DK164332B - Absorptionsorgan for en reflekteret elektromagnetisk boelge - Google Patents
Absorptionsorgan for en reflekteret elektromagnetisk boelge Download PDFInfo
- Publication number
- DK164332B DK164332B DK066182A DK66182A DK164332B DK 164332 B DK164332 B DK 164332B DK 066182 A DK066182 A DK 066182A DK 66182 A DK66182 A DK 66182A DK 164332 B DK164332 B DK 164332B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- waves
- electromagnetic waves
- cavity
- devices
- reflected
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
- H01S3/083—Ring lasers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
- G01C19/66—Ring laser gyrometers
- G01C19/667—Ring laser gyrometers using a multioscillator ring laser
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
i
DK 164332 B
Opfindelsen angår et elektromagnetisk apparat, f.eks. et lasergyroskop, med anordninger til at frembringe et antal elektromagnetiske bølger med modsatte udbredelsesretninger i en lukket bane med et forstærkningsmedium, samt an-5 ordninger til at frembringe en retningsafhængig faseforskydning mellem nævnte bølger, så at der fremkommer en frekvensopdeling mellem de indbyrdes modsat vandrende bølger .
•*-0 Et af de mest betydelige ringlasergyroskoper, som indtil nu er frembragt, arbejder med fire bølger i to par, som hver udbreder sig i indbyrdes modsatte retninger. Sådanne systemer kendes f.eks. fra beskrivelsen til USA patenterne 3 741 657, 3 854 819 og 4 006 989. I sådanne lasersystemer benyttes der cirkulær polarisation for hver af de fire bølger. Parret af bølger eller stråler, som udbreder sig i urets retning, omfatter både venstre cirkulært polariserede bølger (LCP) og højre cirkulært polariserede bølger (RCP), hvilket også er tilfældet for de bølger, som 20 udbreder sig i retning mod uret. Denne fire-frekvens eller multi-oscillationsringlasergyro medfører, at de frekvenslåseproblemer, som kendes fra alle konventionelle eller to-frekvens lasergyroskoper, afhjælpes. Frekvens- låsefænomenet fremkommer, når to vandrende bølger udbreder 25 sig i modsatte retninger i et resonanshulrum ved sma frekvensforskelle, idet bølgerne trækkes imod hinanden og kombineres til en stående bølge med en enkelt frekvens.
Når frekvenserne for de modsat vandrende bølger bliver tilstrækkeligt forskellige, forekommer dette fænomen ikke.
30
Fire-frekvens løsningen kan opfattes som to uafhængige lasergyroskoper, som arbejder i et enkelt, stabilt resonanshulrum og således deler en fælles optisk vej, men som statisk er forspændt indbyrdes modsat ved hjælp af et fælles, passivt forspændingselement. For disse to gyro'er 35 vil forspændingsbidraget være udslukt i differensudgangs- 2
DK 164332 B
signalet, medens ethvert signal, som er frembragt som følge af rotation, bliver indbyrdes adderet, hvorved de kendte problemer som følge af forspændingsdr if-ten undgås samtidigt med, at følsomheden bliver dobbelt så stor som for en enkel to-frekvensgyro. Da forspændingen ikke 5 omfatter vibrering, vil gyroen aldrig komme i frekvens-låsetilstanden. Der forekommer derfor ikke vibrations-inducerede fejl, som kan begrænse instrumentets ydelse. Fire-frekvens gyroen er derfor i sig selv et instrument q med lavt støjniveau, og det er velegnet til anvendelser, hvor der kræves en hurtig positionsbestemmelse eller høj opløsningsevne.
De fire forskellige frekvenser frembringes normalt ved ^ hjælp af to forskellige optiske effekter. For det første kan der anvendes en krystalpolarisator til frembringelse af en retningsuafhængig polarisation, således at resonansbølgerne polariseres cirkulært i to retninger. Polarisationsrotationen hidrører fra, at brydningsindeks for ro-tationsmediet er en smule forskellig for RCP- og LCP-
£\J
bølger. Alternativt kan der benyttes en ikke-plan ringbane, som i sig selv kun understøtter cirkulært polariserede bølger uden brug af et krystalrotationsorgan. En ikke-plan elektromagnetisk bølgeringresonator er angivet 25 i beskrivelsen til USA patent nr. 4 110 045. For det andet benyttes et Faraday rotationsaggregat til frembringelse af ikke-reciprok polarisationsrotation, idet aggregatet udviser en lille forskel i brydningsindeks for bølger, som henholdsvis udbreder sig i retning med uret (cw) og 2q mod uret (ccw). Dette får (cw) og (ccw) RCP-bølgerne til at oscillere ved lidt forskellige frekvenser, medens (cw) og (ccw) LCP-bølgerne på lignende måde er opdelt blot på omvendt måde. Et lasergyroskop arbejder således med højre cirkulært polariserede bølger, som er forspændt i én ro-gj. tationsretning, og med venstre cirkulært polariserede bølger, som er forspændt i den modsatte retning, således at forspændingen forsvinder, når de to udgangssignaler trækkes fra hinanden.
