[go: up one dir, main page]

RU2630533C1 - Method of compensating for thermal bending and deformation of laser gyroscope monoblock optical channels - Google Patents

Method of compensating for thermal bending and deformation of laser gyroscope monoblock optical channels Download PDF

Info

Publication number
RU2630533C1
RU2630533C1 RU2016113168A RU2016113168A RU2630533C1 RU 2630533 C1 RU2630533 C1 RU 2630533C1 RU 2016113168 A RU2016113168 A RU 2016113168A RU 2016113168 A RU2016113168 A RU 2016113168A RU 2630533 C1 RU2630533 C1 RU 2630533C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
monoblock
optical channels
optical
metal base
deformation
Prior art date
Application number
RU2016113168A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Александрович Ус
Сергей Павлович Задорожний
Александр Александрович Авершин
Оксана Николаевна Склярова
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2016113168A priority Critical patent/RU2630533C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2630533C1 publication Critical patent/RU2630533C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/58Turn-sensitive devices without moving masses
    • G01C19/64Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
    • G01C19/66Ring laser gyrometers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method of compensating for the thermal bending and deformation of optical channels of a polygonal laser gyroscope monoblock is based on the installation of an optically transparent monoblock, the operating mode of which is achieved using a micro-power semiconductor laser diode equipped with, at least, one Peltier element for the thermostabilisation of the radiation regime of a laser diode located inside the optical circuit, formed by a set of optical laser gyroscope channels, on a metal base with functions on cooling radiator. At the same time, at the base of the monoblock, special grooves of a given depth and geometry are created, but not interlocked with the optical channels, which, prior to mounting, are filled with heat-conducting paste to the level of contact with the metal base and provide a zone equalization of the temperature gradient in the working zones from the source of local heating - the Peltier element. The thermal conductivity of the paste should be several times higher than that of the metal base, which compensates for the thermal imbalance of the working zones of the optical channels in the amount equal to the number of created slots.
EFFECT: compensation of thermal bending and deformation of optical channels of a polygonal laser gyroscope monoblock and ensuring its operability at high and low ambient temperatures.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области лазерной техники и может быть использовано при создании навигационных систем, в частности в бесплатформенных инерциальных навигационных системах.The invention relates to the field of laser technology and can be used to create navigation systems, in particular in strapdown inertial navigation systems.

Известно техническое решение, разработанное американской фирмой «Honeywell» (Горенштейн И.А., Шульман И.А. Инерциальные навигационные системы. Под редакцией канд. техн. наук И.А. Горенштейна. – М.: Машиностроение, 1970, с. 161-230). Конструктивно система содержит корпус, аноды, зеркала с высокой отражательной способностью, цилиндрические каналы, катод, диафрагму, полупрозрачное зеркало, призму. Корпус прибора - монолитный многоугольный блок из плавленого кварца в виде двенадцатиугольника с неправильными сторонами, в котором просверлены цилиндрические каналы. Оси этих каналов лежат в одной плоскости и образуют равносторонний треугольник, в вершинах которого расположены зеркала.A technical solution is known, developed by the American company Honeywell (I. Gorenstein, I. A. Shulman. Inertial navigation systems. Edited by I. A. Gorenstein, Candidate of Technical Sciences. - M.: Mechanical Engineering, 1970, p. 161 -230). Structurally, the system contains a housing, anodes, mirrors with high reflectivity, cylindrical channels, a cathode, a diaphragm, a translucent mirror, a prism. The casing of the device is a monolithic polygonal block of fused quartz in the form of a twelveagon with irregular sides, in which cylindrical channels are drilled. The axes of these channels lie in the same plane and form an equilateral triangle, at the vertices of which there are mirrors.

Моноблок монтируется по всей плоскости на металлическое основание с функциями радиатора охлаждения для создания датчика угловых скоростей инерциальной навигационной системы. Для улучшения теплопроводности на поверхность радиатора в зоне сопряжения с моноблоком может наноситься теплопроводная паста.The monoblock is mounted across the entire plane on a metal base with the functions of a cooling radiator to create an angular velocity sensor for an inertial navigation system. To improve thermal conductivity, a heat-conducting paste can be applied to the surface of the radiator in the interface zone with the monoblock.

