[发明专利]一种基于双亚波长光栅腔检测的光力学微机械陀螺有效
| 申请号： | 201910413644.6 | 申请日： | 2019-05-17 |
| 公开（公告）号： | CN110260851B | 公开（公告）日： | 2021-07-02 |
| 发明（设计）人： | 周震;王奕弈;赵玉娇 | 申请（专利权）人： | 北京航空航天大学 |
| 主分类号： | G01C19/574 | 分类号： | G01C19/574 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 100191*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种基于双亚波长光栅腔检测的光力学微机械陀螺，利用亚波长光栅构建高品质因数光学谐振腔，利用双亚波长光栅腔实现推挽工作方式，通过双亚波长光栅腔谐振频率的差分检测实现角速度解算，可有效提高微机械陀螺的检测灵敏度；利用光信号对微机械陀螺进行检测，相比于电学检测方法，具有精度高、稳定性好、抗电磁干扰能力强、寄生电容小、线性良好、系统体积小、集成度高等优点，并且，亚波长光栅的光栅周期小于入射光波长，将高品质因数亚波长光栅腔用于微机械陀螺检测，相比于现有光学检测方法，检测精度和检测灵敏度更高；质量块的驱动模态与检测模态均采用共面振动方式，可避免微机械陀螺工作时压膜阻尼过大而影响机械灵敏度。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 基于 波长 光栅 检测 力学 微机 陀螺 | ||
【主权项】：
1.一种基于双亚波长光栅腔检测的光力学微机械陀螺，其特征在于，包括：敏感头单元和外围光学检测单元；其中，所述敏感头单元，包括：质量块、位于所述质量块前侧的第一固定梳齿电极和第一可动梳齿电极、位于所述质量块后侧的第二固定梳齿电极和第二可动梳齿电极、以及分别位于所述质量块左右两侧的第一亚波长光栅腔和第二亚波长光栅腔；其中，所述第一亚波长光栅腔包括相互分离且平行共面设置的第一固定亚波长光栅和第一可动亚波长光栅，所述第二亚波长光栅腔包括相互分离且平行共面设置的第二固定亚波长光栅和第二可动亚波长光栅；所述第一可动梳齿电极、所述第二可动梳齿电极、所述第一可动亚波长光栅和所述第二可动亚波长光栅分别与所述质量块固定连接；所述第一固定梳齿电极、所述第二固定梳齿电极、所述第一可动梳齿电极和所述第二可动梳齿电极用于在被施加电压时对所述质量块进行共面静电驱动，带动所述第一亚波长光栅腔中的第一可动亚波长光栅和所述第二亚波长光栅腔中的第二可动亚波长光栅共面振动；所述外围光学检测单元，包括：激光光源、与所述激光光源连接的耦合器、分别与所述耦合器连接的第一锥形光纤和第二锥形光纤、与所述第一锥形光纤连接的第一探测器以及与所述第二锥形光纤连接的第二探测器；所述第一固定亚波长光栅与所述第一可动亚波长光栅之间的间距小于所述激光光源的光波长，所述第二固定亚波长光栅与所述第二可动亚波长光栅之间的间距小于所述激光光源的光波长；所述激光光源通过所述耦合器分光后，利用所述第一锥形光纤耦合进所述第一亚波长光栅腔，利用所述第二锥形光纤耦合进所述第二亚波长光栅腔，所述第一亚波长光栅腔和所述第二亚波长光栅腔中光栅间因角速度输入和静电驱动引起的相对位移以推挽方式变化，利用所述第一探测器和所述第二探测器分别对所述第一亚波长光栅腔和所述第二亚波长光栅腔的谐振频率进行差频检测，实现角速度的解算。
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