3
DK 164332 B
Selv om et Faraday rotationsaggregat medfører ikke-reci-prok polarisationsdrejning og har en antirefleksions-belægning på begge sider af et glasmateriale, har det den ulempe, at dets indføring i den optiske vej medfører, at noget lysenergi reflekteres tilbage af rotationsaggrega-5 tet. For at forhindre disse refleksioner i at blive blan det med (cw) og (ccw) hovedbølgerne, skal refleksionerne absorberes eller reflekteres bort fra hovedbølgerne.
Ifølge opfindelsen anvises et elektromagnetisk apparat af 10 den i indledningen angivne art, og som er ejendommeligt ved anordninger indrettet til at absorbere elektromagnetiske bølger, der reflekteres bort fra de frekvensopdel-ende indretninger, hvilke absorberende anordninger omfatter en konisk skærm, som har en lysbølgeabsorberende 15 belægning.
Den lysbølgeabsorberende belægning på skærmen kan hensigtsmæssigt været et beryllium-kobbermateriale.
20 Absorptionsanordningen kan med fordel være indrettet til at fremføre en væsentlig del af de elektromagnetiske bølger, som udbreder sig i modsatte retninger.
Det elektromagnetiske rør kan med fordel omfatte en anord-25 ning til at frembringe en Faraday rotation i et hulrum, beregnet til at rette reflekterede elektromagnetiske bølger mod den koniske skærm, der tillader en væsentlig del af de elektromagnetiske bølger i hulrummet at passere.
30 Den koniske skærm kan omfatte anordninger, som retter en del af de reflekterede, elektromagnetiske bølger bort fra de i hulrummet værende elektromagnetiske bølger.
Opfindelsen vil blive nærmere forklaret ved den følgende 35 beskrivelse af nogle udførelsesformer, idet der henvises til tegningen, hvor
DK 164332B
4 fig. 1 viser i stor målestok et billede af en optisk ringlasergyroskopblok, som har midler ifølge opfindelsen, og hvor hele den lukkede ringlaservej kan ses, 5 fig. 2 viser i delvist snit den optiske ringlasergyro skopblok langs linien 2-2 på fig. 3, fig. 3 viser ovenfra en udførelsesform for ringlasergyro-skopet ifølge opfindelsen, 10 fig. 4 udførelsesformen for ringlasergyroskopet ifølge opfindelsen, set bagfra, fig. 5 ringlasergyroskopet set fra siden, 15 fig. 6 ringlasergyroskopet set forfra, fig. 7A et udsnit af et photonabsorptionsorgan, som er fremstillet af let absorberende filterglas, og hvor der 20 kan ses antirefleksionsbelægninger og en vinkelstillet front flade, fig. 7B et forsidebillede af et photonabsorptionsorgan, som er fremstillet af let absorberende filterglas, og hvor 25 der kan ses et centralt hul og en afkortet side, fig. 8A er et udsnit af en fjeder til fastgørelse af det på fig. 7A og fig. 7B viste photonabsorptionsorgan i det på fig. 1-6 viste ringlasergyroskop, 30 fig. 8B en forside af en fjeder til fastgørelse af photon-absorptionsorganet fra fig. 7A og 7B i det på fig. 1-6 viste ringlasergyroskop, 1 fig. 9A viser et sidesnit gennem en konisk photonabsorp- tionsskærm, som er fremstillet af beryllium-kobber, inden absorptionsorganet er indsat i et ringlasergyroskop, og 5
DK 164332 B
hvor der kan ses en absorberende belægning, fig. 9B er et forsidebillede af en konisk photonabsorptions-skærm, som er fremstillet af beryllium-kobber, hvor der kan ses et centralt hul, en absorberende belægning samt en cir-5 kulær facon, inden organet indsættes i hulrummet i et laser-gyroskop, fig. 9C viser isometrisk den koniske beryllium-kobberskærm fra fig. 9B, hvor dens koniske facon efter at være indsat i ringlasergyroskopets optiske hulrum kan ses, 10 fig. 10 viser et blokdiagram af et ringlasergyroskopsystem, hvor gyroblokken fra fig. 1-6 er vist isometrisk, medens fig. 11 er en graf, som viser forstærkningen som funktion af frekvensen i det på fig. 10 viste ringlasergyroskopsystem, hvor de relative beliggenheder for frekvenserne 15 i firebølgesystemet er vist.