Недостаток. Так как корпус прибора выполнен в виде двенадцатиугольника с неправильными сторонами, возникает существенная температурная погрешность из-за неравномерного нагрева от источника излучения, заключающаяся в неравномерном изменении длин и диаметра оптических каналов, приводящих к изгибу и деформации оптических каналов. Это приводит к существенному сужению диапазона его работоспособности при высоких и низких температурах окружающей среды.Disadvantage. Since the casing of the device is made in the form of a hexagon with irregular sides, a significant temperature error arises due to uneven heating from the radiation source, which consists in an uneven change in the length and diameter of the optical channels, leading to bending and deformation of the optical channels. This leads to a significant narrowing of the range of its performance at high and low ambient temperatures.

Применение общего радиатора охлаждения по известной схеме не решает указанной проблемы.The use of a common cooling radiator according to a known scheme does not solve this problem.

Наиболее близким к заявляемому устройству является моноблочная конструкция лазерного гироскопа (Заявка на изобретение РФ №2014154547 от 31.12.2014, МПК: G01С 19/66, заявитель: ОАО «Научно-производственный комплекс «ЭЛАРА» имени Г.А. Ильенко» (г. Чебоксары), Российская Федерация (RU).Closest to the claimed device is a monoblock design of a laser gyroscope (Application for invention of the Russian Federation No. 2014154547 dated 12/31/2014, IPC: G01C 19/66, applicant: OJSC ELARA Scientific and Production Complex named after G. Ilyenko (g. Cheboksary), Russian Federation (RU).

Сборочный чертеж моноблочного лазерного гироскопа приведен на фиг. 1. Здесь приняты следующие обозначения:An assembly drawing of a monoblock laser gyro is shown in FIG. 1. The following notation is accepted here:

1 - многоугольный моноблок в виде основания;1 - polygonal monoblock in the form of a base;

2 - оптические каналы;2 - optical channels;

3 - зеркало полного отражения лучистой энергии;3 - mirror full reflection of radiant energy;

4 - полупрозрачное зеркало в виде интерференционного4 - a translucent mirror in the form of an interference

преобразователя;converter;

5 - источник оптического излучения - полупроводниковый лазер;5 - a source of optical radiation - a semiconductor laser;

6 - внешний оптический резонатор;6 - external optical resonator;

7 - светоотражающее покрытие;7 - reflective coating;

8 - оптически прозрачное отверстие внешнего оптического резонатора;8 - optically transparent hole of the external optical resonator;

9 - продольный оптический канал внешнего оптического резонатора;9 is a longitudinal optical channel of an external optical resonator;

10 - термоэлектрический модуль с радиатором и элементом Пельтье;10 - thermoelectric module with a radiator and a Peltier element;

11 - геометрический центр оптического моноблока;11 is the geometric center of the optical monoblock;

12 - равносторонний правильный шестиугольник;12 - equilateral regular hexagon;

13 - торец шестиугольника моноблока;13 - end face of the monoblock hexagon;

14 - крепежный элемент;14 - a fixing element;

15 - втулка;15 - sleeve;

16 - прижимные элементы;16 - clamping elements;

17 - периферия моноблока;17 - the periphery of the monoblock;

18 - юстировочное приспособление;18 - adjustment device;

19 - втулка крепления моноблока к металлическому19 - sleeve for mounting a monoblock to a metal

основанию/радиатору.base / radiator.

