第474章 仿佛很簡單,實際很麻煩

他們可不是自己，開著掛的，氦氖激光器這個時候也還沒有誕生，他們是硬生生通過對于物質特性的分析，做出的這個選擇。

“是的，高總，我們是這樣考慮的，氦氣比熱容低有利于散熱，而氖氣能級高，同時氦原子與氖原子的碰撞，能夠有效提升激光的激發效率，這些都對提高激光功率有好處，從你給的原理上分析，對于提高精度和靈敏度是有好處的。”原研所的同志道。

高振東點點頭：“嗯，而且這兩個東西的密度低，是有利于降低激光陀螺的慣性誤差。而且這是個氣體激光器，這對于激光器的布置是有好處的。”

莫工兩人摸摸腦袋，佩服，自己還在原理上打轉，高總已經直接想到對于成果實體的影響了：“啊，明白了，這個我們還真沒想到。”

高振東對他們的選擇，更感興趣的是他們到底想選哪一條路。

“那對于激光陀螺具體方案的選擇，你們偏向于哪一種？”

原理上，高振東給了好幾種方案，但是和光纖有關的一種都沒提，現在沒有光纖，而且這種應用對于光纖的單模和偏振都有很高的要求，哪怕有了光纖，短時間也達不到能滿足這種要求的程度。

“我們還是想搞有源環形諧振腔，但是具體用哪一種方案，現在還難以抉擇。”莫工他們想得很多也很深。

“說說看。”

“高總工，根據你給的理論，我們進行了計算，果然如你所說，環形雙光束干涉陀螺儀的干涉條紋變化過于微弱，實際上很難應用。”

實際上這個原理倒不是不能用，但是它的使用，必須以光纖器件為前提，因為它的測量靈敏度，是基于被環形光路圍起來的面積的，對于干涉陀螺儀來說，這個面積要求還很大。

“我們用1平米閉環面積，633nm波長，仿真測量地球自轉速度，計算結果標明，在15度/小時的轉速時，其干涉條紋位移僅有1μm多點，實在是很難在系統里判讀，不具備使用意義。”

地球自轉速度說起來還是比較慢的，但是又不是特別的慢，所以這個靈敏度要說夠用，實在是遠遠說不上。

而且1平方米的閉環面積，在沒有光纖組成多圈光路之前，這個面積實在是太大了，基本上意味著該光路尺寸長寬不會小于1米1米，沒有幾樣裝備能裝得下這個玩意。

“嗯，環形激光干涉儀現在條件還不成熟，還沒達到應用條件。”高振東點點頭表示同意。

莫工卻對他的話感到很好奇，這個靈敏度，基本上就意味著徹底告別實際工程應用了，而高總工卻只是說條件不成熟，而沒有判死刑？

也許大佬的想法總是與眾不同吧，莫工沒有停下來問，而是繼續匯報自己的想法。

“至于環形無源諧振腔，我們總覺得高不成低不就，最麻煩的環形諧振腔得搞，但是又因為無源的特性，精度和可靠性等性能都不大好，屬于是好處沒撈著，壞處全占了。”

環形無源諧振腔，就是在一個光學諧振腔（特定結構和尺寸的環形光路）里注入正反兩束激光，然后通過檢測兩束激光在轉動狀態下的振蕩頻差，就能得到轉動的情況。

高振東笑了，莫工這個比喻，還真就是一點兒不差。

環形無源諧振腔的精度取決于空腔帶寬和峰值光強，在空腔帶寬確定的情況下，“無源”這個特性就大大的拖了其后腿，雖然無源不會帶來與有源增益有關的誤差，但是在實際應用上，這個好處完全顯現不出來，被抵消得干干凈凈。

和環形雙光束干涉儀一樣，無源諧振腔結構的激光陀螺儀，同樣是技術條件還不成熟，這東西，也得等光纖技術的發展。

高振東再次點點頭：“嗯，你的分析沒錯，這東西，也不成熟。”

怎么還是不成熟？看來在大佬眼里，就沒有不好的技術，只有不成熟的技術。

還沒等莫工說話，高振東道：“既然想搞有源諧振腔，那說說你們的想法和困難。”