På fig. 1-6 er der vist en ringlasergyroblok 10. Som vist på fig. 1 indeholder gyroblokken 10 et ikke-plant resonans-hulrum 16, som medfører en lukket vej for udbredelsen af elektromagnetiske bølger, og omfatter fire reflektorer 13, 20 30, 32 og 38, som er indrettet til at lede bølgerne rundt langs den lukkede vej, og omfatter et Faraday rotations-aggregat 28, som medfører en ikke-reciprok polarisations-rotation af de udbredende bølger, samt omfatter anoder 14 og 36, en katode 34 og et laser forstærkningsmedium 39 i 25 det optiske hulrum 16, hvilket medium omfatter en heliumneon gasblanding, hvor de'to aktive isotoper er neon 20 og neon 22. Det gasformige forstærkningsmedium 39 exciteres elektrisk ved hjælp af en udladningsstrøm, som frembringes mellem anoderne 14 og 36 og katoden 34, hvorved der frem-30 bringes et lysudstrålende laserforstærkningsmedium eller et plasma til opretholdelse af resonanslaserbølger i det 6
DK 164332 B
optiske hulrum 16.
Reflektoren 13 er forbundet til et piezoelektrisk element,12, som bevæger reflektoren ind og ud og således udgør en del af styresystemet til styring af hulrumslængden. Reflekto-5 rerne 30 og 32 benyttes udelukkende til refleksion af de elektromagnetiske bølger i den lukkede laserbane. Reflektoren 38 er kun delvist reflekterende, således at en lille del af bølgerne, som falder ind mod reflektorens overflade, passerer gennem denne for kombination og behandling til 10 frembringelse af rotationsinformation.
Gyroblokken 10 er fortrinsvis fremstillet af et materiale med en lille varmeudvidelseskoefficient, såsom glas-keramisk materiale, således at temperaturændringer indvirker så lidt som mulig på lasergyroskopsystemet. Et foretrukkent 15 kommercielt materiale forhandles under navnet "Cer-Vit" C-101 fra Owens-Illinois Company, eller "Zerodur" fra Schott Optical Company.
På fig. 1 er vist to photonabsorptionsorganer 24 og 26. Photonabsorptionsorganet 24 er anbragt i den ene ende af 20 boringen 23 i ringlaserresonanshulrummet 16, medens photonabsorptionsorganet 26 er anbragt i den ene ende af en boring 27 i resonanshulrummet 16. Absorptionsorganerne 24 og 26 er anbragt til absorption af reflekterede elektromagnetiske bølger fra Faraday rotationsaggregatet 28. 1 2 3 4 5 6 På fig. 2 er der delvist i snit vist Faraday rotations- 2 aggregatet 28 anbragt i et udsnit af laserhulrummet 16.
3
Endvidere ses photonabsorptionsorganet 24 fastgjort i sin 4 stilling i boringen 23 i det optiske hulrum 16 ved hjælp 5 af en V-formet beryllium-kobber holdefjeder 40, medens 6 photonabsorptionsorganet 26 er fastgjort i boringen 27 ligeledes ved hjælp af en V-formet beryllium-kobber holde-fjeder 42. Faraday rotationsaggregatet 28 er anbragt med 7
DK 164332 B
en svag hældning på ca. 5° i forhold til den optiske akse 60, jævnfør hældningsvinkelen 61, således at en reflekteret bølge 62 vil blive reflekteret bort fra hovedlaserbølgen eller -strålen, som udbreder sig langs den optiske akse 60, 5 således at kobling mellem disse bølger undgås. Når en reflekteret bølge 62 bliver reflekteret fra reflektoren 30, rammer den overfladen 44 af photonabsorptionsorganet 24 og bliver absorberet. På lignende måde rammer den reflekterede bølge 64 fra Faraday rotationsaggregatet 28 overfladen 46 10 af photonabsorptionsorganet 26, efter at bølgen er reflekteret fra reflektoren 32, og bliver absorberet.
