DK164412B - Dielektrisk spejl/reflektor til dirigering af elektromagnetiske boelger, f.eks. til lasergyroskoper - Google Patents
Dielektrisk spejl/reflektor til dirigering af elektromagnetiske boelger, f.eks. til lasergyroskoper Download PDFInfo
- Publication number
- DK164412B DK164412B DK226782A DK226782A DK164412B DK 164412 B DK164412 B DK 164412B DK 226782 A DK226782 A DK 226782A DK 226782 A DK226782 A DK 226782A DK 164412 B DK164412 B DK 164412B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- dielectric mirror
- reflector
- waves
- reflector according
- mirror
- 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
- H01S3/08059—Constructional details of the reflector, e.g. shape
- H01S3/08068—Holes; Stepped surface; Special cross-section
-
- 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)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Lasers (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Description
i
DK 164412B
Opfindelsen vedrører et dielektrisk spej1/reflektor af den i krav 1's indledning angivne art.
Et af de mest bemærkelsesværdige ringlasergyroskOper, som 5 endnu er frembragt, omfatter fire bølger arrangeret i to par, som udbreder sig i indbyrdes modsatte retninger. Sådanne systemer er nærmere beskrevet i USA patentskrifterne nr. 3 741 657, 3 854 819 og 4 006 989. I sådanne lasersystemer benyttes der cirkulær polarisation for hver 10 de de fire bølger. Parret af bølger eller stråler, som udbreder sig i retning med uret, omfatter både cirkulært venstrepolariserede bølger (LCP) og cirkulært højrepolariserede bølger (RCP), hvilket også er tilfældet for de bølger, som udbreder sig i retning mod uret. Fire-fre-15 kvens eller mange-frekvens ringlasergyroskopet indebærer en afhjælpning af frekvenslåseproblemet, som er til stede i alle konventionelle to-frekvens lasergyroskoper. Dette frekvenslåsefænomen forekommer, når to vandrende bølger udbreder sig i modsatte retninger i et resonanshulrum med 20 næsten ens frekvenser, idet bølgefrekvenserne trækkes imod hinanden og medfører en stående bølge ved en enkelt frekvens. Hvis frekvenserne for de modsat roterende bølger imidlertid er tilstrækkeligt forskellige, vil denne frekvensforskydning ikke finde sted. Fire-frekvens-løs-25 ningen kan beskrives som to indbyrdes uafhængige lasergyroskoper, som arbejder i et enkelt, stabilt resonator-hulrum, og som deler en fælles optisk vej, men som statisk er indbyrdes modsat forspændt ved hjælp af et fælles, passivt forspændingselement. Forspændingsbidraget 30 vil blive elimineret ved differensdannelse mellem de to gyroers udgangssignaler, medens alle rotationsfrembragte signaler bliver adderet, således at sædvanlige problemer med drift af forspændingen undgås, tillige med at der opnås en fordobling af følsomheden i forhold til et enkelt 35 gyroskop med to frekvenser. Da forspændingen ikke behøver at omfatte rystelser, vil gyroen aldrig passere tilstande, hvor der er fare for sammenlåsning af signalerne. Der
DK 164412 B
2 forekommer derfor ingen rystelsesinducerede fejl, som kan begrænse instrumentets ydeevne. Fire-frekvens-gyroskoper er derfor i sig selv et instrument med lavt støjniveau og er lige såvel egnet for anvendelser, hvor der kræves en 5 hurtig opdatering af positionen eller kræves en høj opløsningsevne .
De fire forskellige frekvenser frembringes normalt ved hjælp af to forskellige optiske virkninger. For det før-10 ste kan der anvendes en krystalpolarisationsrotator til frembringelse af en retningsuafhængig polarisation, som medfører, at resonansbølgerne bliver cirkulært polariserede i to retninger. Polarisationsrotationen hidrører fra, at det roterende mediums brydningsindeks er en smule 15 forskellig for henholdsvis RCP og LCP bølger. Alternativt kan der benyttes en ikke-plan ringvej, der har en iboende evne til kun at understøtte cirkulært polariserede bølger. En ikke-plan resonator for elektromagentiske bølger er nærmere beskrevet i USA patentskrift nr. 4 110 045.
20 For det andet benyttes der en Faraday-rotator for tilvejebringelse af ikke-reciprok polarisationsrotation, idet der tilvejebringes en lille forskel mellem brydningsindeks for bølger, som udbreder sig i retning med uret (cw), og bølger, som udbreder sig imod uret (ccw). Dette 25 medfører at cw og ccw RCP af bølgerne oscillerer ved en smule forskellige frekvenser, medens det samme gør sig gældende for cw og ccw LCP bølgerne, der er modsat opdelte. Et lasergyroskop arbejder således med cirkulært høj-repolariserede bølger, der er forspændt i én rotations-30 retning, og arbejder med cirkulært venstrepolariserede bølger, der er forspændt i den modsatte retning, hvor forspændingen balanceres ved at trække de to udgangssignaler fra hinanden. 1 I et ringlasergyroskops resonanshulrum findes der et antal resonanssvingningstyper, hvoraf mange er uønskede og skal undertrykkes. Ved den kendte teknik er undertrykkel-
DK 164412B
3 se af uønskede svingningstyper tilvejebragt ved at bearbejde en smal spalte i gyro-blok-hulrum, fortrinsvis overfor et sfærisk spejl i et hulrum med tre spejle. En anden løsning har været at føre en kobberskive med et 5 centralt hul i et resonanshulrum, som udgør en del af en Faraday-rotator. Endelig er det kendt at udnytte ufuldstændigheder i resonanshulrumsvæggen, hvilke ufuldstændigheder hidrører fra fremstillingen af laser-gyro-blok-ken. En væsentlig ulempe ved den kendte teknik er, at un-10 dertrykkelsen ikke har kunnet justeres, således at en finindstilling af den færdige gyroblok ikke kunne opnås. Endvidere medfører en spredning af de bremsede lysbølger en forøgelse af låsebåndet ved store vinkelrotationshastigheder samt en variation i gyroforspændingen. Disse 15 variationer reducerer ringlasergyroskopets ydelse.
Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en dielektrisk spejl/reflektor af den indledningsvis angivne art uden at den har de nævnte ulemper, som er til stede ved 20 den kendte teknik.
Dette opnås ved, at spejl/reflektoren er udformet som angivet i krav l's kendetegnende del.
25 Opfindelsen er yderligere kendetegnet ved de i underkravene angivne træk, og vil i det følgende blive nærmere forklaret med henvisning til tegningen, hvorpå: 1 35
DK 164412 B
4 fig. 1 viser et blokdiagram af et ringlaser-gyroskop-system, hvor der perspektivisk ses en udførelsesform for gyroblokken ifølge opfindelsen, fig. 2 er en graf, som viser forstærknings/frekvens-5 karakteristikker for det på fig. 1 viste ringlaser- gyroskopsystem, hvor de relative frekvenser for de fire bølger i systemet kan ses, fig. 3A viser et forsidebillede af en reflektor som et eksempel ifølge opfindelsen på et faseafhængigt lysstop, 10 set fra den indvendige side af den lukkede vej fra fig. 1, fig. 3B viser et snit gennem en reflektor, som udgør en udførelsesform for et faseafhængigt lysstop, fig. 4A viser et forsidebillede afen reflektor ifølge opfindelsen i form af et absorptionslysstop, set fra 15 den indvendige side af den lukkede vej fra fig. 1, fig. 4B viser et snit gennem en reflektor af absorptionslysstop-typen , fig. 5A er en graf, som viser Hermit-Gauss funktionen,
Ug(^), der repræsenterer en endimensional tæthedsfor-20 deling af grundsvingningstypen, fig. 5B er en Hermit-Gauss funktion, U^(^), der repræsenterer en endimensional tæthedsfordeling af den første svingningstype uden for aksen,
DK 164412B
5 fig. 5C er en Hermit-Gauss funktion, 1^( £), der repræsenterer en endimensional tæthedsfordeling af den anden svingningstype uden for aksen, medens fig. 5D er en Hermit-Gauss funktion, 11^( ?,), der repræ-5 senterer en endimensional tæthedsfordeling af en tredje svingningstype uden for aksen.
På fig. 1 er der vist en ringlasergyroblok 10. Inden i gyroblokken 10 findes et ikke-plant resonanshulrum 16, som udgør en lukket vej for udbredelsen af elektromagne-10 tiske bølger, og endvidere findes der 4 dielektriske spejle eller reflektorer 13, 30, 32 og 38, som er indrettet til at lede bølgerne rundt langs den lukkede vej, samt et Faraday rotatoraggregat 28, som medfører ikke-reci-prok rotation af de udbredende bølgers polarisation, 15 og endelig findes der anoder 14 og 36, en katode 34 og et laserforstærkningsmedium 39, som omfatter en helium-neongasblanding, hvor de to aktive isotoper er neon 20 og neon 22. Det gasformige forstærkningsmedium 39 anslås elektrisk ved hjælp af udladningsstrømme, som frembringes 20 mellem anoderne 14 og 36 og katoden 34, således at gassen bliver et 1ysudstrålende laserforstærkningsmedium eller et plasma, som opretholder resonanslaserbølger i det optiske hulrum 16. Gyroblokken 10 er fortrinsvis fremstillet af et materiale, som har lav varmeudvidelseskoef-25 ficient, såsom glas-keramisk materiale, således at virkningerne fra temperaturændringer indvirker mindst muligt på lasergyroskopsystemet. Et foretrukkent kommercielt tilgængeligt materiale sælges under navnet "Cer-Uit" materiale C-101 fra Owens-Illinois Company eller alterna-30 tivt "Zerodur" fra Scott Optical Company.
Den ikke-plane ring har en iboende evne til kun at understøtte cirkulært polariserede bølger, uden at der bruges
DK 164412 B
6 en krystalrotator. Placeringen af reflektorerne 13, 20, 32 og 38 i ringvejen 16 medfører et faseskift, som ændrer resonansfrekvenserne for bølgerne. Resultatet, der er vist på fig. 2, er, at de cirkulært venstrepolariserede bøl-5 ger (fj og f£) vil have en resonansfrekvens, der er forskellig fra resonansfrekvensen for cirkulært højrepolariserede bølger (f-j og f^). Denne ikke-plane elektromagnetiske ringresonator er nærmere forklaret i USA patent-skrift nr. 4 110 043.