Лазерный гироскоп содержит многоугольный оптически прозрачный моноблок 1 со сформированными оптическими каналами 2, схему оптической обвязки 3, 4 для реализации эффекта Саньяка и съема информации об угловой скорости объекта 4, причем в качестве источника оптического излучения в конструкцию включен микромощный полупроводниковый лазерный диод 5. Конструктивно источник оптического излучения выполнен в виде термоэлектрического модуля 10, состоящего из внешнего радиатора и по меньшей мере одного элемента Пельтье, расположен в геометрическом центре оптического моноблока 1. Фактически, термоэлектрический модуль 10 является и источником нагрева моноблока, расположенным внутри оптического контура, образованного совокупностью оптических каналов 2 лазерного гироскопа. Такое конструктивное решение обеспечивает линейное температурное расширение от центра к периферии по всему объему моноблока, что исключает при малых температурных градиентах существенный изгиб и деформацию каналов моноблока и оптической обвязки: системы зеркал 3 и интерференционного преобразователя 4. В этом случае изменение внутреннего диаметра оптического канала не превышает 25-30% и не влияет на искажение оптических потоков, что обеспечивает нормальный режим оптического гироскопа.The laser gyroscope contains a polygonal optically transparent monoblock 1 with formed optical channels 2, an optical strapping circuit 3, 4 for implementing the Sagnac effect and taking information about the angular velocity of object 4, and a micropowerful semiconductor laser diode 5 is included in the design as a source of radiation. Structurally, the source optical radiation is made in the form of a thermoelectric module 10, consisting of an external radiator and at least one Peltier element, located geometrically optical center monoblock 1. In fact, the thermoelectric module 10 and heat source is the monoblock located inside the optical circuit formed by plurality of optical channels 2 laser gyro. Such a constructive solution provides linear thermal expansion from the center to the periphery over the entire volume of the monoblock, which eliminates significant bending and deformation of the channels of the monoblock and optical strapping at small temperature gradients: a system of mirrors 3 and interference converter 4. In this case, the change in the internal diameter of the optical channel does not exceed 25-30% and does not affect the distortion of optical flows, which ensures the normal mode of the optical gyroscope.

В моноблоке предусмотрена возможность его монтажа с помощью втулок крепления 19 на металлическое основание 20 по всей плоскости с функциями общего радиатора охлаждения, входящего в состав датчика угловых скоростей инерциальной навигационной системы. Для улучшения теплопроводности на поверхность радиатора в зоне сопряжения с моноблоком может наноситься теплопроводная паста 21.The monoblock provides for the possibility of its installation using the mounting bushings 19 on a metal base 20 over the entire plane with the functions of a common cooling radiator, which is part of the angular velocity sensor of the inertial navigation system. To improve thermal conductivity, a heat-conducting paste 21 can be applied to the surface of the radiator in the interface zone with the monoblock.

Обобщенная схема моноблочного лазерного гироскопа с точки зрения распределения температурных полей в конструкции прототипа представлена на фиг. 2. Здесь моноблок 1 размещен на металлическом основании 20 с функциями радиатора охлаждения. Термоэлектрический модуль с радиатором и элементом Пельтье представлен как элемент 10. Для улучшения теплопроводности на поверхность радиатора в зоне сопряжения с моноблоком наносится теплопроводная паста 21. В силу того, что и материал моноблока 1 (органическое стекло) и материал основания 20 (металл) обладают линейными коэффициентами теплопроводности, то середины оптических каналов 2 и их концы от источника нагрева находятся на разном удалении, что приводит к появлению существенного температурного градиента при работе в широком диапазоне температур и негативным последствиям для оптических каналов.A generalized diagram of a monoblock laser gyro from the point of view of the distribution of temperature fields in the design of the prototype is presented in FIG. 2. Here, the monoblock 1 is placed on a metal base 20 with the functions of a cooling radiator. A thermoelectric module with a radiator and a Peltier element is presented as element 10. To improve thermal conductivity, a heat-conducting paste 21 is applied to the surface of the radiator in the interface with the monoblock. Due to the fact that both the material of monoblock 1 (organic glass) and the base material 20 (metal) have linear thermal conductivity, then the middle of the optical channels 2 and their ends from the heat source are at different distances, which leads to the appearance of a significant temperature gradient when operating in a wide range e temperatures and negative effects on optical channels.

Недостаток. При существенных температурных градиентах, которые проявляются при работе лазерного гироскопа в широком диапазоне температур, возникает существенная разность температур в середине и на краях оптических каналов оптического контура. Это приводит к тепловому изгибу и деформации оптических каналов, превышающих 30% и, как следствие, возникновению нарушения условий распространения оптических потоков, приводящих к появлению эффекта Саньяка за счет дополнительных переотражений в каждом оптическом канале.Disadvantage. With significant temperature gradients that occur when the laser gyro is operating in a wide temperature range, a significant temperature difference occurs in the middle and at the edges of the optical channels of the optical circuit. This leads to thermal bending and deformation of the optical channels in excess of 30% and, as a result, the violation of the conditions for the propagation of optical flows, leading to the appearance of the Sagnac effect due to additional reflections in each optical channel.