Faraday rotationsaggregatet 28, som er beliggende inden i laserstrålehulrummet 16, er et lagdelt aggregat, som omfatter en første permanent magnet 47, et afstandsstykke 54, 15 som er en del af det materiale, der udgør gyroblokken 10, en Faraday skive 48, et andet afstandsstykke 50, som er fremstillet af samme materiale som det første afstandsstykke, samt en anden permanent magnet 52. Disse elementer, som udgør et Faraday rotationsaggregat 28, har et hul i 20 midten af hvert element, bortset fra Faraday skiven 48, som er massiv. På Faraday skiven 48 findes der antireflek-sionsbelægninger for at reducere refleksioner fra rotations-aggregatet. Ve ’ hjælp af Faraday skiven frembringes et langsgående magnetfelt, men dette felt dæmpes hurtigt, når 25 det bevæger sig en kort afstand bort fra magneterne, således at et negligibelt magnetisk spredningsfelt strækker sig ind i gasudladningsområdet af det optiske hulrum 16, hvilket ellers kunne frembringe uønskede svingningstyper eller frekvensforskydning. Faraday skiven 48 kan fortrins-30 vis være fremstillet af glas, som er doteret med en sjælden jordart eller et materiale med lignende høj Verdet konstant. Traditionelle Faraday rotationsaggregater har en tyk materialskive, som ofte er smeltet kvarts. Ethvert fast materiale i udbredningsvejen for de modsat roterende 35 stråler vil indføre spredningspunkter, som er følsomme 8
DK 164332 B
over for varmesvingninger. Denne følsomhed kan hidrøre fra materialets varmeudvidelse eller fra en ændring i den optiske vejlængde på grund af temperaturafhængigheden af materialets brydningsindeks. Den optiske vejlængdes effektive 5 temperaturafhængighed og dermed den termisk frembragte drift er konstateret at være en stærkt positiv funktion af tykkelsen af det faste materiale i strålevejen. Det er derfor ønskeligt at benytte en så tynd skive som muligt, hvor en tykkelse på 0,5 mm eller mindre foretrækkes for at 10 reducere driften til et acceptabelt niveau. Dette vil minimere tykkelsesvariationer hidrørende fra temperaturforholdene eller andet til i hovedsagen mindre end én bølgelængde for laserbølgerne i arbejdsområdet. Et kommercielt tilgængeligt materiale er "Hoya Optics", Inc. materiale nr.
15 FR-5, som er en glas, der er doteret med paramagnetisk materiale til frembringelse af Faraday rotationen, hvilket medfører et rotationsaggregat med et isotropisk brydnings-indeks. Dette har vist sig at være vigtigt, idet et problem ved et traditionelt Faraday rotationsaggregat er, at 20 krystalmaterialet, såsom krystallinsk kvarts, har et an- isotropisk brydningsindeks, som medfører elliptisk dobbeltbrydning. Dette medfører afpolarisering af de nominelt cirkulært polariserede bølger og medfører en forøgelse af koblingen mellem modsat roterende bølger. Det er derfor 25 vigtigt at benytte et isotropisk materiale til Faraday skiven for at eliminere afpolarisation af resonanssvingningstyperne. Ved i så høj grad som mulig at arbejde med cirkulær polarisation, reduceres krydskobling, således at termisk frembragt drift hidrørende fra øvrige sprednings-30 punkter også reduceres. Derved opnås et gyrosystem med en stabilitet svarende til at udgangsfrekvensens variation med tiden er nogle få hertz eller bedre.
Under henvisning til fig. 7A er der vist et sidetværsnit gennem photonabsorptionsorganerne 24 og 26. Det materiale, 35 som benyttes til photonabsorbering er lysabsorberende 9
DK 164332 B
filterglas 74, som er kommercielt tilgængeligt fra Corning Glass Company som typerne CS 7-37 eller CS 7-60. For yderligere at forbedre effektiviteten er der på photonabsorp-tionsorganernes vinkelflade 73 anbragt to lag af silicium-5 dioxid (SiC^) og titaniumdioxid (Ti02), som udgør anti- refleksionslag 70 og 72. Den kileformede frontside 75 har en sådan vinkel, at hvis nogen del af en reflekteret bølge reflekteres ud af absorptionsorganet, vil denne del blive ledet ud af gyroblokken 10 og fra den optiske akse 60. Fig.
10 7B viser et hul 76 i photonabsorptionsorganet, hvilket hul tjener som passage for de elektromagnetiske hovedbølger. Bundfladen 78 af absorptionsorganet er afkortet således, at en V-formet fjeder 40, 42 af beryllium-kobber som vist på fig. 8A og 8B har tilstrækkeligt anlægsareal til at 15 fastholde et photonabsorptionsorgan i dets stilling i udboringen i et ringlasergyroblokhulrum. De V-formede fjedre 40, 42 medfører både en side- og en længdekraft, når fjederen anbringes mellem et photonabsorptionsorgan og et optisk hulrum.
