刘健宁
- 作品数：25 被引量：52H指数：5
- 供职机构：西安理工大学机械与精密仪器工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金陕西省教育厅科研计划项目陕西省自然科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信航空宇航科学技术兵器科学与技术机械工程更多>>
- 基于Lamb理论的激光陀螺光强调谐线型研究被引量：2
- 2020年
- He-Ne气体环形激光器是激光陀螺的核心器件。为了避免环形激光器内部与转动方向同、反向的运转模对产生模竞争效应,单纵模工作激光陀螺需要调整增益介质内Ne同位素构成,采取双同位素增益介质。为此,采用Lamb理论和等离子体色散函数,研究增益介质Ne同位素频率分裂、同位素配比、充气压力等因素对环形激光器光强调谐曲线线型的影响。实验上搭建了激光陀螺光强调谐曲线检测实验平台,在Ne20和Ne22充气比例分别为1∶1和7∶3,充气压力为400Pa的条件下,检测环形激光器的光强调谐曲线,验证了理论分析的正确性,该研究为激光陀螺在双纵模频率非对称位置处实现稳频奠定了基础。
- 刘健宁刘玉洁焦明星蒋军彪翁浚郭兰朋
- 关键词：激光光学激光陀螺
- 考虑幅相频畸变的激光惯导圆锥补偿算法设计被引量：1
- 2020年
- 激光惯导系统中角速度测量元件激光陀螺通过抖动轮安装在台体上,从频域角度看,其输出信号与台体真实的运动在幅值和相位存在微小畸变,这种畸变会引起圆锥补偿算法误差。为减弱该误差项,提出一种考虑激光陀螺幅相频特性的圆锥补偿算法的设计方法。在传统圆锥补偿算法的基础上,改进的算法在设计过程中针对激光陀螺的谐振频率,结合惯导系统减振器的设计带宽,采用加权最小二乘的FIR滤波器设计思路,优化圆锥补偿算法的相关系数。最终,仿真试验结果表明在标准圆锥运动环境下采用改进的圆锥补偿算法,相对算法误差由31%减小到0.04%,为高精度激光陀螺惯导系统圆锥补偿算法的优化设计提供了理论支撑。
- 翁浚陈学忠刘健宁
- 关键词：减振器
- 棱镜式激光陀螺光胶表面残余应力影响被引量：4
- 2019年
- 采用有限元分析法,分析棱镜式激光陀螺在光胶区存在划痕条件下及在变温过程中,光胶表面残余应力的产生和放大情况。以熔融石英材料介电张量随应力的变化为出发点,分析应力与陀螺测量值之间的关系。分析结果表明:光胶区划痕产生的应力将在数倍划痕宽度的区域内产生影响,应力造成激光陀螺内振荡光频率分裂及偏振态改变,陀螺闭锁阈值升高,进而影响陀螺的测试精度和工作稳定性。通过陀螺变温测试实验,检测地球自转角速度的天向分量,利用合光光斑形貌和精度曲线稳定性验证理论研究的正确性。
- 刘健宁翁浚鲁政卞肖云
- 关键词：激光光学激光陀螺残余应力应力双折射
- 棱镜式激光陀螺变温实验中多横模干涉研究
- 2022年
- 利用环形激光器模式理论,分析了多横模起振对激光陀螺干涉光斑的影响。结合高、低温下,棱镜式环形谐振腔光路微位移等特点,研究了光阑限模结构对陀螺限模质量稳定性的影响。利用猫眼激光器获得高阶横模单独振荡,研究了不同阶次横模干涉光斑的形貌特征,结合实验中记录到的变温条件下激光陀螺合光光斑,分析棱镜式激光陀螺合光光斑畸化对陀螺正常工作的影响。
- 郭兰朋刘健宁翁浚王超张玉书谢钦彭云丽
- 关键词：激光陀螺
- 被动调Q双腔双频Nd:YAG激光器设计及实验被引量：4
- 2018年
- 为了获得峰值功率高、相干性好、频差大的双频脉冲激光,设计了一种二极管端面抽运被动调Q双腔双频Nd:YAG激光器,该激光器采用共增益T型双驻波腔结构,腔内偏振分光棱镜和半波片组成的双折射滤光片作为激光纵模选择元件,并以Cr4+:YAG晶体作为腔内被动Q开关,使1064nm激光的p分量和s分量分别在直线腔和直角腔内同时以单纵模振荡,从而获得1064nm正交线偏振双频激光脉冲输出。建立了被动调Q双腔Nd:YAG激光器速率方程组,理论分析了双腔脉冲激光输出特性,实验研究了双腔双频脉冲激光的振荡特性和输出特性。实验结果表明:当激光二极管的抽运功率为2.7W时,从直线腔输出的p偏振单频脉冲激光的重复频率、脉冲宽度和峰值功率依次为5.8kHz、42ns和126.4W;从直角腔输出的s偏振单纵模激光脉冲的重复频率、脉冲宽度和峰值功率依次为5.8kHz、40ns和133.6 W。该双频脉冲激光的频差约为10GHz。这种双频脉冲固体激光器在激光干涉测量和相干激光雷达探测等领域具有广阔的应用前景。