Применение общего радиатора охлаждения по известной схеме не решает указанной проблемы.The use of a common cooling radiator according to a known scheme does not solve this problem.

Технический результат изобретения состоит в разработке способа компенсации теплового изгиба и деформации оптических каналов моноблока лазерного гироскопа и обеспечение его работоспособности при высоких и низких температурах окружающей среды.The technical result of the invention is to develop a method of compensating for thermal bending and deformation of the optical channels of a monoblock laser gyroscope and ensuring its operability at high and low ambient temperatures.

Технический результат достигается тем, что многоугольный моноблок лазерного гироскопа монтируется на металлическое основание с функциями общего радиатора охлаждения. Рабочий режим моноблока обеспечивается применением микромощного полупроводникового лазерного диода, снабженного по крайне мере одним элементом Пельтье для термостабилизации режима излучения лазерного диода. При этом микромощный полупроводниковый лазерный диод является термоэлектрическим модулем и источником нагрева моноблока. В конструктивном плане источник нагрева фактически размещен внутри оптического контура, образованного совокупностью оптических каналов лазерного гироскопа, а сам моноблок, с целью улучшения температурного режима устройства, монтируется на металлическое основание. В первом приближении источник нагрева расположен симметрично относительно оптических каналов оптического контура моноблока.The technical result is achieved in that the polygonal monoblock of the laser gyroscope is mounted on a metal base with the functions of a common cooling radiator. The operating mode of the monoblock is ensured by the use of a micropowerful semiconductor laser diode equipped with at least one Peltier element for thermal stabilization of the radiation mode of the laser diode. At the same time, a micropowerful semiconductor laser diode is a thermoelectric module and a monoblock heating source. In constructive terms, the heating source is actually located inside the optical circuit formed by the set of optical channels of the laser gyroscope, and the monoblock itself, in order to improve the temperature regime of the device, is mounted on a metal base. In a first approximation, the heating source is located symmetrically relative to the optical channels of the optical circuit of the monoblock.

При запуске устройства микромощный полупроводниковый лазерный диод при рабочих мощностях излучателя 100-250 мВт отдает определенное количество тепла моноблоку, выполненному, например, из органического стекла, с открытыми негерметичными оптическими каналами. Для обеспечения компенсации температурного разбаланса рабочих зон оптических каналов моноблока, а фактически - компенсации теплового изгиба и деформации оптических каналов моноблока, в основании моноблока создаются, в количестве не менее двух на оптический канал, специальные пазы заданной глубины и геометрии, но не смыкающиеся с оптическими каналами. Перед монтажом данные пазы заполняются теплопроводной пастой до уровня контакта с металлическим основанием. Данное техническое решение обеспечивает зональное выравнивание градиента температуры в рабочих зонах от источника локального нагрева - элемента Пельтье микромощного полупроводникового лазерного диода. При этом теплопроводность пасты должна быть в несколько раз выше, чем у металлического основания, что обеспечит создание требуемого градиента температуры в зоне компенсации по отношении к локальному источнику нагрева.When starting up the device, a micropowerful semiconductor laser diode at a working emitter power of 100-250 mW gives a certain amount of heat to a monoblock made, for example, of organic glass with open leaky optical channels. To ensure compensation for the temperature imbalance of the working zones of the optical channels of the monoblock, and in fact, compensation of thermal bending and deformation of the optical channels of the monoblock, special grooves of a given depth and geometry, but not interlocking with the optical channels, are created in the base of the monoblock, in an amount of at least two per optical channel . Before installation, these grooves are filled with heat-conducting paste to the level of contact with the metal base. This technical solution provides zonal alignment of the temperature gradient in the working areas from the local heating source - the Peltier element of a micropowerful semiconductor laser diode. In this case, the thermal conductivity of the paste should be several times higher than that of the metal base, which will ensure the creation of the required temperature gradient in the compensation zone in relation to the local heating source.

