用于法拉第偏頻器磁光介質(zhì)的光學(xué)均勻性及溫度特性研究.pdf

1、激光陀螺是捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)的理想器件，目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。四頻差動(dòng)激光陀螺是新一代激光陀螺的代表，其核心器件是工作原理為法拉第效應(yīng)的法拉第偏頻器。四頻差動(dòng)激光陀螺對(duì)工作器件的要求很高，而目前國(guó)內(nèi)針對(duì)這種激光陀螺精度提高的研究大多集中在諧振腔的特性上，很少涉及法拉第偏頻器性能的影響，因此為了進(jìn)一步激光陀螺的精度，有必要對(duì)法拉第偏頻器的內(nèi)部特性進(jìn)行研究。 本論文針對(duì)用于法拉第偏頻器的磁光介質(zhì)的光學(xué)均勻性及磁光溫度特性兩方面工作展

2、開(kāi)，取得的主要研究成果如下： (1)提出了一種基于激光諧振腔理論的光學(xué)均勻性測(cè)量方法，并給出了理論模型。借助激光諧振腔，將磁光介質(zhì)的折射率微差值轉(zhuǎn)化為頻差信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。利用此方法對(duì)兩塊樣品介質(zhì)進(jìn)行了測(cè)量，憑借現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了樣品光學(xué)均勻性10-5量級(jí)精度的測(cè)量。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做了詳細(xì)的誤差分析并對(duì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素進(jìn)行了討論。若借助于更高分辨率的F-P掃描干涉儀，用此方法可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)均勻性10-6以上量級(jí)精度的測(cè)量，與全息干涉

3、法相比，測(cè)量精度可以提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上，完全可以滿足激光陀螺對(duì)于法拉第偏頻器磁光介質(zhì)光學(xué)均勻性的測(cè)量需要。 (2)設(shè)計(jì)并搭建了一套小型的溫控裝置，完成了對(duì)Tb20順磁性鋱玻璃樣品在293K～343K范圍內(nèi)本征旋轉(zhuǎn)角和法拉第旋轉(zhuǎn)角隨溫度變化特性的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)觀察到順磁性鋱玻璃的本征旋轉(zhuǎn)具有隨溫度升高而升高的現(xiàn)象，并給出了解釋。在部分溫度區(qū)間內(nèi)樣品的費(fèi)爾德常數(shù)隨溫度升高而降低的現(xiàn)象驗(yàn)證了劉公強(qiáng)等關(guān)于順磁性物質(zhì)費(fèi)爾德常數(shù)的理論模型。同時(shí)

4、，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鋱玻璃樣品的費(fèi)爾德常數(shù)在333K以上時(shí)會(huì)出現(xiàn)反彈，與該理論模型不符，有待于進(jìn)一步研究。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，鋱玻璃樣品的費(fèi)爾德常數(shù)在333K時(shí)比293K時(shí)減小了近20﹪，則當(dāng)其作為法拉第偏頻介質(zhì)時(shí)，必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償。 (3)分別定量計(jì)算了用于法拉第偏頻器的磁光介質(zhì)的光學(xué)均勻性與溫度特性對(duì)于四頻差動(dòng)激光陀螺輸出結(jié)果的影響。結(jié)果顯示，這兩方面的特性都會(huì)對(duì)激光陀螺的精度造成影響，而溫度的影響則更加嚴(yán)重。因此，選擇優(yōu)質(zhì)特性的法拉