在當今科技日新月異的時代,高精度導航與定位技術已成為航空航天、軍事防御、海洋勘探、自動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,以其卓越的穩定性和極高的精度,正引領著導航技術的新一輪革命。
今天,小優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量運動載體的角運動(運動角速度或轉動角度),能夠精確地確定運動物體的方位的儀器。
激光陀螺儀的廣泛應用,極大地推動了多個領域的技術進步,它在現代航空、航海、航天和國防工業中,對穩定導航、姿態控制、定位定向、瞄準制導等功能起主導作用。
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,在環形閉合光路中,從同一位置點發出的一對光波,沿相反方向運行一周后又回到該點時,這對光波的光程將由于閉合光路相對于慣性空間的旋轉而不同,最終將探測到光程差計算得出旋轉角速度。
應用到最尖端科技領域激光陀螺儀,相比傳統陀螺儀有幾大特性優勢。
高靈敏度:能測量非常微小的角速度變化,可測動態范圍大;
抗干擾能力強:不需要接收或輻射電磁波,極強的抗干擾能力;
可靠性高:可承受極高加速度和猛烈振動沖擊。
三、決定激光陀螺儀性能和精度的關鍵
激光陀螺儀的制造難度極高,其中諧振腔的制造最為關鍵。
激光會在諧振腔內多次反射,增強Sagnac效應,提高測量靈敏度。
為了保持光路穩定性,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質的光學材料,運用先進的鍍膜工藝技術以及精密加工。
光學材料:需極低的熱膨脹系數以減少溫度變化對光路的影響,保證測量穩定性;
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,達到不同的應用需求;
鏡片加工:需極高的面形精度和表面質量,任何納米級缺陷都會影響激光陀螺儀的測量精度。
其中,加工研磨后超光滑鏡片的表面粗糙度精密測量至關重要,可為改善研磨工藝和提高激光陀螺儀良率提供關鍵數據參考。
以下是優可測白光干涉儀AM-7000系列測量超光滑鏡面的表面粗糙度案例:
優可測白光干涉儀AM-7000系列搭配超光滑鏡面樣品獨特算法,可以精準測量超光滑鏡面的亞納米級表面粗糙度;現已被激光陀螺儀超光滑鏡片制造廠家導入,為客戶研磨工藝改善提供直觀有效數據,極大提高客戶效率和良率。
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