声光耦合优化的SAW陀螺设计：提高精度至2.06°/h

"声表面波陀螺光读出的优化设计" 本文主要探讨的是声表面波(SAW)陀螺仪的光读出机制及其优化设计。声表面波陀螺是一种利用旋转介质中的声波传播特性来测量角速度的传感器。在这种设备中，声表面波在旋转的基片上产生，其传播速度会受到角速度的影响。作者首先分析了旋转介质中SAW陀螺效应，通过理论推导建立了角速度与声波波速之间的关系。 接着，研究了声光耦合现象，即声波与光波之间的相互作用。通过将角速度与波速变化的关系式代入声光衍射效率公式，得到了在声光耦合条件下角速度与衍射效率的关系。这一关系对于优化声光陀螺的性能至关重要，因为它直接影响到陀螺仪的精度和响应。 文章指出，对于耦合效率高的材料，例如铌酸锂晶体，其X切Y传输和Z切Y传输模式在光波损耗不大的情况下，可以实现最高的刻度因子，从而提高陀螺仪的精度。在优化设计后，使用这种结构的声光陀螺精度达到了2.06°/h，相较于传统的SAW陀螺，精度提升了两个数量级。 关键词涵盖了陀螺仪的基本概念、光学设计方法、声表面波技术、声光耦合原理以及结构设计的优化策略。文章通过深入研究和优化，为声表面波陀螺的光读出提供了新的设计思路，对于提升微小型惯性导航系统中陀螺仪的性能具有重要意义。 该研究为声表面波陀螺的性能改进提供了一种有效途径，通过优化声光耦合结构，实现了更高的测量精度，这对于航空、航天、军事以及自动驾驶等领域的高精度导航系统有着广泛的应用前景。同时，该工作也为声光耦合技术在传感器设计中的应用提供了理论支持和实践指导。