10 Reflektoren 13 er forbundet til et piezoelektrisk element 12, som er indrettet til at bevæge reflektoren ind og ud og udgør således en del af styresystemet for hulrummets vejlængde. Reflektoren 30 benyttes udelukkende til re-flektion af de elektromagnetiske bølger i den lukkede 15 laservej. Foruden at reflektere de ønskede elektromagnetiske bølger i den lukkede laservej 16, omfatter reflektoren 32 ifølge opfindelsen et lysstopapparatur 33, der er indrettet til at undertrykke uønskede resonans-svingningstyper i den lukkede vej. Reflektoren 38 er 20 kun delvis reflekterende, således at den tillader en lille del af bølgerne, som falder ind mod dens overflade, at passere og blive kombineret og behandlet til tilvejebringelse af rotationsinformation.
Faraday rotatoraggregatet 28 er vist i et af den ikke-25 plane ringlaservej 16's segmenter mellem reflektorerne 30 og 32. Dette ikke-reciprokke magneto-optiske organ frembringer en forspænding af bølgernes faseforsinkelse uanset hvilken cirkulær polarisation, der er tale om, idet faseforsinkelsen er forskellig for bølger med ens polari-30 sation, som udbreder sig henholdsvis i urets retning og mod urets retning. Kombinationen af reflektorerne 13, 30, 32 og 38 og Faraday rotatoren 28 er indrettet således, at ringresonatoren understøtter bølger, der har de på fig. 2 viste svingningsfrekvenser. Der findes imidlertid
DK 164412 B
7 alternative midler for tilvejebringelse af samme resultater, som opnås ved hjælp af Faraday rotatoren.
Sådanne andre organer, der gør brug af Zeeman effekten, er angivet i USA patentskrift nr. 4 229 106.
5 Photon absorptionsorganer 24 og 26 er anbragt for absorp tion af reflekterede elektromagnetisek bølger fra Faraday rotatoraggregatet 28.
Foruden ringlasergyroskopblokken 10 er der på fig. 1 vist forbindelser til tilhørende lasergyroskopelektro-10 nik- og optik. Højspændingsforsyningen 50 frembringer en høj negativ spænding til katoden 34 og en høj positiv spænding til det piezoelektriske drivorgan 52. Elektronik 54 for styring af udladningen er indrettet til at regulere den elektriske strøm fra anoderne til katoder-15 ne, idet forskellige gyroblokke kan kræve forskellige værdier af katodestrøm afhængig af de optiske tab i den bestemte gyroblok.
Vejlængdestyresystemet er et tilbagekoblet kredsløb, der er indrettet til at opretholde en forudbestemt, op-20 timal optisk vejlængde i gyrohulrummet 16. Vejlængde- styresystemet 58 har en detektorforforstærker 56 samt elektronik for de piezoelektriske højspændingsdrivorganer 52. Den optiske vejlængde styres ved hjælp af en reflektor 13, der er anbragt på en piezoelektrisk tran-25 sor (PZT) 12. Højspændingsdrivorganet 52 styrer PZT 12 med en spænding, som rækker fra 0 til 400 volt. Da der kan opnås stabile arbejdspunkter ved bølgelængdeintervaller, som er lig med den halve laserbølgelængde, vil den svingningstype, som nærmest svarer til centrum af 30 transorens dynamikområde, normalt blive valgt som et
DK 164412 B
8 permanent arbejdsområde. Detektorforforstærkeren 56 separerer vekselstrømssignalerne og jævnstrømssignalerne, som er modtaget fra udgangsoptikken 35. Jævnstrømssignalerne benyttes til styring af vejlængden. Vekselstrøms-5 signalerne er sinusbølger og repræsenterer gyroudgangs-signalet, og disse signaler sendes til en signalbehandlingsdel 60, hvor de konverteres til to digitale impuls-rækker °9 ^vor der frembringes en impuls for hver cyklus inden for den indkommende spændingsbølge-10 form. Vejlængdestyresystemet er nærmere forklaret i USA patentskrift nr. 4 108 553 og vil derfor ikke blive nærmere forklaret.
Udgangsoptikken 35 udtager en del af hver stråle, som udbreder sig inden for laserhulrummet, til frembringelse 15 af to udgangssignaler, ^"^2 °9 ^3“^4» som hver repræsenterer differensfrekvensen mellem bølgepar med ens cirkulær polarisation inden for hulrummet, således som det er vist på fig. 2. Udgangsreflektoren 38 har en transmissionsbelægning på den ene side og har en strålesplit-20 ningsbelægning "på den anden side. Begge belægninger er af en standardtype med skiftende lag af Ti02 og Si02* Strålesplitningsbelægningen trans'mitterer halvdelen af den indfaldende intensitet og reflekterer den anden halvdel.
Ved hjælp af et retroreflekterende prisme 37 heterodyn-25 kombineres de to stråler. Dette retvinklede prisme er fremstillet af smeltet kvarts og har sølvbelagte, reflekterende overflader. Mellem sølvet og den smeltede kvarts findes der en dielektrisk belægning for at opnå minimal fasefejl ved reflektionen. En kvartbølgeplade (ikke vist) 30 efterfulgt af pladepolarisatorer benyttes til at separere de fire frekvenser, som er tilstede i hver stråle.
