温度和加工误差对全反射棱镜式激光陀螺标度因子的影响研究

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激光陀螺作为捷联惯性导航系统中的核心器件,在航空、航海和航天领域有巨大的应用前景。全反射棱镜式激光陀螺与其他激光陀螺相比具有高反射率、低背向散射等特有优点。但是温度和器件加工误差对全反射棱镜式激光陀螺的标度因子和稳定性影响较大,决定其输出性能。本文对全反射棱镜式激光陀螺的标度因子和稳定性受温度和器件加工误差影响进行深入研究,主要研究内容包括:利用有限元分析软件,模拟激光谐振腔体内部的热源和热传导类型,计算了激光陀螺工作时石英棱镜温度分布;根据激光光场自再现条件和光线传输矩阵理论,计算了受石英棱镜加工误差和环境温度变化影响的谐振腔中光路位置偏移量;基于光路位置偏移量,求得激光谐振腔中闭合光路面积变化量和光程值,进而得到不同温度和加工误差导致的标度因子的相对变化量;最后,给出基于MATLAB软件设计的用户界面,可以计算任意加工误差和环境温度共同带来的全反射棱镜式激光陀螺标度因子的相对变化量。
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