专利名称：激光陀螺复合式新型槽片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及激光陀螺的控制元件，特别是适用于激光陀螺的程长控制、光路控制及锁区控制的复合式新型槽片。
背景技术：
由于激光陀螺对腔长的稳定性要求极高，使得激光陀螺研究单位和生产厂家几乎都无一例外地选用具有极低热膨胀系数的微晶玻璃作为陀螺腔体材料，而且，所有实用的激光陀螺还要配置能主动进行腔长控制的程长控制镜。在制备激光陀螺时，反射镜与陀螺腔体之间是采用光胶结合，作为光反射镜的基片材料，其热膨胀系数应与腔体的材料尽量一致，故用微晶玻璃制作反射镜基片材料应该是最理想的选择。但是，微晶玻璃材质所固有的不均匀性，使其加工表面的粗糙度很难做到高水准，因此在高精度激光陀螺中目前很少采用。熔石英玻璃，热膨胀系数很小，与微晶玻璃腔体材料的热膨胀系数接近，而且其材质具有非常好的均匀性及较高的硬度等优点，容易加工出表面粗糙度极低的超光滑表面，完全能满足高精度激光陀螺对反射镜基片表面粗糙度的高要求，因此，熔石英玻璃一直都是目前制作高精度激光陀螺高质量反射镜的主要基片材料。然而，目前用熔石英玻璃材料制造反射镜槽片仍存在以下问题1.尽管熔石英的热膨胀系数很小，但和热膨胀系数更小的微晶玻璃陀螺腔体材料相比仍然相差一个数量级左右。当温度变化时，由于两种材料的膨胀量不一样而可能导致光胶面开胶造成漏气和由于槽片加工中可能存在的缺陷而产生歪扭的缺陷。2.由于熔石英玻璃对增益介质中的氦气的透气率较大，易造成相对厚度较薄的槽片底部漏氦气较严重，影响激光陀螺的存储寿命，为防止漏氦气的影响，往往会加大槽片底部厚度，必然又影响了腔长控制的灵敏度以及调控范围。此外，在激光陀螺尤其是高精度的机抖陀螺中，常将槽片加工成球面反射镜，这就要求同一个槽片的同一个面上要具有球面的反射面和平面的光胶安装面，而这两种不同形状的表面目前不可能一次加工成型，通常需分两道工序分别加工，这样就会出现在进行第二道工序加工第二种面形时，可能会破坏前一道工序已加工表面的质量。

发明内容
本实用新型的发明目的是为了克服上述已有技术的缺陷，设计一种由微晶玻璃和熔石英玻璃组成的复合式新型槽片，使它既具有微晶玻璃热膨胀系数小，又具有熔石英玻璃极低表面粗糙度的优点，满足高精度激光陀螺对高质量反射镜的技术要求和使用要求。
为实现本发明目的采用的技术方案是采用一种复合式新型槽片，该槽片是用熔石英玻璃制成超薄结构的反射片，其上表面为镀有高反射膜的超光滑反射面，下表面为能与环槽形槽片基体中心柱上表面紧密配合的平面光胶面，用微晶玻璃制成具有弹性薄底的环槽形槽片基体，槽片基体的上表面为平面光胶面，且中心柱上表面和外环上表面处于同一平面内，再将环槽形槽片基体的中心柱上表面与反射片下表面光胶连接而成。
本实用新型设计的反射片的反射面为凹球面，或平面。
采用本实用新型复合式新型槽片的激光陀螺，除具有现有激光陀螺共有的技术特征外，它的装配复合式新型槽片的贴片面到腔体内两光路孔中心交点的距离应刚好等于反射片中心的厚度(对平面形反射片，就是反射片的厚度)。
本实用新型的优点是在材料上融合了微晶玻璃热膨胀系数极低和不漏氦，以及熔石英玻璃均匀性好硬度高和易加工出超光滑表面的优点，克服了它们各自的缺点。槽片基体和反射片分开加工，在加工工艺上使加工难度降低，成品率提高。反射片采用超薄结构，使其具有较高的抗温度急剧变化及高强度机械振动冲击的能力；槽片基体采用微晶玻璃，与腔体材料一致，当温度变化时，不会因膨胀量不一样而导致槽片与陀螺的光胶面开胶造成漏气和由于槽片的加工缺陷而产生歪扭，从而使陀螺总体性能得到改进。


图1为本实用新型的激光陀螺复合式新型槽片结构图。
图2为本实用新型的环槽形槽片基体主视图。
图3为本实用新型的反射片的放大示意图。
图4为本实用新型槽片使用在激光陀螺腔体上的装配示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