有源諧振腔的基本原理和無源的是一樣的，最大的不同，就是在光路中插入了一個氦氖激光增益管，這個激光管起到發射激光和增益激光的作用，能有效提升光強。

這也是為什么要選用氦氖激光器的原因，這是個透明的氣體激光器，相比于固體激光器，對于光路的改變要小得多，更容易設計諧振腔結構。

而增益管這一點改變，就為激光陀螺儀帶來了非常大的改善，哪怕因此引入了增益方面的誤差，還有頻差閉鎖效應等壞處，但是綜合下來，實際上依然是大大提升了測量的精度。

然而，這一切的背后，代價什么？

“首要問題，是光學諧振腔的材料。這個問題不論是走哪條路，都避不過去。”

光學諧振腔，不是拿玻璃板子圍起來抽個真空就可以的。這里的諧振腔，與激光器的諧振腔是有區別的，是指整個激光陀螺的環形光路。

而莫工摳腦袋的第一件事情就是，拿什么來造這個諧振腔？

高振東一聽反而笑了，這個事情吧，還真就巧了，他恰好知道一個能用來造光學諧振腔的材料，而且正好有人在做。

“這個你不用擔心，我幫你解決。”

“諧振腔材料的特性方面……啊？！”莫工還在說材料的事情，沒想到被高振東一下子把話全捏回去了。

嗯？這就解決了？好歹讓我把話說完吧？你知道我要什么？莫工有一種言猶未盡的強烈不適感。

不過想想這位本來就是搞材料的，就連他搞的第一臺激光器，某種程度上來說也是材料的勝利，那放心了。

“那太好了，是什么材料？”莫工對此有強烈的好奇心。

“你回頭去找東北光學所，就說是我要你去的。他們在搞一種叫熔石英的材料，你找他們要，并且把你的要求告訴他們，請他們配合你做相應的調整。”

熔石英能做光學諧振腔，這話是明明白白寫在激光陀螺儀的書上的。

“好！好！”莫工極為高興，一聽這單位，東北光學所，專業！至于這位高總工怎么知道那兒有這東西，還能肯定這東西自己能用上，那就不是自己能問的了。

“另外一個問題，也是一個共性問題，是氦氖激光器的問題，我們在你的理論基礎上進行過計算，由于穩頻需要，會造成反向模對的鏡像燒孔有重疊，這樣就會出現嚴重的模競爭。”

說人話就是，為了得到更好的測量前置條件做的穩頻操作，會因為正反兩束激光之間的相互作用，導致激光功率（光強）調諧結果嚴重劣化，影響測量。

總之就是，不干這個事情，測不準，干了這個事情，還是測不準，就很難辦。

對于高振東來說，這個問題不大，有解決方案：“用同位素，氦氖激光器中的氖氣，用氖20和氖22的1:1混合氣。”

同位素？莫工的眼睛一下子就亮了起來，還能這么搞？

顧不得高振東當面，他和同事兩人馬上拿出紙筆，在紙上寫寫算算起來。

要說原研所的同志，基本功那是真的扎實，算了一會兒，滿臉驚喜的抬起頭：“高總，你這個辦法絕了！混合氣的峰值增益避開了模對的多普勒中心頻率，模競爭也被避開了！”

計算表明，由于中子數的不同導致的原子量差別，繼而引發的一系列變化，最終用這種混合氣的結果，能避開上述缺陷，卻又不影響穩頻。

莫工可以說是歡欣鼓舞，高總工這里簡直就是寶庫，有問必答，有坑必填。

“高總工，我們想來想去，覺得搞你提到的機械抖動偏頻原理的陀螺比較合適。”

凡是采用有源諧振腔的激光陀螺儀，為了克服頻率閉鎖問題，偏頻是必須的，而具體偏頻的方案，就五花八門了，莫工選擇的，正好是其中看起來最簡單的一種方案。

但是，這只是看起來。

高振東大概能猜到他的想法：“你的考慮，是因為機械抖動偏頻沒有活動光學部件，結構簡單，諧振腔內也沒有任何光學部件，制造相對容易，只需要控制機械抖動臺把整個諧振腔抖起來就行，是吧？”

這是個很有意思的事情，這個原理的激光陀螺是最早實用的，而且性能看起來也曾經保持過領先。

但是我們最早實用的激光陀螺儀，走的卻是另外一條路，并且一直在走那條路，基本沒有搞機械抖動偏頻陀螺儀，至于為什么，高振東估計，和加工技術與控制技術有關。

這個東西原理聽起來簡單，但是具體說到要怎么抖，那就成問題了。

四合院：我邊做科研邊吃瓜 第474章 仿佛很簡單,實際很麻煩