激光陀螺是以塞格納克（sagnac）效應(yīng)原理為基礎(chǔ)的角加速度計(jì),結(jié)構(gòu)簡單,可靠性強(qiáng),壽命長。但激光陀螺內(nèi)部反射鏡產(chǎn)生的背向散射會產(chǎn)生閉鎖效應(yīng),嚴(yán)重影響激光陀螺的導(dǎo)航精度。在解決閉鎖效應(yīng)時,中國沿用國外的散射理論,在以激光陀螺反射鏡基片為基礎(chǔ)的散射問題及光學(xué)表面分析代碼研究上,國內(nèi)也鮮有涉及。為降低激光陀螺的閉鎖閾值,本課題主要研究了以下幾個方面:本文明確了光學(xué)元件表面的表征方法,分析傳統(tǒng)光學(xué)元件表面表征的局限性,對功率譜密度函數(shù)進(jìn)行了介紹,推導(dǎo)出計(jì)算離散數(shù)據(jù)的功率譜密度函數(shù)公式,分析了原子力顯微鏡和輪廓儀在不同空間頻率表面信息下的測量誤差,得出完整表征元件表面功率譜密度函數(shù)的方法。推導(dǎo)出光學(xué)散射Beckmann-Kirchoff理論、Harvey-Shack理論和Rayleigh-Rice理論公式,分析入射光波長、表面自相關(guān)長度（Autocorrelation Length）和入射角分別對一維、二維散射情況的影響。通過散射測量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證散射理論推導(dǎo)結(jié)果的正確性,確定適用于激光陀螺反射鏡基片的散射模型。分析激光陀螺運(yùn)行原理,推導(dǎo)引入反射鏡背向散射后激光陀螺運(yùn)行基本公式。結(jié)合散射模型編寫光學(xué)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１激光陀螺儀基本結(jié)構(gòu)圖??－

?＿??，：Ｊ探測器??圖１－１激光陀螺儀基本結(jié)構(gòu)圖??１９６３年，美國斯佩里公司率先研制出了激光陀螺儀。如圖１－１所示，激光陀??螺依據(jù)ｓａｇｎａｃ效應(yīng)，由四邊形腔、反射鏡、用于產(chǎn)生激光的陽極與陰極、探測器??等組成。激光陀螺啟動迅速，穩(wěn)定性較好，具有很強(qiáng)的抗沖擊震動能力及抗過載??能力，且使用激光頻差作為檢測輸入?yún)?shù)，在理論上能夠?qū)崿F(xiàn)很高的轉(zhuǎn)速分辨率??與非常廣的動態(tài)范圍。另外，激光陀螺的結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、壽命長，可達(dá)數(shù)??萬乃至十萬小時以上、維護(hù)維修方便、成本較低［２］，因此激光陀螺儀得以受到重視??及研究。??激光陀螺作為一種角加速度計(jì)，如圖１－２所示，主要應(yīng)用在以下幾個方面：??為高精度武器系統(tǒng)和戰(zhàn)斗機(jī)提供制導(dǎo)和導(dǎo)航所需的即時速度、航向、姿態(tài)及??高度等空間位置信息％為艦艇、潛艇和制導(dǎo)魚雷提供航向、航深、航速和位置等??基準(zhǔn)數(shù)據(jù)

大于自相關(guān)長度時，稱在該長度下是不具有相關(guān)性的。??功率譜密度函數(shù)，是指每單位頻率波所攜帶的功率。對于光學(xué)元件表面而言，??在表面粗糖度均方根值，表面不平整度相同時，表面形貌仍然存在區(qū)別，如圖２－１??所示。對此，可以將光學(xué)元件表面的起伏設(shè)想由不同頻率的波疊加而成，而光學(xué)??元件表面的功率譜密度函數(shù)即是這些表面波攜帶的功率。??［／ＷＶＭ??圖２－１?ＰＶ值與ＲＭＳ值相同時不同的表面形貌圖??對于光學(xué)元件表面形貌，可以利用傅里葉變換，將其描述多個正弦波的合成，??對自相關(guān)函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換即為功率譜密度函數(shù)：??＼Ｚ（ｖｆ?＼＼ｚ｛ｘＹａｍｘｄｘ??ＰＳＤ?＝?＾?＝?—?＝?ｊ：ＡＣＦ（ｒ）ｅ＾ｄｒ?（２．７）??式中ｖ＾元件表面的空間頻率（ｎｒ１）；??Ｚ（ｖ）——元件表面高度函數(shù)經(jīng)傅里葉變換后得到的頻譜函數(shù)（ｍ２）。??在實(shí)際計(jì)算過程中，由于采樣長度２Ｚ并不能達(dá)到無限長，因此就相當(dāng)于在時??域中對所得到的表面形貌高度函數(shù)乘上了一個矩形窗口。如圖２－２所示。該矩形窗??－１０－??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]光學(xué)元件吸收損耗的高靈敏度檢測技術(shù)研究[D]. 張曉榮.中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所） 2015
[2]二頻機(jī)抖激光陀螺雙軸旋轉(zhuǎn)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 魏國.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于損耗特性的光學(xué)元件表面質(zhì)量表征研究[D]. 張興鑫.中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所) 2016
[2]微小顆粒光散射特性的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 韓晨.華中科技大學(xué) 2013
[3]激光陀螺反射鏡基片相關(guān)檢測技術(shù)研究[D]. 高玫.西安電子科技大學(xué) 2009



本文編號：2955138