选用与陀螺腔体一样的微晶玻璃材料，用机械加工的方式加工出环槽形槽片基体1的外形，然后再用机械抛光或化学抛光的方法将槽片基体内外抛光，再用光学加工的方法将槽片基体1(包括中心柱和外环)的上表面(A面)加工成处于同一平面的能满足光胶需要的平面光胶面(如图2所示)。选用熔石英玻璃加工反射片2，在结构上为了使其具有较高的抗温度急剧变化和抗高强度机械振动冲击的能力，将其设计为超薄结构，先用光学加工的方法将其下表面(B面)加工成能满足光胶需要的平面光胶面，再将其上表面(C面，反射面，)加工成能满足激光陀螺设计要求的具有一定曲率的超光滑凹球面，也可以加工成平面，但多为凹球面(如图3所示)，并在反射面上镀高反射膜。然后，将反射片2的下表面(B面)与环槽形槽片基体1上表面(A面)上的中心柱胶合在一起，为了增加槽片在真空环境下抗温度急剧变化及高强度机械振动冲击的能力，反射片2和槽片基体1中心柱可采用深化光胶的方式连接成为一体(如图1所示)。在陀螺使用环境不太恶劣的情况下，由于反射片2尺寸薄，重量轻，温度变化引起的变形拉力以及振动造成的冲击力并不很大，因此，反射片2和槽片基体1之间也可只采用普通的光胶结合。加工槽片时，也可先将反射片2和槽片基体1胶合在一起后，再在反射面上镀高反射膜。
在将本实用新型的复合式新型槽片装配到陀螺腔体上使用时，由于槽片的反射面与光胶面不是处于同一平面内，原有的腔体结构已不适应，需对腔体的槽片贴片面的位置进行了调整。遇到这种情况，目前常采用加填片弥补二者错位厚度的办法，这样势必增加一个光胶面。本发明是在陀螺加工中改变贴片面的厚度弥补二者的错位，从机械加工开始就留有足够的余量，使得贴片面在光加工完成后，贴片面到腔体内两光路孔中心的交点的距离刚好等于反射片2中心的厚度，对平面形反射片，就是反射片的厚度，以弥补反射面与光胶面的错位，如图4所示(图中，图号3为陀螺腔体的一角)。这样，槽片基体1的平面光胶面与陀螺腔体的贴片面光胶后，反射片2的反射面中心刚好处于腔体内两光路孔中心的交点(反射点)上。此外，采用本实用新型的复合式新型槽片，在调腔时，原有的调腔方式仍然适用，难度也没有增加。因此，从腔体加工和最后陀螺总成的角度来看，装配使用复合式新型槽片并没有带来更多的麻烦，仅仅是改变了陀螺腔体贴片面的加工厚度。
本实用新型的复合式新型槽片可用于激光陀螺的程长控制、光路控制及锁区控制元件上。
权利要求1.一种激光陀螺复合式新型槽片，其特征在于它是由上表面为镀有高反射膜的超光滑反射面、下表面为能与环槽形槽片基体(1)中心柱上表面紧密配合的平面光胶面的超薄结构熔石英玻璃反射片(2)和其处于同一平面内的中心柱和外环上表面为平面光胶面的弹性薄底微晶玻璃环槽形槽片基体(1)光胶连接而成。
2.根据权利要求1所述的复合式新型槽片，其特征在于所述的反射片(2)的反射面为凹球面，或平面。
3.一种采用权利要求1所述的复合式新型槽片的激光陀螺，其特征是激光陀螺装配复合式新型槽片的贴片面到腔体内两光路孔中心交点的距离等于反射片(2)中心的厚度。
专利摘要本实用新型公开了一种激光陀螺复合式新型槽片，该槽片是用熔石英玻璃制成超薄结构的反射片，其上表面为镀有高反射膜的超光滑凹球面或平面反射面，下表面为与环槽形槽片基体中心柱上表面紧密配合的平面光胶面，用微晶玻璃制成具有弹性薄底的环槽形槽片基体，槽片基体的上表面为平面光胶面，且中心柱上表面和外环上表面处于同一平面内，再将环槽形槽片基体的中心柱上表面与反射片下表面光胶连接而成。装配复合式新型槽片的激光陀螺贴片面到腔体内两光路孔中心交点的距离应刚好等于反射片中心的厚度。本实用新型融合了微晶玻璃热膨胀系数极低和不漏氦，以及熔石英玻璃均匀性好硬度高和易加工出超光滑表面的优点，槽片基体和反射片分开加工，难度降低，成品率提高，使陀螺总体性能得到改进。
文档编号G01C19/66GK2748871SQ200420069089
公开日2005年12月28日 申请日期2004年11月3日 优先权日2004年11月3日
发明者金世龙 申请人:金世龙, 李晓红