- 周叶焦明星连天虹邢俊红刘芸刘健宁
- 关键词：激光器双折射滤光片被动调QCR^4+:YAG晶体
- 全反射棱镜式激光陀螺自适应稳频技术被引量：9
- 2015年
- 针对全反射棱镜式激光陀螺在稳频过程中相敏信号易受噪声干扰的现象,研究了全反射棱镜式激光陀螺自适应稳频技术。理论分析了全反射棱镜式激光陀螺的稳频特性,结合自适应噪声对消原理,建立了全反射棱镜式激光陀螺自适应稳频系统的数学模型。通过硬件电路设计,搭建了基于递归最小二乘算法的自适应稳频控制系统。分别对原有稳频技术与自适应稳频技术进行了实验测试,实验结果表明,自适应稳频能有效消除噪声对相敏信号的干扰,稳频精度提高了近一个数量级,陀螺精度相应提高了60%以上。此分析结果为提高全反射棱镜式激光陀螺的性能提供了重要参考。
- 马家君蒋军彪刘健宁
- 关键词：激光光学稳频自适应滤波
- 棱镜式激光陀螺双纵模自偏频现象研究被引量：3
- 2017年
- 棱镜式激光陀螺处在特殊的双纵模四频振荡状态下,陀螺可以无偏频地检测出地球自转角速度的天向分量,此时闭锁消失,陀螺处于自偏频状态。设计了基于气体密度和折射率控制的棱镜式环形谐振腔模态控制系统,在此基础上搭建自偏频实验平台。实验得出陀螺在自偏频状态下,两纵模的振荡频率位置处在增益曲线两侧,强、弱模式振荡强度之比约为1.4∶1.0等特点。根据激光半经典兰姆理论,建立了激光陀螺双纵模自偏频物理模型,进而推导得出弱模的频率推斥效应是产生自偏频效应的主要因素。此研究成果将为研制新体制自偏频激光陀螺提供参考。
- 刘健宁焦明星马家君连天虹任莉娜
- 关键词：激光陀螺环形谐振腔
- 全反射棱镜式激光陀螺腔长控制过程研究被引量：2
- 2010年
- 针对全反射棱镜式激光陀螺采取的加热腔道气体控制腔长的原理,利用建模软件PRO-E建立分析模型,有限元分析软件Ansys对跳模过程进行热分析,发现并总结影响全反射棱镜式激光陀螺稳定单模工作的因素,并对减少跳模时间和提高加热效率提出了建议。
- 刘健宁刘继芳石顺祥冯喆珺
- 关键词：有限元分析软件ANSYS跳模
- 谐振腔应力对全反射棱镜式激光陀螺输出光强分布特性影响被引量：9
- 2013年
- 在全反射棱镜式激光陀螺中,谐振腔应力的来源较复杂,应力过大将影响陀螺精度。基于棱镜材料在应力作用下介电常数变化,利用琼斯矩阵和弹光效应理论,系统研究了应力双折射效应对陀螺实际输出的影响,计算获得棱镜布儒斯特角位置反射光、透射光的能量场分布,解释了反射光斑中出现干涉条纹的原因。通过改变应力场分布函数,具体模拟棱镜与腔体光胶面内存在均匀梯度应力场、集中点应力场、复杂应力场时棱镜反射光强分布情况。进行相关实验验证了模拟结果的正确性,提出设计了一种工程化的棱镜及相关产品应力检测工装。
- 刘健宁蒋军彪连天虹钟聪何晓莉
- 关键词：相干光学环形激光器
- 数字全息显微术中Zernike表面拟合的相位畸变自动补偿被引量：3
- 2017年
- 数字全息显微技术被广泛应用于微结构样本的三维轮廓测量,然而,显微光路中离轴引入的一次相位畸变和显微物镜引入的二次相位畸变,会使再现像相位出现倾斜和弯曲,无法获得样本的正确三维信息。本文提出了一种Zernike多项式表面拟合的再现像相位畸变补偿方法,将高空间频率分布的薄样本看作是叠加在整个相位畸变上的一个小的扰动,通过Zernike多项式对整个相位表面的拟合,消除了倾斜、离焦、像散、彗差和球差的影响,实现了再现像相位畸变的自动补偿。该方法只需一幅全息图,就可以补偿多项初级像差,执行简单,速度快。以相位光栅为样本,实验验证了该方法的可行性,获得了光栅的正确三维形貌。
- 刘芸焦明星邢俊红刘健宁