Общими для заявляемого способа и прототипа являются следующие признаки:Common to the proposed method and prototype are the following features:

- моноблок лазерного гироскопа с оптическим контуром, сформированным по крайней мере тремя оптическими каналами;- a monoblock laser gyro with an optical circuit formed by at least three optical channels;

- источником тепла для моноблока является микромощный полупроводниковый лазерный диод, снабженный по крайне мере одним элементом Пельтье для термостабилизации режима излучения лазерного диода;- the heat source for the monoblock is a micropowerful semiconductor laser diode equipped with at least one Peltier element for thermal stabilization of the radiation mode of the laser diode;

- источник тепла конструктивно находится внутри оптического контура, образованного совокупностью оптических каналов;- the heat source is structurally located inside the optical circuit formed by a set of optical channels;

- для облегчения температурного режима оптически прозрачного моноблока его монтируют на металлическое основание с функциями общего радиатора охлаждения.- to facilitate the temperature regime of the optically transparent monoblock, it is mounted on a metal base with the functions of a common cooling radiator.

Отличительными от прототипа являются следующие признаки:Distinctive from the prototype are the following features:

- в основании моноблока создаются, в количестве не менее двух на оптический канал, специальные пазы заданной глубины и геометрии;- at the base of the candy bar are created, in an amount of at least two per optical channel, special grooves of a given depth and geometry;

- данные пазы не смыкаются с оптическими каналами;- these grooves do not close with optical channels;

- перед монтажом сформированные пазы заполняются теплопроводной пастой до уровня контакта с металлическим основанием, обеспечивая тем самым зональное выравнивание градиента температуры в рабочих зонах от источника локального нагрева - элемента Пельтье;- before installation, the formed grooves are filled with heat-conducting paste to the level of contact with the metal base, thereby ensuring zonal alignment of the temperature gradient in the working areas from the local heating source - the Peltier element;

- теплопроводность пасты должна быть в несколько раз выше, чем у металлического основания, что обеспечивает компенсацию температурного разбаланса рабочих зон оптических каналов в количестве, равном количеству созданных пазов.- the thermal conductivity of the paste should be several times higher than that of the metal base, which provides compensation for the temperature imbalance of the working areas of the optical channels in an amount equal to the number of grooves created.

Сущность способа, его реализуемость и возможность промышленного применения поясняется обобщенной схемой моноблочного лазерного гироскопа, отражающей распределение температурных полей в конструкции, представленной на фиг. 3.The essence of the method, its feasibility and the possibility of industrial application is illustrated by the generalized scheme of a monoblock laser gyroscope, which reflects the distribution of temperature fields in the design shown in FIG. 3.

Многоугольный моноблок 1 лазерного гироскопа монтируется на металлическое основание 20 с функциями общего радиатора охлаждения. Рабочий режим моноблока обеспечивается применением микромощного полупроводникового лазерного диода, снабженного по крайне мере одним элементом Пельтье для термостабилизации режима излучения лазерного диода и являющегося термоэлектрическим модулем 10. В конструктивном плане источник нагрева фактически размещен внутри оптического контура, образованного совокупностью оптических каналов 2 лазерного гироскопа. В первом приближении источник нагрева 10 расположен симметрично относительно оптических каналов 2 оптического контура моноблока 1.The polygonal monoblock 1 of the laser gyroscope is mounted on a metal base 20 with the functions of a common cooling radiator. The operating mode of the monoblock is ensured by the use of a micropowerful semiconductor laser diode equipped with at least one Peltier element for thermostabilization of the radiation mode of the laser diode and which is a thermoelectric module 10. In terms of design, the heating source is actually located inside the optical circuit formed by the set of optical channels 2 of the laser gyroscope. In a first approximation, the heating source 10 is located symmetrically relative to the optical channels 2 of the optical circuit of the monoblock 1.