Mellem det retroreflekterende prisme og kvartbølgepladen findes en kile (ikke vist) for at forhindre reflektioner fra de indvendige overflader i at udbrede sig tilbage ind 35 i gyrohulrummet og blande sig med de modsat roterende stråler .
DK 164412 B
9
Udgangsoptikken 35 er afsluttet med et fotodiode-dækglas (antireflektionsbehandlet på den ene side) og et fotodio-de-hus (ikke vist). Mellem de forskellige overflader benyttes der en optisk cement for at opnå sammenklæbning 5 med minimale reflektioner. Udgangsoptikken er nærmere beskrevet i USA patentskrift nr. 4 141 651.
På fig. 3A er der vist en reflektor 32, der tjener som et fasefølsomt lysstoporgan, som omfatter et dielektrisk spejl 31, hvor et specifikt areal af spejlet er bestrå-10 let ved hjælp af en elektronstråle fra et skanderende elektronmikroskop eller lignende instrument. Det elek-tronstrålebehandlede område 33 medfører et faseskift og en lille amplitudereduktion for en del af en vandrende, elektromagnetisk bølge, idet det elektronstrålebehandlede 15 område 33 udviser en forandring i brydningsindekset. Det dielektriske spejl 31 er som vist på fig. 3B fremstillet af lag af skiftevis siliciumdioxid (Si02) 62 og titan-dioxid (Ti02) 64 på et smeltet siliciumdioxid-substrat 66. Det behandlede område 33 strækker sig gennem de fleste 20 af lagene af skiftevis Si02 og Ti02· Dette fasefølsomme lysstop medfører resonanstypediskrimination uden af påføre de imod uret roterende elektromagnetiske bølger nogen målelig spredning. Lysstoppet medfører en lille reduktion af de elektromagnetiske bølgers amplitude, 25 men denne virkning er ikke i sig selv tilstrækkelig til at undertrykke uønskede svingningstyper. Da fasen for en lille brøkdel af de uønskede, imod uret roterende bølger (af højordenstyper), imidlertid ændres en smule i den lukkede vej 16, sker der et tilstrækkeligt tab 30 til, at laservirkningen ikke opstår.
Bestrålingen af en reflektor eller et dielektriskt spejl 31 for at opnå et behandlet areal på ca. 4 millimeters længde og 0.5 millimeters bredde med henblik på at opnå faseskift af en elektromagnetisk bølge tilvejebringes 35 ved hjælp af et elektronstråleinstrument, såsom et skan-
DK 164412 B
10 derende elektronmikroskop (SEM) fra Cambridge Scientific Instrument Ltd., Cambridge, England, model S-4 Stereoscan med video fremviser (VPU). SEM apparatet indstilles således under elektronstrålebehandlingen:
Accelerationsspænding (Eg) = 30 kg volt
Prøvestrøm (Ig) = 2 x 10 ® Ampere
Endelig huldiameter = 700 mikrometer
Forstørrelse = 20 gange
Type = enkeltlinje-repetitions- skandering Hældning = nul 5 Fremgangsmåden for behandling af et dielektrisk spejl med SEM apparatet er således: 1. Belægning af et dielektrisk spejl med et lag på 500 ångstrøm af kobber for jordforbindelse.
2. Indstilling af SEM for sædvanlig undersøgelse med 10 en hældningsvinkel på nul og med registrering af ar- bejdsafstandsaflæsningen.
3. Indstilling af video-fremviseren (VPU) og SEM til en rotationsvinkel på nul med den arbejdsafstand, som er bestemt under trin 2.
15 4. Placering af det område af det dielektriske spejl, som ønskes behandlet under elektronstrålen.
5. Defocusering af elektronstrålen til en arbejdsafstand på 40 millimeter.
6. Indstilling af VPU til en rotationsvinkel på nul 20 ved en arbejdsafstand på 40 millimeter.
7. Indstilling af arbejdstilstanden til linjeskandering.
DK 164412B
11 8. Belysning af det dielektriske spejl med elektronstrålen i 4 timer.
9. Kobberet fjernes fra det dielektriske spejl ved hjælp af passende ætsende midler, såsom ammoniumpersulfat.
5 På fig. 5A-5D er der vist Hermit-Gauss funktioner, der repræsenterer den éndimensionale tæthedsfordeling af den fundamentale og de højereordensresonans-svingnings-typer uden for aksen. Tilstedeværelsen af disse svingningstyper i en resonatoropbygning, såsom en confokal 10 Fabrey-Perot resonator eller en ringl aser-resonator med sfæriske og flade reflektorer, som har ens størrelse og reflektionsevne, er blevet demonstreret og beskrevet i detaljer i artiklerne "Resonant Modes in a Maser Interferometer" af A.G. Fox og Tingye Li og 15 "Confocal Multimode Resonator for Millimeter Through
Optical Wavelength Masers" af G.D. Boyd og J.P. Gordon,
Bell System Technical Journal, marts 1961, vol. 40, s. 453-488 og s. 489-508. En svingningstype kan defineres som en feltfordeling, som gentages med en vis rummelig 20 fordeling med hensyn til fase, men ikke nødvendigvis med hensyn til amplituden, medens bølgen bevæger sig frem og tilbage mellem de to reflektorer. Som følge af tabene på grund af diffraktion og reflektion reduceres det reproducerede mønsters intensitet efter hver vandring 25 gennem resonatoren, hvis der ikke er noget forstærkningsmedium tilstede. I de nævnte artikler har forfatterne vist, at der findes et sæt svingningstyper, der vil reproducere sig selv via lige store spejle i resonatoren.
