激光陀螺光路及程长控制镜.pdf

本发明公开了一种激光陀螺光路及程长控制镜，它是以抓卡式腔长控制镜为基础，设计新结构的槽片和角度控制元件。槽片是熔石英玻璃或微晶玻璃材料环槽形薄底结构，端面镀有反射膜的中心柱与外环同轴，中心柱在外力的作用下较容易发生偏转和轴向位移；角度控制元件为薄片压电陶瓷，它呈十字形，十字形4条等长臂端外径略小于槽片外环外径，中心有一个可穿过抓卡机构丝杆的圆孔，从4条臂交点至接近各自臂端区域的上下表面都镀有各区域间相互绝缘的导电银膜，角度控制元件中心同轴地胶接在槽片上。它拥有抓卡结构腔长控制镜的光路稳定性高、附加歪扭小的优点，对角度控制元件两两相对的两条臂分别加载不同极性的电压，就能调整镜面反射角度，使激光陀螺具有很高的光路控制能力。

1.  一种激光陀螺光路及程长控制镜，它包括由中心设置有上端顶紧槽片(1)中心柱底部的丝杆(6)的环形薄金属片(7)连为一体的若干个与槽片(1)外环外壁胶接的金属抓卡(4)组成的抓卡机构(3)，分别胶接在环形薄金属片(7)上下表面上的环形压电陶瓷程长控制驱动元件(5)，其特征在于它还包括其与外环同轴的中心柱上表面镀有反射膜的环槽形熔石英玻璃薄底结构槽片(1)，其中心开有一个可穿过丝杆(6)的圆孔、臂端外径略小于槽片(1)外径的4条十字形等长等宽臂从各条臂交点至接近臂端区域的上下表面都镀有各区域间相互绝缘的导电银膜的十字形薄片压电陶瓷角度控制元件(2)，角度控制元件(2)的上表面呈中心同轴地胶接在槽片(1)下表面上。

2.  根据权利要求1所述的光路及程长控制镜，其特征在于环槽形槽片(1)是微晶玻璃薄底结构槽片。

激光陀螺光路及程长控制镜
技术领域
本发明涉及激光陀螺的控制元件，特别是适用于激光陀螺的程长控制、光路控制及锁区控制的光路及程长控制镜。
背景技术
激光陀螺具有结构简单，体积小，重量轻，精度高，特别适用于结构紧凑的捷联惯导系统等多方面的优越性，已大量成功地运用于军事和民用等领域。但是，在激光陀螺的制造中有两大因素严重影响其性能及成品率，这就是激光陀螺的调腔以及高低温对陀螺的影响。在激光陀螺中配置腔长角度控制镜能使这一局面大为改善。目前有一种抓卡式腔长控制镜，由于其稳定性好，附带歪扭小，已越来越广泛地应用于激光陀螺的腔长控制。但是，这种抓卡式腔长控制镜由于槽片自身可能存在的缺陷，程长控制元件作用力方向及作用点的偏差仍不可避免地带来一定量的歪扭，而它自身又没有配置角度控制元件，无法对陀螺光路实施主动控制，原来歪扭等引起的问题虽然减弱但仍然存在。
发明内容
本发明的发明目的是为了克服上述现有技术的缺陷，设计了一种不仅能对激光陀螺的程长进行控制而且能对光路进行控制的反射镜，它既拥有抓卡结构腔长控制镜具有的程长控制能力及附加歪扭小的优点，又能使激光陀螺具有很高的主动角度控制灵敏度。
为实现本发明目的采用的技术方案是：以抓卡式腔长控制镜为基础，设计新结构的槽片和角度控制元件，使其具有高灵敏度角度控制功能。槽片是用熔石英玻璃材料加工而成的环槽形薄底结构，上表面端面镀有反射膜的中心柱与外环同轴，中心柱在外力的作用下较容易发生偏转和轴向平移；角度控制元件是用薄片压电陶瓷(PZT)加工而成，它呈十字形，十字形4条等长等宽臂端的外径略小于槽片外环的外径，它中心开有一个可穿过抓卡机构的丝杆的圆孔，从4条臂交点至接近各自臂端区域的上下表面都镀有各区域间相互绝缘的导电银膜，角度控制元件的上表面胶接在槽片下表面上，并使二者中心同轴。
本发明的环槽形槽片还可以是由微晶玻璃加工而成的薄底结构槽片。
本发明的优点是：由于对程长控制元件采用了抓卡式结构，不仅拥有抓卡结构腔长控制镜具有的稳定性高、附加歪扭小的优点，而且经过重新设计的新型环槽形薄底结构槽片和十字形薄片压电陶瓷角度控制元件，只要对角度控制元件两两相对的2条臂分别加载不同极性的电压，就能使反射镜片在一个二维空间(立体角)内产生偏转，达到调整镜面反射角度的目的，使激光陀螺具有很高的角度控制灵敏度。
附图说明
图1是本发明的光路及程长控制镜结构图。
图2是本发明的环槽形薄底结构槽片示意图。
图3是本发明的十字形薄片角度控制元件示意图。
图4是本发明通过在角度控制元件上加载控制电压时，反射镜方向发生变化的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。
本发明的光路及程长控制镜由环槽形薄底结构槽片1，十字形薄片角度控制(或称光路控制)元件2，抓卡机构3和程长控制驱动元件5构成。环槽形槽片1用熔石英玻璃或微晶玻璃材料加工而成，槽片1中心柱的上表面镀有反射膜，槽片1采用薄底结构，其中心柱在外力的作用下较容易发生偏转和轴向位移，从而使反射镜面产生相对于镜面原法线方向的偏转和轴向位移，从而改变陀螺的光路和程长。十字形角度控制元件2用薄片压电陶瓷(PZT)加工而成，它的呈十字形分布的4条臂长度和宽度相等，臂的外径与槽片外环的外径相当，略短于槽片外环的外径，它的中心开有一个圆孔，使抓卡机构3中轴线上的丝杆6能自由地穿过该孔，顶紧槽片1中心柱的底面。从4条臂交点至接近各自臂外端区域(图3中的网格区域)的上下表面都镀有导电银膜，而且4条臂上镀有导电银膜的区域相互绝缘。角度控制元件2的上表面用环氧胶粘接在槽片1下表面上，应使其与槽片下表面相贴的部位(包括中心柱和外环)全部胶接上，并确保角度控制元件2和槽片1中心同轴。这样，在角度控制元件2相对的两个臂上加上不同极性的电压时，由于PZT的逆压电效应，施加有正相电压的一臂缩短，而施加有反相电压的一臂将伸长，从而对槽片中心柱产生推拉作用，使中心柱上的反射镜面产生相对于镜面原法线方向偏转一个θ角度，如图4所示，施加的电压不同，则偏转的角度大小不同。通过控制加载在角度控制元件2四条臂上的电压，能使反射镜面在一个二维空间内产生偏转，达到通过调整镜面反射角度来控制激光光路地目的。抓卡机构3的若干个金属抓卡4胶接在槽片1外环的外壁面上，一个环型的薄金属片7将若干个金属抓卡4连为一体，丝杆6靠螺纹连接在抓卡机构3的中轴线上，它的上端穿过角度控制元件2的中心圆孔顶紧槽片1的中心柱底部，两个环形压电陶瓷片组成的程长控制驱动元件5分别胶接在抓卡机构环形薄金属片7的上下表面上，当向程长控制驱动元件5加载控制电压时，由于PZT的逆压电效应，可使丝杆6产生轴向位移，从而使槽片1中心柱上的反射镜面也产生轴向位移，改变陀螺光路的程长。