着其正式进入实用阶段,且广泛应用于各种导航和稳定系统。20世纪末至21世纪初,随着半导体激光技术的进步,集成光学陀螺和片上陀螺研究取得显著进展。2017年,出现了具有高测量精度的全芯片结构激光陀螺仪,以及基于受激Brillouin散射的有源主动式激光陀螺,并再度提高了角速度测量精度。近年来,激光陀螺技术的研究主要集中在怎样实现光源与转动敏感元件的集成化,目的是开辟新的应用领域和提升性能。

      激光陀螺主要有二频机抖激光陀螺、空间三轴激光陀螺和四频差动激光陀螺等类型。其基本构造包括光路结构和频率检测系统。激光陀螺主要利用光程差的原理——Sagnac 效应来测量角速度,具体为:两束光波沿着同一个圆周路径反向而行,当光源与圆周均发生旋转时,两束光的行进路程不同,产生了相位差,通过测量该相位差可以测出激光陀螺仪的角速度。激光陀螺的发展主要受制造成本和体积等因素制约,并主要将朝着高度集成、微型化,以及与其他导航系统兼容的方向发展。

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