20 På fig. 9A og 9B er der vist en anden udførelsesform for et photonabsorptionsorgan, som er indrettet til at forhindre reflekteret lysenergi i at blive koblet ind på hoved-bølgerne i gyroblokken, hvilket photonabsorptionsorgan omfatter en skærm 92 med et lag af absorberende belægning 94.
25 Skærmen 92 består af beryllium-kobber materiale med en titaniumbelægning 94 på skærmens overflade. Skærmen 92 har form som en tynd skive med et centralt hul 95, og hvor der er fjernet en trekantformet sektor 96. Centerhullet tillader uhindret passage for hovedlaserbølgerne, når skærmen 30 indsættes i et optisk hulrum. Indføringen af skærmen i et cylindrisk, optisk hulrum af et gyroskop foretages ved hjælp af et værktøj (ikke vist), som bibringer skærmen 97 en konisk geometrisk form som vist på fig. 9C. Den koniske form opretholdes ved hjælp af en ydre cirkulær kant af 35 skærmen ved et pres imod den indre overflade af et optisk 10
DK 164332 B
hulrum. En konisk skærm 97 kan benyttes i stedet for de på fig. 1 og 2 viste filterglasabsorptionsorganer 24 og 26. Skærmen 97 forhindrer elektromagnetiske bølger i at trænge igennem og tilbage i gyroblokken, hvor sådanne bølger kunne 5 kobles med hovedlaserstrålerne.
På fig. 10 er photonabsorptionsorganerne 24 og 26 vist i en ringlasergyroblok 10 tillige med elektroniske komponenter for opretholdelse af udbredelsen af elektromagnetiske bølger i det optiske hulrum 16. Denne foretrukne udførelsesform for 10 lasergyroskopet omfatter fire bølger eller frekvenser, der arbejder på samme måde, som forklare* i de tidligere nævnte patentskrifter. De elektromagnetiske laserbølger udbreder sig langs ringvejen 16. Fig. 11 viser en forstærknings-kurve for et lasermedium, hvor de fire bølgers frekvenser 15 er angivet. Bølger med frekvenserne f^ og f^ cirkulerer i retning med uret, medens bølger med frekvenserne f^ og f^ cirkulerer i retning mod uret. Fortrinsvis er alle fire bølger cirkulært polariserede, således at bølgerne med frekvenserne f^ og f^ er cirkulært polariseret mod venstre 20 (LCP), medens bølgerne med frekvenserne f^ og f^ er cirkulært polariserede til højre (RCP).
Den på fig. 10 viste lukkede ringlaservej 16 består af en ikke-plan ring med en iboende evne til kun at understøtte cirkulært polariserede bølger, uden at et krystalrotations-25 organ er nødvendigt. Placeringen af reflektorerne 13, 30, 32 og 38 i ringvejen 16 medfører et faseskift, som ændrer bølgernes resonansfrekvenser. Som vist på fig. 11 er resultatet, at de cirkulært venstrepolariserede bølger (f^ og f vil have en resonansfrekvens, som er forskellig fra 30 resonansfrekvensen for de cirkulært højrepolariserede bølger (f2 og f^). Denne ikke-plane elektromagnetiske ring-resonator er beskrevet i USA patent nr. 4 110 045.
I et af segmenterne af den ikke-plane ringvej 16 er der 11
DK 164332 B
vist et Faraday rotationsaggregat 28 mellem reflektorerne 30 og 32. Dette ikke-reciprokke magneto-optiske organ medfører en faseforskydning mellem bølger med en vilkårlig cirkulær polarisation, som bevæger sig i retning med uret, 5 hvilken faseforskydning er forskellig fra faseforskydningen for bølger med lignende polarisation, som vandrer i retning mod uret. Kombinationen af reflektorerne 13, 30, 32 og 38 og Faraday rotationsaggregatet 28 er indrettet således, at ringresonatoren understøtter bølger med de på 10 fig. 11 viste svingningsfrekvenser. Der findes imidlertid alternative midler for opnåelse af samme virkning som Faraday rotationsaggregatet. Sådanne andre midler, som gør brug af Zeeman effekten, er angivet i USA patent-skrift nr. 4 229 106.
