本书内容包括光学陀螺基础理论知识、光学陀螺系统、光学陀螺的关键器件等。
引论
第1章 电磁场理论
1.1 引言
1.2 Maxwell方程
1.3 电磁波在自由空间中的传播
1.4 电磁波的能量分布与扩散
1.5 电磁波在各向异性介质中的传播
1.6 Snell定律
1.7 Brewster角
1.8 光波的相干性
参考文献
第2章 Gauss光束
2.1 引言
2.2 Gauss光束的基本方程
2.3 Gauss光束的低次横模
2.4 Gauss光束低次横模的物理意义
2.5 Gauss光束的高次模
参考文献
第3章 波动光学
3.1 单色光束的干涉
3.2 时间相干性与空间相干性
3.3 增透膜与高反射膜的工作原理
3.4 双光束干涉与多光束干涉
3.5 光束的衍射
3.6 Fresnel衍射
3.7 Fraunhofer衍射
3.8 衍射光栅
3.9 光学仪器的分辨能力
3.10 光束的偏振
3.11 偏振光束的反射和折射
3.12 双折射情况下的偏振
3.13 椭圆偏振光束和圆偏振光束
3.14 Kerr效应
3.15 光束偏振平面的偏转
参考文献
第4章 量子物理学
4.1 光的双重性
4.2 Plank热辐射理论
4.3 光电效应
4.4 辐射压力与Compton效应
4.5 波函数理论
4.6 波函数的特性
4.7 不确定性关系与Schrodinger方程
4.8 量子力学中的算子及其特性
4.9 重要物理量的算子
4.10 量子力学算子形式的Schrodinger方程
4.11 自由粒子的运动
4.12 在无限高墙一维势能阱中的粒子
……
第5章 原子物理学
第6章 集成光电子学
第7章 光纤陀螺
第8章 循环干涉型光学陀螺
第9章 激光陀螺
第10章 零闭锁激光陀螺
第11章 超辐射发光二极管
第12章 掺铒超荧光光纤光源
第13章 二?管激光器
第14章 无源集成光电子器件
第15章 有源集成光电子器件
附录A 丁衡高院士为英文版《集成光学陀螺》论文集撰写的序
附录B 丁衡高院士为《激光陀螺技术》技术报告与论文集撰写的序
附录C 作者及其合作者有关光学陀螺研究的著作
社会需求和科技创新是推动人类社会生产力发展的两大动力。惯性技术的发展也是如此,在过去的100年间惯性技术经历了以下三次飞跃。
1)从采用滚珠轴承支承结构的陀螺仪转变为采用液浮、挠性、静电等支承结构的高精度陀螺仪。陀螺仪的零偏稳定性至少提高了2个数量级。
2)从机械陀螺仪及其平台式惯性导航系统转变为光学陀螺仪及其捷联式惯性导航系统。导航系统的体积和质量显著减小,导航系统的性能价格比得到了提高。
3)从纯惯性导航系统转变为卫星与惯性组合导航系统。采用卫星定位信号对惯性导航信号周期性地进行修正,放宽了对所用陀螺仪的精度要求。目前,微硅陀螺仪和微硅加速度计已经在组合导航系统中得到了大量应用。
下面介绍惯性技术的发展过程。第一次世界大战前后,世界各国高度重视海军建设。在钢铁的舰船上,陀螺罗经、陀螺方位水平仪以及陀螺稳定平台等都是舰船导航和火炮控制不可缺少的装备。20世纪20年代,随着航空工业的发展,各种水平陀螺、方位陀螺以及速率陀螺,在飞行控制、射击以及轰炸瞄准等方面得到了大量应用。陀螺产业从航海领域扩展到航空领域,受到世界各国的高度重视。
以苏联为例,莫斯科包曼技术大学在1929年设立了精密仪器工程系,代号为“A-3”系,意思是从事航空、火炮以及自动控制等3方面的精密仪器设计与制造。全系设立4个专业:精密机械仪器、光学仪器、自动控制系统与器件以及解算装置。