摘要
双纵模自偏频激光陀螺作为新型惯性器件，是一种全新的零锁区、全固态、线偏振激光陀螺。克服了激光陀螺固有的闭锁效应，消除由机械抖动产生的随机游走现象等一系列的问题，提升了陀螺仪性能。在实验中发现，激光陀螺出现双纵模自偏频现象的频率范围很窄，在极窄频率范围内实现双纵模激光陀螺的稳频成为自偏频激光陀螺工程化应用的关键。在现有技术基础上，基于FPGA设计双纵模自偏频激光陀螺高精度稳频电路系统，实现激光陀螺双纵模自偏频稳定工作。具体研究内容如下： 1、理论分析了激光陀螺工作原理，基于激光振荡半经典理论，结合激光陀螺谐振腔程长、双同位素配比、增益气体压强等结构参数，研究了双纵模激光陀螺功率调谐特性，获得了激光陀螺的双纵模自偏频稳频工作点； 2、基于小抖动稳频原理，研究了在双纵模条件下，以功率调谐特性曲线的一次谐波分量作为稳频控制相敏误差信号的稳频方案； 3、设计了双纵模稳频电路系统，采用FPGA处理反馈信号并结合PID控制算法进行稳频驱动控制。针对高精度稳频，采用24位高精度ADC器件作为误差采集电路的核心模块。稳频驱动采用低功耗运放及高精度数模转换器件，加强了稳频驱动端的可靠性； 4、搭建高压电源系统、光电转换前置放大电路系统、稳流控制系统、鉴相计数系统实验平台，结合稳频电路系统进行实验验证，通过数据对比，证实双纵模稳频控制技术的可行性。
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