非共面腔激光陀螺复杂象散研究及其光阑设计

摘要

基于包括子午和弧矢方向完整的4×4旁轴光线传输矩阵,建立了非共面谐振腔激光陀螺整体环绕传输矩阵.根据该矩阵,计算q参量矩阵,代入实际参量,分析并仿真计算了某型非共面谐振腔环形激光陀螺的复杂象散,得到了光路上任意位置光斑尺寸.实验采用CCD测量了该型激光陀螺输出光不同位置的光斑尺寸,通过多点测量值双曲线拟合的方法得出束腰宽度,仿真计算和实验结果一致.采用高斯光束理论,根据光场分布、光阑尺寸和位置确定衍射损耗,设计出合适的光阑方案,即将光阑设置在束腰位置,其形状为圆形,尺寸与束腰比值为2左右.实验证明该方案保证了该型非共面谐振腔环形激光陀螺单横模工作.