在當(dāng)今科技日新月異的時(shí)代,高精度導(dǎo)航與定位技術(shù)已成為航空航天、軍事防御、海洋勘探、自動(dòng)駕駛乃至日常生活中不可或缺的一部分。而在這背后,激光陀螺儀作為核心元件之一,以其卓越的穩(wěn)定性和極高的精度,正引領(lǐng)著導(dǎo)航技術(shù)的新一輪革命。
今天,小優(yōu)博士帶您探索激光陀螺儀的奧秘。
一、激光陀螺儀是什么
激光陀螺儀是用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)載體的角運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)角速度或轉(zhuǎn)動(dòng)角度),能夠精確地確定運(yùn)動(dòng)物體的方位的儀器。
激光陀螺儀的廣泛應(yīng)用,極大地推動(dòng)了多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步,它在現(xiàn)代航空、航海、航天和國(guó)防工業(yè)中,對(duì)穩(wěn)定導(dǎo)航、姿態(tài)控制、定位定向、瞄準(zhǔn)制導(dǎo)等功能起主導(dǎo)作用。
二、激光陀螺儀的原理與特性
激光陀螺儀利用薩格奈克(Sagnac)效應(yīng),在環(huán)形閉合光路中,從同一位置點(diǎn)發(fā)出的一對(duì)光波,沿相反方向運(yùn)行一周后又回到該點(diǎn)時(shí),這對(duì)光波的光程將由于閉合光路相對(duì)于慣性空間的旋轉(zhuǎn)而不同,最終將探測(cè)到光程差計(jì)算得出旋轉(zhuǎn)角速度。
應(yīng)用到最尖端科技領(lǐng)域激光陀螺儀,相比傳統(tǒng)陀螺儀有幾大特性優(yōu)勢(shì)。
高靈敏度:能測(cè)量非常微小的角速度變化,可測(cè)動(dòng)態(tài)范圍大;
抗干擾能力強(qiáng):不需要接收或輻射電磁波,極強(qiáng)的抗干擾能力;
可靠性高:可承受極高加速度和猛烈振動(dòng)沖擊。
三、決定激光陀螺儀性能和精度的關(guān)鍵
激光陀螺儀的制造難度極高,其中諧振腔的制造最為關(guān)鍵。
激光會(huì)在諧振腔內(nèi)多次反射,增強(qiáng)Sagnac效應(yīng),提高測(cè)量靈敏度。
為了保持光路穩(wěn)定性,減少激光在傳輸過程中的損耗,提高激光陀螺儀的性能和精度,這就需要廠家采用優(yōu)質(zhì)的光學(xué)材料,運(yùn)用先進(jìn)的鍍膜工藝技術(shù)以及精密加工。
光學(xué)材料:需極低的熱膨脹系數(shù)以減少溫度變化對(duì)光路的影響,保證測(cè)量穩(wěn)定性;
鍍膜工藝:通過鍍膜減少激光在諧振腔傳輸損耗,也可過濾不同頻率激光,達(dá)到不同的應(yīng)用需求;
鏡片加工:需極高的面形精度和表面質(zhì)量,任何納米級(jí)缺陷都會(huì)影響激光陀螺儀的測(cè)量精度。
其中,加工研磨后超光滑鏡片的表面粗糙度精密測(cè)量至關(guān)重要,可為改善研磨工藝和提高激光陀螺儀良率提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)參考。
以下是優(yōu)可測(cè)白光干涉儀AM-7000系列測(cè)量超光滑鏡面的表面粗糙度案例:
優(yōu)可測(cè)白光干涉儀AM-7000系列搭配超光滑鏡面樣品獨(dú)特算法,可以精準(zhǔn)測(cè)量超光滑鏡面的亞納米級(jí)表面粗糙度;現(xiàn)已被激光陀螺儀超光滑鏡片制造廠家導(dǎo)入,為客戶研磨工藝改善提供直觀有效數(shù)據(jù),極大提高客戶效率和良率。
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