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激光陀螺是捷联式惯导系统的理想器件,目前已经得到了广泛的应用。四频差动激光陀螺是新一代激光陀螺的代表,其核心器件是工作原理为法拉第效应的法拉第偏频器。四频差动激光陀螺对工作器件的要求很高,而目前国内针对这种激光陀螺精度提高的研究大多集中在谐振腔的特性上,很少涉及法拉第偏频器性能的影响,因此为了进一步激光陀螺的精度,有必要对法拉第偏频器的内部特性进行研究。 本论文针对用于法拉第偏频器的磁光介质的光学均匀性及磁光温度特性两方面工作展开,取得的主要研究成果如下: (1)提出了一种基于激光谐振腔理论的光学均匀性测量方法,并给出了理论模型。借助激光谐振腔,将磁光介质的折射率微差值转化为频差信号进行测量。利用此方法对两块样品介质进行了测量,凭借现有的实验设备,实现了样品光学均匀性10-5量级精度的测量。对实验结果做了详细的误差分析并对影响实验结果的因素进行了讨论。若借助于更高分辨率的F-P扫描干涉仪,用此方法可以实现光学均匀性10-6以上量级精度的测量,与全息干涉法相比,测量精度可以提高两个数量级以上,完全可以满足激光陀螺对于法拉第偏频器磁光介质光学均匀性的测量需要。 (2)设计并搭建了一套小型的温控装置,完成了对Tb20顺磁性铽玻璃样品在293K~343K范围内本征旋转角和法拉第旋转角随温度变化特性的测量。实验观察到顺磁性铽玻璃的本征旋转具有随温度升高而升高的现象,并给出了解释。在部分温度区间内样品的费尔德常数随温度升高而降低的现象验证了刘公强等关于顺磁性物质费尔德常数的理论模型。同时,实验发现铽玻璃样品的费尔德常数在333K以上时会出现反弹,与该理论模型不符,有待于进一步研究。从实验结果可以看出,铽玻璃样品的费尔德常数在333K时比293K时减小了近20%,则当其作为法拉第偏频介质时,必须进行温度补偿。 (3)分别定量计算了用于法拉第偏频器的磁光介质的光学均匀性与温度特性对于四频差动激光陀螺输出结果的影响。结果显示,这两方面的特性都会对激光陀螺的精度造成影响,而温度的影响则更加严重。因此,选择优质特性的法拉第偏频介质对于激光陀螺精度的提高至关重要,并且还要针对具体的磁光介质进行严格的温度补偿。