Når der tages hensyn til virkningen af diffraktionstab 30 hidrørende fra endelige hulstørrelser, bliver svingningstyperne enestående, og hver type har sin egen karakteristiske henfaldshastighed eller Q. Når der tages hensyn til den forstærkning, som opnås ved hjælp af helium-neon-udladningen, kan der opnås en stationær tilstand,
DK 164412 B
12 hvor alle de svingningstyper, der har højere forstærkning end tab, oscillerer eller laser. De nævnte svingningstype-tab omfatter diffraktionstab og tab som følge af ufuldstændige spejle.
5 I tilfælde af lave diffraktionstab er svingningstyperne stadig med god tilnærmelse beskrevet ved hjælp af Hermit-Gauss funktionerne, som er vist på fig. 5A-5D, som kun er helt nøjagtige i det tabsfri tilfælde med uendelige huller: UL = (fl-1/2 LI 2L)-l/2
hvor = Hermit-Gauss polynomiet af ordenen L
10 Kurvene på fig. 5A-5D viser intensitetsfordelingen af lavordens-tværélektriske typer, som er normaliseret til at have en konstant stråleeffekt for alle svingningstyperne (jT^ U|^ (£ ) d ζ. = 1). Det er vigtigt at bemærke, at højere ordenstyperne indeholder mere energi 15 i "halerne" (større afstand fra strålecentret), end det er tilfældet for lav ordenstyper. Ved hjælp af lysstopdiskrimineringen ifølge opfindelsen tilføjes der yderligere energitab til højere ordenstyper, således at disse forhindres i at lase, men denne teknik medfører 20 ikke så store tab i de fundamentale svingninger, at disse forhindres i at lase.
DK 164412B
13 På figurene 4A og 4B er der vist alternative absorberende lysstop 70. Disse er tilvejebragt ved aflejring af et absorberende materiale 74 på et dielektrisk spejl 72. Det absorberende materiale, såsom lysabsorberende glas, place-5 res ovenpå ca. 20 lag af skiftevis S1O2 og T1O2J som er frembragt på et smeltet siliciumoxidsubstrat 76. Tykkelsen af det absorberende materiale 74 varierer lineært eller kvadratisk som en funktion af afstanden fra spejlets 72 centrum med henblik på at minimere spedningseffek-10 ter og på at opnå undertrykkelse af højere ordenstyper som følge af energiabsorption. Med denne type lysstop vil der imidlertid altid være en eller anden mellemflade 75 tilstede mellem det absorberende materiales begyndelse (tættest ved spejlets 72 centrum) og den overflade af 15 spejlet 72, som medfører den uønskede spedning af en del af den indfaldende lysenergi.
Lysstoppet ifølge opfindelsen medfører en væsentlig forbedring i forhold til de kendte metoder til resonanstype-undertrykkelse, idet lysstoppet kan justeres efter frem-20 stillingen, og efter at det er indsat i gyroblokken 10, samt under udbredelsen af elektromagnetiske bølger inden for den lukkede vej 16. Denne justering tilvejebringes ved at ændre stillingen for en reflektor 32 i forhold til de vandrende bølger. Hvis overfladen af en reflektor er plan, 25 består justeringsproceduren blot i for at skubbe reflektoren på dens bæreflade, medens tabene i de fundamentale og højere ordenssvingningstyper overvåges på udgangen af signalbehandlingskredsløbet 60. Hvis reflektoren er sfærisk (ikke vist) og omfatter et absorberende lysstop 70, skal 30 det absorberende materiale være aflejret i en radial retning, hvorved justeringen kan tilvejebringes ved at rotere reflektoren i forhold til dens sfæriske akse. I tilknytning til den forbedrede justeringsmulighed medfører lysstoppet ifølge opfindelsen, at der ikke er behov for 35 et element i hulrummet til tilvejebringelse af undertrykkelse af de uønskede svingninger.
Claims (7)
1. Dielektrisk spej1/reflektor med en flade til dirige-5 ring af elektromagnetiske bølger i ringresonatorer, la-sergyroskoper og andre apparattyper til frembringelse og styring af elektromagnetiske bølger i lukkede baner og forstærkningsmedier, kendetegnet ved, at det til undertrykkelse af uønskede højereordens resonanstyper 10 eller til forandring af fase og amplitude har et eller flere områder (33, 74) af fladen (31, 72), beregnet til frembringelse af den nævnte undertrykkelse eller forandring.
2. Dielektrisk spej1/reflektor ifølge krav 1, kende tegnet ved, at området eller områderne (33) er behandlet med en elektronstråle.