15 Foruden lasergyroskopblokken 10 er der på fig. 10 vist forbindelser med tilhørende lasergyroskopelektronik og -optik. Højspændingsforsyningen 80 frembringer en høj negativ spænding til katoden 34 og en høj positiv spænding til det piezoelektriske drivorgan 82. Elektronik 84 20 til styring af udladningen er indrettet til at styre strømmen, som løber fra anoderne til katoden, hvor forskellige gyroblokke kan kræve forskellige størrelser af katodestrøm afhængigt af det optiske tab i den aktuelle gyroblok. 1 2 3 4 5 6
Vejlængdestyresystemet er et tilbagekoblingsnetværk, som 2 opretholder en stabil og optimal optisk vejlængde i gyro- 3 hulrummet 16. Styresystemet omfatter en detektorforfor 4 stærker 86 og elektroniske kredsløb for vejlængdestyringen 5 88 og det piezoelektriske højspændingsdrivorgan 82. Den 6 optiske vejlængde styres ved hjælp af en reflektor 13, som er anbragt på en piezoelektrisk transor (PZT) 12. Høj-spændingsdrivorganet styrer PZT 12 med en spænding på mellem 0 og 400 volt. Da der forekommer stabile arbejds-punkter eller svingningstyper ved vejlængdeintervaller, 12
DK 164332 B
som er lig med den halve laserbølgelængde, vil der som permanent arbejdssvingningstype normalt blive valgt den svingningstype, som ligger tættest på centret for transorens dynamiske område. Detektorforforstærkeren 86 ad-5 skiller vekselstrøms- og jævnstrømssignaler, som er modtaget fra udgangsoptikken 35. Jævnstrømssignalerne benyttes til styring af vejlængden. Vekselstrømssignalerne er sinus-signaler, som repræsenterer gyroudgangssignalet, og som overføres til signalbehandlingskredsløb 90, hvor signalerne 10 konverteres til to digitale impulsstrømme (f^ og fj - f^), hvor der frembringes én impuls for hver cyklus inden for den indkommende spændingsbølgeform. Vejlængde-styringen er nærmere beskrevet i USA patentskrift nr.
4 108 553 og vil derfor ikke blive nærmere forklaret.
15 Udgangsoptikken 35 udtager en del af hver stråle, som cirkulerer i laserhulrummet, til frembringelse af de to udgangssignaler f^ - f^ og f^ - f^, som hver repræsenterer differensfrekvensen mellem bølgepar, som har ens cirkulær polarisationstype i hulrummet, således som det frem-20 går af fig. 11. Udgangsreflektoren 38 har på den ene side en transmissionsbelægning og har på den anden side en stråleopdelende belægning. Begge belægninger er en standardtype, hvor der findes skiftende lag af Ti02 og S1O2·
Det stråleopdelende lag transmitterer halvdelen af den 25 indfaldende intensitet og reflekterer den anden halvdel.
Et retroreflekterende prisme 37 er benyttet til at udøve heterodyn virkning på de to stråler. Dette retvinklede prisme er fremstillet af smeltet kvarts og har reflekterende sølvflader. Mellem sølvet og det smeltede kvarts 30 findes en dielektrisk belægning for at opnå mindst mulig fasefejl under refleksionen. For at separere de fire frekvenser, som er til stede i hver stråle, benyttes der en kvartsbølgeplade efterfulgt af pladepolarisatorer. Mellem det retroreflekterende prisme og kvartsbølgepladen findes 35 en kile for at forhindre refleksioner fra de indre over- 13
DK 164332 B
flader i at udbrede sig tilbage i gyrohulrummet og blande sig med de indbyrdes modsat roterende stråler. Udgangs-optikken 35 omfatter endelig et fotodiodedækglas (anti-refleksionsbehandlet på den ene side) og et fotodiode-5 organ. Mellem de forskellige overflader findes der en optisk cement, som både medfører vedhæftning og lille refleksion. Udgangsoptikken er beskrevet i nærmere detaljer i USA patentskrift nr. 4 141 651.
10
Claims (5)
1. Elektromagnetisk apparat, f.eks. et lasergyroskop, med 5 indretninger til frembringelse af et antal elektromagnetiske bølger med modsatte udbredelsesretninger i en lukket bane med et forstærkningsmedium og indretninger til frembringelse af en retningsafhængig faseforskydning mellem nævnte bølger, så at der fremkommer en fåseopdeling ^ mellem de indbyrdes modsat vandrende bølger, kende tegnet ved anordninger indrettet til at absorbere elektromagnetiske bølger, som reflekteres bort fra de frekvensopdelende indretninger, hvilke absorberende anordninger omfatter en konisk skærm (92), som er forsynet 15 med en lysbølgeabsorberende belægning (94).
2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en lysbølgeabsorberende belægning (94) på skærmen omfatter et beryllium-kobbermateriale. 20
3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at absorptionsanordningen (92) er indrettet til at fremføre en væsentlig del af de elektromagnetiske bølger, der udbreder sig i modsatte retninger. 25
4. Apparat ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at det omfatter en anordning til frembringelse af en Faraday rotation i et hulrum, beregnet til at lede reflekterede elektromagnetiske bølger mod den koniske skærm (92), som OA tillader en væsentlig del af de elektromagnetiske bølger i hulrummet at passere.
5. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at den koniske skærm (92) har anordninger, som leder en del OCJ af de reflekterede elektromagnetiske bølger bort fra de elektromagnetiske bølger i hulrummet.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US23532081 | 1981-02-17 | ||
| US06/235,320 US4494873A (en) | 1981-02-17 | 1981-02-17 | Electromagnetic wave reflections absorber |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK66182A DK66182A (da) | 1982-08-18 |
| DK164332B true DK164332B (da) | 1992-06-09 |
| DK164332C DK164332C (da) | 1992-12-21 |
Family
ID=22885008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK066182A DK164332C (da) | 1981-02-17 | 1982-02-16 | Absorptionsorgan for en reflekteret elektromagnetisk boelge |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4494873A (da) |
| JP (1) | JPS57153484A (da) |
| AU (1) | AU550724B2 (da) |
| BE (1) | BE892159A (da) |
| CA (1) | CA1190308A (da) |
| CH (1) | CH656707A5 (da) |
| DE (1) | DE3205273A1 (da) |
| DK (1) | DK164332C (da) |
| FR (1) | FR2500154B1 (da) |
| GB (1) | GB2093264A (da) |
| IT (1) | IT1147598B (da) |
| NL (1) | NL8200474A (da) |
| NO (1) | NO162585C (da) |
| SE (1) | SE451888B (da) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4519708A (en) * | 1981-05-20 | 1985-05-28 | Raytheon Company | Mode discrimination apparatus |
| GB2184285B (en) * | 1983-11-07 | 1990-08-01 | Raytheon Co | Ring laser gyroscope |
| US4578793A (en) * | 1984-07-13 | 1986-03-25 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Solid-state non-planar internally reflecting ring laser |
| US5080487A (en) * | 1986-11-06 | 1992-01-14 | Litton Systems, Inc. | Ring laser gyroscope with geometrically induced bias |
| US4899343A (en) * | 1988-01-20 | 1990-02-06 | Ciba-Geigy Ag | Laser layout |
| US4962506A (en) * | 1988-04-14 | 1990-10-09 | Litton Systems, Inc. | Scatter symmetrization in multi-mode ring laser gyros |
| US4966437A (en) * | 1988-04-19 | 1990-10-30 | Litton Systems, Inc. | Fault-tolerant anti-reflective coatings |
| US5495335A (en) * | 1989-04-05 | 1996-02-27 | Litton Systems, Inc. | Ring laser gyroscope with a non-loss inducing mode suppression mechanism |
| US5959727A (en) * | 1997-08-01 | 1999-09-28 | Raytheon Company | System and method for discriminating between direct and reflected electromagnetic energy |
| US6618151B2 (en) * | 2001-01-17 | 2003-09-09 | Honeywell International Inc. | Ring laser gyroscope with offset aperture |
| US6466710B1 (en) * | 2001-11-07 | 2002-10-15 | Lockheed Martin Corporation | Passive identification friend or foe (IFF) system |
| FR2853061B1 (fr) * | 2003-03-25 | 2006-01-20 | Thales Sa | Gyrolaser a etat solide stabilise |
| US6788715B1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-09-07 | Princeton Optronics | Stabilized laser using multiphoton absorption to reduce intensity fluctuations |
| US7126085B1 (en) * | 2005-08-03 | 2006-10-24 | Hilary Boehme | Self-darkening shield for replaceably attaching to a torch |
| US20100315698A1 (en) * | 2007-04-10 | 2010-12-16 | Dixon George J | Modular ring resonator |
| US8422022B2 (en) * | 2010-08-05 | 2013-04-16 | Honeywell International Inc. | Increasing the scale factor of gas laser based gyroscopes with an external gain saturation beam |
| EP2581775A1 (en) * | 2011-10-14 | 2013-04-17 | Astrium Limited | Resonator Optimisation |
| US9065241B2 (en) * | 2012-05-11 | 2015-06-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Methods, systems, and apparatus for high energy optical-pulse amplification at high average power |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3214596A (en) * | 1962-10-31 | 1965-10-26 | Machinery Electrification Inc | Photoelectric sensor structure including light source and inclined lens |