При запуске устройства микромощный полупроводниковый лазерный диод при рабочих мощностях излучателя 100-250 мВт отдает определенное количество тепла моноблоку 1, выполненному, например, из органического стекла (марки СО-120-К ГОСТ 10667-90), с открытыми негерметичными оптическими каналами 2. Для обеспечения компенсации температурного разбаланса рабочих зон оптических каналов 2 моноблока 1, а фактически - компенсации теплового изгиба и деформации оптических каналов 2 моноблока 1, в основании моноблока 1 создаются, в количестве не менее двух на оптический канал, специальные пазы заданной глубины и геометрии, но не смыкающиеся с оптическими каналами 2. Перед монтажом данные пазы заполняются теплопроводной пастой, например, типа КПТ-8 ГОСТ 19783-74, до уровня контакта с металлическим основанием, изготовленного, например, из сплавов АЛ-2-АЛ-8. Данное техническое решение обеспечивает зональное выравнивание градиента температуры в рабочих зонах от источника локального нагрева - элемента Пельтье микромощного полупроводникового лазерного диода. При этом теплопроводность пасты должна быть в несколько раз выше, чем у металлического основания, что обеспечит создание требуемого градиента температуры в зоне компенсации по отношению к локальному источнику нагрева.When the device is started, a micropowerful semiconductor laser diode with a working emitter power of 100-250 mW gives a certain amount of heat to a monoblock 1, made, for example, of organic glass (grade СО-120-К GOST 10667-90), with open leaky optical channels 2. For providing compensation for the temperature imbalance of the working zones of the optical channels 2 of the monoblock 1, and in fact - compensation of thermal bending and deformation of the optical channels 2 of the monoblock 1, at the base of the monoblock 1 are created, in an amount of at least two per optical esk channel, special grooves of a given depth and geometry, but not interlocking with optical channels 2. Before installation, these grooves are filled with heat-conducting paste, for example, type KPT-8 GOST 19783-74, to the level of contact with a metal base made, for example, of alloys AL-2-AL-8. This technical solution provides zonal alignment of the temperature gradient in the working areas from the local heating source - the Peltier element of a micropowerful semiconductor laser diode. In this case, the thermal conductivity of the paste should be several times higher than that of the metal base, which will ensure the creation of the required temperature gradient in the compensation zone with respect to the local heating source.

Техническое решение, положенное в основу способа, явным образом не следует из уровня техники. Кроме того, в процессе патентного поиска не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного способа.The technical solution underlying the method does not explicitly follow from the prior art. In addition, in the process of patent search did not reveal technical solutions having features that match the distinctive features of the claimed method.

Заявленный способ имеет существенные отличия от наиболее близких аналогов и удовлетворяет критерию патентоспособности изобретения - «новизна».The claimed method has significant differences from the closest analogues and meets the criterion of patentability of the invention - "novelty."

Заявленный способ технически осуществим и промышленно реализуем на приборостроительном предприятии. Проведенные испытания подтверждают достижение заявленного технического результата разработанного способа - компенсации теплового изгиба и деформации оптических каналов моноблока лазерного гироскопа и обеспечение его работоспособности при высоких и низких температурах окружающей среды.The claimed method is technically feasible and industrially implemented at the instrument-making enterprise. The tests carried out confirm the achievement of the claimed technical result of the developed method - compensation of thermal bending and deformation of the optical channels of the monoblock laser gyroscope and ensuring its operability at high and low ambient temperatures.

В связи с изложенным материалы заявки на предлагаемое изобретение соответствует критериям патентоспособности и промышленной применимости.In connection with the above materials of the application for the proposed invention meets the criteria of patentability and industrial applicability.

Claims (1)

Способ компенсации теплового изгиба и деформации оптических каналов многоугольного моноблока лазерного гироскопа базируется на монтаже оптически прозрачного моноблока, рабочий режим которого достигается использованием микромощного полупроводникового лазерного диода, снабженного по крайне мере одним элементом Пельтье для термостабилизации режима излучения лазерного диода, размещенного внутри оптического контура, образованного совокупностью оптических каналов лазерного гироскопа, на металлическом основании с функциями общего радиатора охлаждения, отличается тем, что в основании моноблока создаются, в количестве не менее двух на оптический канал, специальные пазы заданной глубины и геометрии, но не смыкающиеся с оптическими каналами, которые перед монтажом заполняются теплопроводной пастой до уровня контакта с металлическим основанием и обеспечивают зональное выравнивание градиента температуры в рабочих зонах от источника локального нагрева - элемента Пельтье, при этом теплопроводность пасты должна быть в несколько раз выше, чем у металлического основания, что обеспечивает компенсацию температурного разбаланса рабочих зон оптических каналов в количестве, равном количеству созданных пазов.The method of compensating for the thermal bending and deformation of the optical channels of a polygonal monoblock laser gyroscope is based on the installation of an optically transparent monoblock, the operating mode of which is achieved using a micropowerful semiconductor laser diode equipped with at least one Peltier element for thermal stabilization of the radiation mode of the laser diode located inside the optical circuit formed by optical channels of a laser gyro, on a metal base with the functions of a common p cooling radiator, characterized in that at the base of the monoblock, at least two per optical channel are created, special grooves of a given depth and geometry, but not interlocking with the optical channels, which before installation are filled with heat-conducting paste to the level of contact with the metal base and provide zonal equalization of the temperature gradient in the working areas from the local heating source - the Peltier element, while the thermal conductivity of the paste should be several times higher than that of the metal base, h This provides compensation for the temperature imbalance of the working zones of the optical channels in an amount equal to the number of grooves created.
RU2016113168A 2016-04-06 2016-04-06 Method of compensating for thermal bending and deformation of laser gyroscope monoblock optical channels RU2630533C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016113168A RU2630533C1 (en) 2016-04-06 2016-04-06 Method of compensating for thermal bending and deformation of laser gyroscope monoblock optical channels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016113168A RU2630533C1 (en) 2016-04-06 2016-04-06 Method of compensating for thermal bending and deformation of laser gyroscope monoblock optical channels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2630533C1 true RU2630533C1 (en) 2017-09-11

