一种棱镜式激光陀螺光强控制系统研究.pdf

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1、第34卷第8期光学学报Vo1．34，No．82014年8月ACTAOPTICASINICAAugust，2014一种棱镜式激光陀螺光强控制系统研究贾惠霞张英敏张琼李刚虎马家君／西安北方捷瑞光电科技有限公司，陕西西安7101i1、＼西北工业大学自动化学院，陕西西安710065／摘要激光陀螺设计时均采用光强控制系统和程长控制系统。依据控制系统理论，建立了棱镜式激光陀螺光强控制系统传递函数。用实验测试的方法建立了环形激光器在光强控制系统中的等效数学模型，通过理论分析和Matlab仿真，能够准确评估激光陀螺光强控制系统的性能，为系统设计提供了理论依据，提

2、高了陀螺性能和调试效率。关键词激光器；棱镜式激光陀螺；光强控制系统；环形激光器数学模型；传递函数；仿真中图分类号TN248文献标识码Adoi：10．3788／A0S2O1434．0814001StudyonaLight-IntensityControlSystemofTotalReflectionPrismLaserGyrosJiaHuixiaZhangYingminZhangQiongLiGanghuMaJiajun，anNorthJieruiOpto—ElectronicsTechnologyCo．，Ltd．，an，Shaanxi710111

3、，China、＼0SchoocofAutomation，NorthwesternPolytechnicafUniversity。an，Shaanxi710065。China／AbstractThelightintensitycontrolsystemandthecavitylengthcontrolsystemareusedinthedesignofthelasergyro．Transferfunctionsofthelightintensitycontrolsystemofprismlasergyrosareestablishedbasedon

4、thetheoryofthecontrolsystem．Theequivalentmathematicalmodeloftheringlaserinthelightintensitycontrolsystemisestablishedbyexperimentsandtests．BasedontheoreticalanalysisandMatlabsimulation，performanceofthelasergyrolightintensitycontrolsystemcanbeevaluatedaccurately．Itofferstheore

5、ticbaseforsystemdesignandimprovesperformanceofthelasergyroanddebuggingefficiency．Keywordslasers；prismlasergyro；lightintensitycontrolsystem；mathematicalmodelofringlaser；transferfunction；simulationOCIScodes140．3370：140．3570：280．34201引言出来。因此要进行光强控制。]，使增益损耗比为棱镜式激光陀螺r1]是一种基于Sagnac

6、效适当的常值，保证只能有一个纵模频率运转。应的敏感载体角位移和角速度的传感器，它的核光强控制系统的主要任务有以下3点：1)通过控制高频激励源的供电电压，使激光器心部件是环形激光器。在激光器增益介质的轮廓内，只能有一个纵模增益曲线稳定。频率运转]。如果增益轮廓过高，增益损耗比过大2)在发生纵模跳变(跳模)时，保证跳模时间足够短。时，相邻的纵模频率有可能进入增益轮廓而与原工作纵模同时振荡，这会使激光陀螺的信号难以检测3)光强控制系统稳定工作时要消除系统静差，收稿Et期：2014—02—11：收到修改稿日期：2014—03—30基金项目：国际科技合作专

7、项(2012DFR70370)作者简介：贾惠霞(1968一)，女，高级工程师，主要从事电子技术和激光陀螺控制系统等方面的研究。E—mail：jhxia0156@sina．corn本文电子版彩色效果请详见中国光学期刊网www．opticsjourna1．net光学学报尽量减小超调量，缩短系统的调节时间。2光强控制原理原子从高能级跃迁到低能级有两种机制]，一种是它的电子自发地从高能级跃迁到低能级regionE，相应地发出光子；第二种机制是原子受到外来图1激光器环路增益曲线光子的激励作用，原子的电子从上能级E跃迁到下Fig．1Curveofthelas

8、erloopgain能级E，同时辐射出第二代光子。处在下能级E的原子数N小于处于上能级的E的原子数N2，即式中。为最大光强，即增益减损耗