| US3892486A (en) * | 1973-04-23 | 1975-07-01 | United Aircraft Corp | Sequentially switched laser gyro |
| US4110045A (en) * | 1976-01-02 | 1978-08-29 | Raytheon Company | Electromagnetic wave ring resonator |
| US4284329A (en) * | 1978-01-03 | 1981-08-18 | Raytheon Company | Laser gyroscope system |
| US4272158A (en) * | 1979-03-02 | 1981-06-09 | Coherent, Inc. | Broadband optical diode for a ring laser |
-
1981
- 1981-02-17 US US06/235,320 patent/US4494873A/en not_active Expired - Lifetime
-
1982
- 1982-01-21 CA CA000394658A patent/CA1190308A/en not_active Expired
- 1982-01-28 AU AU79951/82A patent/AU550724B2/en not_active Ceased
- 1982-02-08 NL NL8200474A patent/NL8200474A/nl not_active Application Discontinuation
- 1982-02-08 IT IT47746/82A patent/IT1147598B/it active
- 1982-02-15 FR FR8202414A patent/FR2500154B1/fr not_active Expired
- 1982-02-15 DE DE19823205273 patent/DE3205273A1/de not_active Withdrawn
- 1982-02-16 BE BE0/207330A patent/BE892159A/fr not_active IP Right Cessation
- 1982-02-16 DK DK066182A patent/DK164332C/da not_active IP Right Cessation
- 1982-02-16 NO NO820471A patent/NO162585C/no unknown
- 1982-02-16 GB GB8204551A patent/GB2093264A/en not_active Withdrawn
- 1982-02-17 JP JP57024284A patent/JPS57153484A/ja active Pending
- 1982-02-17 SE SE8200964A patent/SE451888B/sv not_active IP Right Cessation
- 1982-02-17 CH CH988/82A patent/CH656707A5/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2093264A (en) | 1982-08-25 |
| IT1147598B (it) | 1986-11-19 |
| AU7995182A (en) | 1982-08-26 |
| AU550724B2 (en) | 1986-04-10 |
| SE451888B (sv) | 1987-11-02 |
| IT8247746A0 (it) | 1982-02-08 |
| FR2500154A1 (fr) | 1982-08-20 |
| DE3205273A1 (de) | 1982-09-16 |
| CH656707A5 (de) | 1986-07-15 |
| NO820471L (no) | 1982-08-18 |
| BE892159A (fr) | 1982-06-16 |
| DK66182A (da) | 1982-08-18 |
| US4494873A (en) | 1985-01-22 |
| NO162585C (no) | 1990-01-17 |
| FR2500154B1 (fr) | 1986-02-21 |
| SE8200964L (sv) | 1982-08-18 |
| JPS57153484A (en) | 1982-09-22 |
| NO162585B (no) | 1989-10-09 |
| NL8200474A (nl) | 1982-09-16 |
| DK164332C (da) | 1992-12-21 |
| CA1190308A (en) | 1985-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK164332B (da) | Absorptionsorgan for en reflekteret elektromagnetisk boelge | |
| US4284329A (en) | Laser gyroscope system | |
| US8446590B2 (en) | Optical filtering for resonator-fiber-optic gyroscopes | |
| US4470701A (en) | Dispersion equalized ring laser gyroscope | |
| CN109556591B (zh) | 一种基于超稳激光的被动式激光陀螺仪 | |
| US8422024B2 (en) | High performance hollow-core optical-fiber filter for optical rotation sensing | |
| EP0354985A2 (en) | Bilithic unidirectional ring laser | |
| EP3620748B1 (en) | Apparatus and method for optical power control | |
| GB2090697A (en) | Self-compensating gas discharge path for laser gyro | |
| JPS62502227A (ja) | 安定化したリングレ−ザバイアスシステム | |
| NO164440B (no) | Dielektrisk speil/reflektor. | |
| US3862803A (en) | Differential laser gyro system | |
| US8587788B2 (en) | Multi-oscillator solid-state laser gyro passively stabilized by a frequency-doubling crystal device | |
| GB2087638A (en) | Ring laser gyroscope | |
| US3484169A (en) | Motion sensing apparatus | |
| US4548501A (en) | Laser gyroscope system | |
| CA1116279A (en) | Laser gyroscope system | |
| CN109489651B (zh) | 四频差动激光陀螺法拉第磁光玻璃安装方法 | |
| CA1115397A (en) | Ring laser having magnetic isolation of counter-propagating light waves | |
| CN111884045A (zh) | 高稳定性调制转移光谱稳频光路装置 | |
| US3930731A (en) | Laser gyroscope | |
| US3890047A (en) | Differential laser gyro employing reflection polarization anisotropy | |
| US3937578A (en) | Laser gyroscope | |
| US3433568A (en) | Motion sensing apparatus | |
| US4167336A (en) | Ring laser gyroscope having wedge desensitizing optical means |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PBP | Patent lapsed |