3. Dielektrisk spej1/reflektor ifølge krav 1, kende-20 tegnet ved, at området eller områderne (74) er dannet af afsat absorberende materiale.
4. Dielektrisk spej1/reflektor ifølge krav 3, kendetegnet ved, at tykkelsen af det absorberende mate- 25 riale (74) vokser som en funktion af den radiale afstand fra spejlets centrum.
5. Dielektrisk spej1/reflektor ifølge krav 3 og 4, kendetegnet ved, at det afsatte absorberende 30 materiale (74) omfatter et lysabsorberende glas.
6. Dielektrisk spej1/reflektor ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at det omfatter lag (62, 64; 76, 78) af dielektrisk materiale, 35 som kan have forskellige brydningsindekser. 15 DK 164412 B
7. Dielektrisk spejl/reflektor ifølge krav 6, kendetegnet ved, at det omfatter skiftende lag af sili-ciumdioxid og titandioxid, afsat på et underlag af brændt siliciumdioxid. 5 10 15 20 25 30 35
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US26571281 | 1981-05-20 | ||
| US06/265,712 US4519708A (en) | 1981-05-20 | 1981-05-20 | Mode discrimination apparatus |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK226782A DK226782A (da) | 1983-01-07 |
| DK164412B true DK164412B (da) | 1992-06-22 |
| DK164412C DK164412C (da) | 1992-11-09 |
Family
ID=23011589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK226782A DK164412C (da) | 1981-05-20 | 1982-05-19 | Dielektrisk spejl/reflektor til dirigering af elektromagnetiske boelger, f.eks. til lasergyroskoper |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4519708A (da) |
| JP (1) | JPS57210681A (da) |
| AU (2) | AU553685B2 (da) |
| BE (1) | BE893254A (da) |
| CA (1) | CA1201190A (da) |
| CH (1) | CH661154A5 (da) |
| DE (1) | DE3217916C2 (da) |
| DK (1) | DK164412C (da) |
| FR (1) | FR2506451B1 (da) |
| GB (1) | GB2099178B (da) |
| IT (1) | IT1147973B (da) |
| NL (1) | NL185687C (da) |
| NO (1) | NO164440C (da) |
| SE (1) | SE451889B (da) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL72284A0 (en) * | 1983-07-05 | 1984-11-30 | Litton Systems Inc | Method and apparatus for laser mode control |
| US5357338A (en) * | 1983-07-11 | 1994-10-18 | Litton Systems, Inc. | Path length controller with offset bias for a ring laser gyro |
| US4672625A (en) * | 1984-03-30 | 1987-06-09 | Spectra-Physics, Inc. | Methods and apparatus for maximizing the power output of a gas laser |
| US4742506A (en) * | 1984-07-12 | 1988-05-03 | Sony Corporation | Tracking error detecting apparatus for an optical head with skew error reduction by using an inclined header portion |
| US4559475A (en) * | 1984-07-12 | 1985-12-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Quasi-optical harmonic gyrotron and gyroklystron |
| US4821282A (en) * | 1985-12-27 | 1989-04-11 | Honeywell Inc. | Mirror assembly for lasers |
| US4865436A (en) * | 1986-03-25 | 1989-09-12 | Honeywell Inc. | Low cost ring laser angular rate sensor |
| US4865451A (en) * | 1986-12-22 | 1989-09-12 | Ahonen Robert G | Silicon substrate mirror assembly for lasers |
| DE3777816D1 (de) * | 1986-12-22 | 1992-04-30 | Honeywell Inc | Spiegelmontage fuer lasers. |
| US4962506A (en) * | 1988-04-14 | 1990-10-09 | Litton Systems, Inc. | Scatter symmetrization in multi-mode ring laser gyros |
| US5495335A (en) * | 1989-04-05 | 1996-02-27 | Litton Systems, Inc. | Ring laser gyroscope with a non-loss inducing mode suppression mechanism |
| CA2037428C (en) * | 1990-03-05 | 1997-04-01 | Akira Takahashi | Reproducing optical device for a magneto-optical recording medium |
| US5166949A (en) * | 1990-12-20 | 1992-11-24 | Northrop Corporation | Method and apparatus for suppressing off-axis modes in laser and ring laser gyroscopes |
| CA2154726A1 (en) | 1994-07-27 | 1996-01-28 | Robert M. Curran | Laser etching of transverse mode discrimination apertures on ring laser gyro mirrors |
| US5663792A (en) * | 1996-02-09 | 1997-09-02 | Killpatrick; Joseph E. | Transverse mode selected operation for a ring laser |
| FR2751795B1 (fr) * | 1996-07-26 | 1998-08-28 | Commissariat Energie Atomique | Cavite microlaser et microlaser a selection de mode, et procedes de fabrication |
