激光陀螺谐振腔损耗测量装置和方法

摘要

本发明首先提供了一种能实时准确测量激光陀螺光学谐振腔损耗的装置和方法，基础设备的主要组成部分按光的传播方向依次安装有激光光源组件的激光器、声光调制器、光路调整组件等，光路经安装于光路调整组件中的半透半反镜后，通过光电探测组件和CCD组件分别完成激光陀螺谐振腔损耗测量和谐振腔内光阑及光斑的实时成像。本发明还解决了单一方法测量未知激光陀螺谐振腔损耗精度低的问题，当激光陀螺谐振腔损耗较高时选择谐振途径测量，损耗低时经切换开关选择时间衰减途径测量，两种途径由同一装置完成，还可实时成像谐振腔中光阑和激光光斑相对位置的测量。测量精度高，测量成本低。测量装置的信噪比高，装置调试方便，结构紧凑，体积小。

主权项

一种激光陀螺谐振腔损耗测量装置，包括有激光光源组件(1)、可进行测量途径切换的光开关组件(2)、光路调整组件(3)、光电探测组件(4)、CCD组件(5)、计算机(6)和置于光学平台(8)之上的光学平板(7)，激光光源组件(1)中的激光器(12)、可进行测量途径切换的光开关组件(2)的声光调制器(17)、光路调整组件(3)、光电探测组件(4)和CCD组件(5)均置于光学平板(7)上，按光的传播方向依次安装有激光器(12)、声光调制器(17)、光路调整组件(3)，经安装于光路调整组件(3)中的半透半反镜(27)后，其中有一路光经半透半反镜(27)反射后入射到CCD组件(5)的CCD摄像头(34)上，CCD组件(5)的电路输出接入计算机(6)的相应数据端，另一路光经半透半反镜(27)透射后入射到光电探测组件(4)的光电探测器上，光电探测组件(4)的电信号输出又分为两路，其中一路信号反馈接在可进行测量途径切换的光开关组件(2)的快速触发驱动电路(14)的输入端，另一路信号接至计算机(6)的数据采集卡(33)上，计算机(6)中安装的锯齿波发生器卡(9)的控制信号驱动激光光源组件(1)中激光器(12)内的粘有反射镜的压电陶瓷管(11)；光电探测组件(4)主要由光电探测前级放大器(31)、放大倍数可调的二级放大器(32)以及数据采集卡(33)组成，光电探测前级放大器(31)安放于一内外均涂黑的电磁光屏蔽盒内，其中的光电探测器前加装遮光筒与屏蔽盒连为一体，谐振腔的透射光经遮光筒照射在光电探测器上，二级放大器(32)的输出信号接可进行测量途径切换的光开关组件(2)的快速触发驱动电路(14)，二级放大器(32)的输出信号同时通过数据采集卡(33)接在计算机(6)上，计算机(6)通过串口可自动调节二级放大器(32)的放大倍数；所述可进行测量途径切换的光开关组件(2)主要由快速触发驱动电路(14)、测量途径选择开关(15)、声光调制驱动器(16)和声光调制器(17)组成，快速触发驱动电路(14)、声光调制驱动器(16)安装于光学平板(7)和光学平台(8)的夹层中间，声光调制器(17)安装在激光器(12)的出光口处，快速触发驱动电路(14)的数据输入端与光电探测组件中二级放大器(32)的数据输出端相连，快速触发驱动电路(14)的数据输出端通过测量途径选择开关(15)与声光调制驱动器(16)的数据输入相连，声光调制驱动器(16)的数据输出端与声光调制器(17)的数据输入端相连，测量途径选择开关(15)的中心抽头连接到声光调制驱动器(16)的输入端，通过切换该开关实现激光陀螺谐振腔不同损耗范围的测量切换，测量途径选择开关(15)安装于光学平板(7)的边侧；所述光路调整组件(3)按光的传播方向依次安装有声光调制器(17)、起偏器(19)、平面反射镜(20)、光阑(21)、偏振器(22)、球面反射镜(23)、1/2波片(24)、石英平行平板组(25)、谐振腔安放架(26)、半透半反射镜(27)，其中平面反射镜(20)的安装位置靠近光学平板(7)侧边的上角处，球面反射镜(23)安装位置靠近光学平板(7)的侧边的下角处，使光路进行两次90度顺时针方向的转折，转折后再经石英平行平板组(25)调节射入被测谐振腔中，被测激光谐振腔固定安装于谐振腔安放架(26)上，谐振腔安放架(26)固定于光学平板(7)上，石英平行平板组(25)由两块平行放置的石英板组成，分别可作轴向转动，声光调制器(17)既是可进行测量途径切换的光开关组件(2)的组成件，又是光路调整组件(3)的组成件。