Family

ID=59893955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016113168A RU2630533C1 (en) 2016-04-06 2016-04-06 Method of compensating for thermal bending and deformation of laser gyroscope monoblock optical channels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2630533C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4411527A (en) * 1981-06-29 1983-10-25 The Singer Company Ring laser gyroscope with compensation
US5131751A (en) * 1990-04-26 1992-07-21 Allied-Signal Inc. Ring laser gyro cavity length controller, frame compression
EP2574879A2 (en) * 2011-09-30 2013-04-03 Honeywell International Inc. Systems and methods for thermal gradient compensation for ring laser gyroscopes
RU2507482C2 (en) * 2011-12-23 2014-02-20 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Laser gyroscope

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4411527A (en) * 1981-06-29 1983-10-25 The Singer Company Ring laser gyroscope with compensation
US5131751A (en) * 1990-04-26 1992-07-21 Allied-Signal Inc. Ring laser gyro cavity length controller, frame compression
EP2574879A2 (en) * 2011-09-30 2013-04-03 Honeywell International Inc. Systems and methods for thermal gradient compensation for ring laser gyroscopes
RU2507482C2 (en) * 2011-12-23 2014-02-20 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Laser gyroscope

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Świerad et al. Ultra-stable clock laser system development towards space applications
Niebauer et al. Frequency stability measurements on polarization-stabilized He–Ne lasers
Krebs et al. Compact, passively Q-switched Nd: YAG laser for the MESSENGER mission to Mercury
Rodloff A laser gyro with optimized resonator geometry
RU2582900C1 (en) Laser gyroscope
Chopra Ring laser gyroscopes
RU2630533C1 (en) Method of compensating for thermal bending and deformation of laser gyroscope monoblock optical channels
RU2630531C1 (en) Method of compensating for thermal bending and deformation of laser gyroscope monoblock optical channels
Fernández et al. Affordable medium-finesse optical cavity for diode laser stabilization
EP3841643A2 (en) Grating stabilized diode laser
CN110702090B (en) High-precision lock-zone-free laser gyro device and method
Preston et al. Next-generation hollow retroreflectors for lunar laser ranging
Yoshino et al. Temperature characteristics and stabilization of orthogonal polarization two-frequency Nd3+: YAG microchip lasers
Azarova et al. Effect of Unequal Intensities of Counter-Propagating Waves on the Frequency Response of Laser Gyroscopes
Kolbas et al. The nonmagnetic component of the zero bias of a Zeeman laser gyroscope
Azarova et al. Frequency response of laser gyroscopes in a wide range of rotation velocities
RU2688860C1 (en) Parametric light generator
RU2340873C1 (en) Fibre-optic laser gyroscope
Barr Laser manufacturing: strategies for dealing with the challenges
Matus et al. The optical frequency standards for the realization of the meter
Fan et al. Comprehensive Investigation of Fundamental Mode Profiles in Monolithic Nonplanar Ring Oscillators
CN104697663B (en) Fiber temperature sensing system based on silicon substrate G T chambers
Allen et al. Low-cost fiber optic gyro for land navigation
de Sousa et al. Microchip Laser for Time of Flight Rangefinder and Lidar
Wu et al. The non-planar single-frequency ring laser with variable output coupling

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190407