| GB2352050A (en) * | 1999-07-13 | 2001-01-17 | Coherent Optics | Interference filters |
| US7535573B2 (en) * | 2006-02-23 | 2009-05-19 | Picarro, Inc. | Cavity enhanced optical spectroscopy with a cavity having a predetermined deviation from a mode degeneracy condition |
| US9000868B2 (en) * | 2008-08-12 | 2015-04-07 | Lockheed Martin Corporation | Mode suppression resonator |
| CN102645214B (zh) * | 2012-04-10 | 2014-12-31 | 浙江大学 | 一种具有温度稳定性的光波导谐振腔 |
Family Cites Families (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1482754A (en) * | 1920-08-07 | 1924-02-05 | Laughlin Myron Penn | Liquid-feed regulator |
| US3045530A (en) * | 1960-07-14 | 1962-07-24 | Agency Ind Science Techn | Optical system having aberration correcting plate member with ring shaped phase retarding layers |
| US3292103A (en) * | 1963-03-15 | 1966-12-13 | Jack A Soules | Laser image amplifying system |
| US3309621A (en) * | 1963-06-24 | 1967-03-14 | Hughes Aircraft Co | Mode controlled laser |
| US3365671A (en) * | 1966-07-12 | 1968-01-23 | Bell Telephone Labor Inc | Multiple-pass molecular laser amplifier with masking to prevent oscillations |
| US3603688A (en) * | 1967-11-08 | 1971-09-07 | Perkin Elmer Corp | Alignment apparatus |
| US3573656A (en) * | 1968-12-23 | 1971-04-06 | Bell Telephone Labor Inc | Laser oscillator with mode selector |
| US3741657A (en) * | 1971-03-03 | 1973-06-26 | Raytheon Co | Laser gyroscope |
| DE2127483A1 (de) * | 1971-06-03 | 1972-12-14 | Leitz Ernst Gmbh | Verfahren zur interferentiellen Messung von Langen, Winkeln, Gangunter schieden oder Geschwindigkeiten |
| US4006989A (en) * | 1972-10-02 | 1977-02-08 | Raytheon Company | Laser gyroscope |
| US3882415A (en) * | 1973-02-13 | 1975-05-06 | Owens Illinois Inc | Glass laser discs with annular alkali lead borate coatings and uses thereof |
| GB1406730A (en) * | 1973-12-20 | 1975-09-17 | Sperry Rand Corp | Ring lasers |
| FR2256563A1 (en) * | 1973-12-28 | 1975-07-25 | Sperry Rand Corp | Ring laser closed loop optical cavity system - has light reflecting frequency biasing element for phase shift imparting |
| DE2400346C2 (de) * | 1974-01-04 | 1983-02-17 | Sperry Corp., 10019 New York, N.Y. | Ringlaser sowie magnetischer Vorspannungsspiegel zur Verwendung als reflektierendes Bauteil des optischen Hohlraumes eines Ringlasers |
| GB1482754A (en) * | 1974-02-06 | 1977-08-17 | Emi Ltd | Lasers |
| CH583978A5 (da) * | 1974-02-26 | 1977-01-14 | Lasag Sa | |
| GB1529813A (en) * | 1974-10-16 | 1978-10-25 | Siemens Ag | Narrow-band interference filter |
| NL7511581A (nl) * | 1975-10-02 | 1977-04-05 | Philips Nv | Reflektor. |
| US4110045A (en) * | 1976-01-02 | 1978-08-29 | Raytheon Company | Electromagnetic wave ring resonator |
| CA1077602A (en) * | 1976-01-02 | 1980-05-13 | Raytheon Company | Electromagnetic wave ring resonator |
| US4108553A (en) * | 1977-01-04 | 1978-08-22 | Raytheon Company | Laser gyroscope detector and path length control system |
| US4141651A (en) * | 1977-01-10 | 1979-02-27 | Raytheon Company | Laser gyroscope output optics structure |
| GB2006515B (en) * | 1977-10-18 | 1982-03-03 | Atomic Energy Authority Uk | Laser apparatus |
| FR2409518A1 (fr) * | 1977-11-22 | 1979-06-15 | Thomson Csf | Gyrometre interferometrique a laser |
| DE2804103A1 (de) * | 1978-01-31 | 1979-08-02 | Siemens Ag | Interferometer mit einer spule aus einem einmode-wellenleiter |
| DE2804119A1 (de) * | 1978-01-31 | 1979-08-02 | Siemens Ag | Interferometer mit einer spule aus einem einmode-wellenleiter |
| GB1596319A (en) * | 1978-02-14 | 1981-08-26 | Emi Ltd | Lasers |
| DE2814476A1 (de) * | 1978-04-04 | 1979-10-18 | Siemens Ag | Interferometer mit einer spule aus einem einmode-wellenleiter |
| US4229106A (en) * | 1978-05-18 | 1980-10-21 | Raytheon Company | Electromagnetic wave ring resonator |
| US4219275A (en) * | 1978-06-22 | 1980-08-26 | Rockwell International Corporation | Ring laser having magnetic isolation of counter-propagating light waves |
| US4219254A (en) * | 1978-08-11 | 1980-08-26 | Macken John A | Corrective optics for higher order mode lasers |
| IL57936A (en) * | 1978-10-02 | 1982-07-30 | Litton Systems Inc | Ring laser with adjustable mirrors |
