激光陀螺反射镜超光滑表面加工技术的研究

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1、激光陀螺反射镜超光滑表面加工技术的研究第８卷第４期２００９年１１月文章编号：１６７４－５５５８（２００９）０２－００５４９导航与控制ＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮＡＮＤＣＯＮＴＲＯＬＶｏＬ８Ｎｏ．４ＮＯＶ．２００９彭勇林王轲（北京航天时代激光导航技术有限责任公司，北京１００１４３）摘要：本文分析了激光陀螺反射镜表面粗糙度对激光陀螺精度的影响，对激光陀螺反射镜超光滑表面加工方法进行了系列改进，显著提高了激光陀螺反射镜超光滑表面加工水平，对激光陀螺研制水平的提高有重要意义。关键词：激光陀螺；锁区；超光滑表ｉｆ７加－ｙ－－中图分类号：Ｕ

2、６６６．１２＋３Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎ文献标识码：ＡＵｌｔｒａ?ｓｍｏｏｔｈＰｏｌｉｓｈｉｎｇａｂｏｕｔＲｅｆｌｅｃｔｏｒｓｏｆＲＬＧＰｅｎｇｙｏｎｇｌｉｎ，ＷａｎｇＫｅ（ＢｅｉｊｉｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＴｉｍｅｓＬａｓｅｒ—————————————————————————————————————————————————————ＩｎｅｒｔｉａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎ９１０００３９）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓａｂｏｕｔＲｅｆｌｅｃｔｏｒｓＲＭＳｆｏｒＲ

3、ＬＧｉｓａｎａｌｙｓｅｄ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｕｌｔｒａ—ｓｍｏｏｔｈｐｏｌｉｓｈｉｎｇｆｏｒＲｅｆｌｅｃｔｏｒｓｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｍｕｃｈ，ａｎｄｔｈｅｕｌｔｒａ－ｓｍｏｏｔｈｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．ＴｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｆＲｅｓｅａｒｃｈＫｅｙｐｏｌｉｓｈｉｎｇｌｅｖｅｌｏｆＲｅｆｌｅｃｔｏｒｓａｎｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅａｂｏｕｔＲＬＧｉｓｖｅｒｙｐｒｏｍｉｎｅｎＬｗｏｒｄｓ：ＲＬＧ；ｌｏｃｋ—ｉｎ；ｕｌｔｒａ－ｓｍｏｏｔｈ?ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ拍频公式…可简化为：Ｕ引舌激光陀螺反射镜是激光陀螺的核

4、心零件，由反枷一万‰ｓｉｎ２ｑｂ暖＝万‰（１）—————————————————————————————————————————————————————射镜表面粗糙度引起的光学腔内背向散射和非均匀损耗是激光陀螺锁区的主要决定因素，影响着激光陀螺的精度。如何提高激光陀螺反射镜超光滑表面加工水平一直是国内外激光陀螺研制的重要内容。本文从分析激光陀螺反射镜表面粗糙度对激光陀螺精度的影响入手，阐述了激光陀螺反射镜超光滑表面加工的一般方法，提出了一般加工方法的缺陷，并对加工方法进行了系列设计改进及实验加工，提高了激光陀螺反射镜超光

5、滑表面加工水平，对激光陀螺研制有重要意义。１式（１）中西为拍频频率，Ｑ为由于陀螺转动、模牵引和模推斥等引入的频差，Ｃ为光速，Ｒ为复合振幅反射系数，＜Ｌ＞为激光陀螺光学腔长，届为平均自饱和系数，０为平均互饱和系数，，０为平均光强。式（１）也称为激光陀螺的锁定方程，其中陀螺闭锁阈值吼为下式：（２）根据薄膜理论，可近似认为激光陀螺反射镜上镀制的高反膜是复制反射镜基底的表面微观形貌【２１（由薄膜理论知，事实上镀制的薄膜会对反射镜基底的表面微观形貌有放大效应），考虑激光陀螺反射镜反射率在９９．９％以上，由反射镜基底激光陀螺反射镜表

6、面粗糙度对激光陀螺的影响—————————————————————————————————————————————————————在考虑激光陀螺闪烁效应的情况下，激光陀螺收稿日期：２００９－０９修订日期：２００９－０１１作者简介：彭勇林，男，工程师。测控技术与仪器专业，从事激光陀螺设计及加工工艺方面的研究。通信地址：北京市海淀区采石路Ｉ号院５里２４号楼（１００１４３）万方数据?６２?导航与控制２００９年第４期表面粗糙度所造成的散射Ｒ。可近似为：Ｒｓ＝（等）‘（３）式（３）中盯为表面粗糙度均方根值，Ａ为入射光波长。由式（３

7、）可将激光陀螺反射镜背向散射系数ｒ简化为：ｒ＝ｋｏ＂（４）式（４）中ｋ为与波长及散射方向等相关的系数。?式（２）中复合振幅反射系数尺是和背向散射系数和非均匀损耗相关的项，不考虑非均匀损耗时，Ｒ值如下：Ｒ—ｒ（５）将式（４），式（５）代入式（２）中，陀螺锁区阈值为：—————————————————————————————————————————————————————（６）机抖激光陀螺时间Ｔ内的随机误差标准差骁＝万‰盯Ｄ川为：广—广盯ｎ２砬√赢（７）式（７）中Ｋ为激光陀螺比例因子，亿为激光陀螺抖动最大角速度。将式（６）代

8、入式（７）中，机抖激光陀螺时间Ｔ内的随机误差标准差盯ｎ表达式如下：％２了６可而√历瓦¨）…万‰压（８）由式（８）陀螺随机误差标准差矿ｎ公式可知，基片的表面粗糙度盯，对激光陀螺精度影响很大，激光陀螺反射镜超光滑表面粗糙度导致的激光陀螺的背向散射是激光陀螺锁区的主要影响因素，决定激光陀螺的精度。如何提高激光陀螺反射镜超光