| CA1145023A (en) * | 1979-02-22 | 1983-04-19 | John C. Stiles | Low loss apertures for ring laser gyros |
| DE2911129A1 (de) * | 1979-03-21 | 1980-10-16 | Siemens Ag | Ringinterferometer mit einem zu einer spule gewickelten einmode-lichtwellenleiter |
| GB2050683B (en) * | 1979-06-02 | 1983-09-14 | Ferranti Ltd | Lasers |
| DE2936284C3 (de) * | 1979-09-07 | 2003-03-27 | Litef Gmbh | Ringinterferometer |
| US4494873A (en) * | 1981-02-17 | 1985-01-22 | Raytheon Company | Electromagnetic wave reflections absorber |
-
1981
- 1981-05-20 US US06/265,712 patent/US4519708A/en not_active Expired - Lifetime
-
1982
- 1982-04-20 CA CA000401273A patent/CA1201190A/en not_active Expired
- 1982-04-26 AU AU83018/82A patent/AU553685B2/en not_active Ceased
- 1982-05-12 DE DE3217916A patent/DE3217916C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1982-05-13 NL NLAANVRAGE8202002,A patent/NL185687C/xx not_active IP Right Cessation
- 1982-05-14 IT IT48428/82A patent/IT1147973B/it active
- 1982-05-17 FR FR8208599A patent/FR2506451B1/fr not_active Expired
- 1982-05-17 SE SE8203079A patent/SE451889B/sv not_active IP Right Cessation
- 1982-05-18 NO NO821656A patent/NO164440C/no unknown
- 1982-05-19 JP JP57084690A patent/JPS57210681A/ja active Granted
- 1982-05-19 CH CH3139/82A patent/CH661154A5/de not_active IP Right Cessation
- 1982-05-19 BE BE0/208147A patent/BE893254A/fr not_active IP Right Cessation
- 1982-05-19 DK DK226782A patent/DK164412C/da not_active IP Right Cessation
- 1982-05-20 GB GB8214790A patent/GB2099178B/en not_active Expired
-
1986
- 1986-04-30 AU AU57030/86A patent/AU572392B2/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL8202002A (nl) | 1982-12-16 |
| DE3217916A1 (de) | 1982-12-09 |
| NL185687B (nl) | 1990-01-16 |
| DK164412C (da) | 1992-11-09 |
| FR2506451A1 (fr) | 1982-11-26 |
| CA1201190A (en) | 1986-02-25 |
| BE893254A (fr) | 1982-09-16 |
| IT1147973B (it) | 1986-11-26 |
| NO164440B (no) | 1990-06-25 |
| NO164440C (no) | 1990-10-10 |
| US4519708A (en) | 1985-05-28 |
| GB2099178B (en) | 1985-10-23 |
| FR2506451B1 (fr) | 1986-03-14 |
| AU8301882A (en) | 1982-11-25 |
| AU5703086A (en) | 1986-09-11 |
| DK226782A (da) | 1983-01-07 |
| CH661154A5 (de) | 1987-06-30 |
| IT8248428A0 (it) | 1982-05-14 |
| SE8203079L (sv) | 1982-11-21 |
| JPH0117275B2 (da) | 1989-03-29 |
| AU553685B2 (en) | 1986-07-24 |
| SE451889B (sv) | 1987-11-02 |
| NL185687C (nl) | 1990-06-18 |
| NO821656L (no) | 1983-01-26 |
| AU572392B2 (en) | 1988-05-05 |
| GB2099178A (en) | 1982-12-01 |
| JPS57210681A (en) | 1982-12-24 |
| DE3217916C2 (de) | 1995-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK164412B (da) | Dielektrisk spejl/reflektor til dirigering af elektromagnetiske boelger, f.eks. til lasergyroskoper | |
| US4627732A (en) | Mode discrimination apparatus | |
| US5513039A (en) | Ultraviolet resistive coated mirror and method of fabrication | |
| JP5690559B2 (ja) | 光位相雑音誤差低減器 | |
| US4326803A (en) | Thin film laser gyro | |
| US4397027A (en) | Self-compensating gas discharge path for laser gyro | |
| EP0138452B1 (en) | Laser light source device | |
| US5007065A (en) | Bilithic unidirectional ring laser | |
| CA1190308A (en) | Electromagnetic wave reflections absorber | |
| EP0626596B1 (en) | Ultraviolet resistive antireflective coating | |
| US4470701A (en) | Dispersion equalized ring laser gyroscope | |
| US3611436A (en) | Mode-selective laser using resonant prisms | |
| JPH01188823A (ja) | 光学アイソレータ | |
| US4687331A (en) | Ring laser gyroscope | |
| US4548501A (en) | Laser gyroscope system | |
| JPH0321889B2 (da) | ||
| US3435371A (en) | Laser mode selection apparatus | |
| EP0467939B1 (en) | Ring laser | |
| US3937578A (en) | Laser gyroscope | |
| US5384636A (en) | External scatter removal system | |
| GB2120839A (en) | Ring laser gyroscope | |
| US20260031592A1 (en) | Universal frequency synthesizer | |
| Kolodnyi et al. | Low-loss IBS mirrors for Zeeman laser gyros | |
| JPH0642567B2 (ja) | リングレ−ザ−ジャイロの磁場変化感応度低下装置 | |
| KR20260038057A (ko) | 미세가공 증기셀 및 이를 포함하는 양자 센서 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PBP | Patent lapsed |