JPH02133973A - リングレーザジャイロ - Google Patents

リングレーザジャイロ

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Publication number
JPH02133973A
JPH02133973A JP28841688A JP28841688A JPH02133973A JP H02133973 A JPH02133973 A JP H02133973A JP 28841688 A JP28841688 A JP 28841688A JP 28841688 A JP28841688 A JP 28841688A JP H02133973 A JPH02133973 A JP H02133973A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
mirror
prism
incident
angle
Prior art date
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Pending
Application number
JP28841688A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiko Hayashi
義彦 林
Kenichi Tanaka
健一 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP28841688A priority Critical patent/JPH02133973A/ja
Publication of JPH02133973A publication Critical patent/JPH02133973A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/081Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
    • H01S3/083Ring lasers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、例えば航空機用の慣性航法装置に回転レー
トセンサとして使用されるようになるリングレーザジャ
イロに関する。
(従来の技術) 一般的に、リングレーザジャイロの光共振路は、三角形
若しくは四角形に形成されているが、基本的にはその角
数は任意でよいものであるので、以下の説明では四角形
の共振路を有する場合を例にして説明する。
リングレーザジャイロは、共振路の入力軸方向に入力レ
ートが加わったときに、その共振器内を進行するCW光
およびC6w光の間に周波数の差が生ずるようになるサ
ニヤック効果を生ずる。そして、このリングレーザジャ
イロは上記サニック効果を利用した回転レートセンサを
構成するようになる。しかし、上記光の周波数はTHz
  (テラヘルツ)のオーダの非常に高い周波数であり
、このためCW光と00w光との間の周波数差を直接的
に測定することはできない。
したがって、リングレーザジャイロにあっては、上記C
W光とCCW光の周波数差を間接的に求めるようにして
いるものであるが、この周波数差を間接的に測定する手
段としては、プリズムを用いてCW光とCC前光とを微
小角度で干渉させ、この両者のうなりの周波数を測定す
る手段が知られている。上記CW光とCC前光との間に
設定される微小角度は、フリンジ(干渉縞)を形成する
ために必要とされる角度であり、入力レートの方向はこ
のフリンジの移動する方向によって決定される。
第3図は上記のような従来の干渉縞を発生させるフリン
ジ検出部の構成を示すもので、両面が平行な面に形成さ
れる通常の半透過ミラー11を備え、この半透過ミラー
11の表面側の面に、CW光およびCC前光がそれぞれ
45″の角度で異なる方向から入射されるようなる。そ
して、この半透過ミラー11の裏面に直角プリズム12
を対設し、半透過ミラー11に入射されたCW光および
CC前光が、ミラー11を透過した後に直角プリズム1
2に入り、直角部で反射され、さらにミラー11の裏面
部で反射されてフリンジ模様が得られるように出力され
るようにしている〇 このようなフリンジ検出部において、フリンジを得るた
めに必要とされる微小角度は、直角プリズム12の直角
部に設定される。すなわち、このプリズム12の直角部
の角度を“90@+α に設定するもので、この微小角
度αはフリンジ間隔により決定され、例えば20mmの
フリンジ間隔を得るしかし、この20secの微小角度
を直角プリズム12の直角部に持たせるようにすること
は、実際の製作上で非常に困難であり、精度の高いフリ
ンジ検出部を構成するために非常に不利な条件となる。
(発明が解決しようとする課題) すなわち、リングレーザジャイロにおいて、フリンジ検
出部でフリンジを形成するために必要となる微小角度を
設定する手段が非常に繁雑なる課題を有する。
この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、製作
の非常に困難となるプリズムの直角部に微小角度を設定
させるようなことを行なわず、容易にフリンジ形成に必
要な微小角度を設定したフリンジ検出部が構成され、目
的とするフリンジ間隔が確実に得られるようにするリン
グレーザジャイロを提供しようとするものである。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明に係るリングレーザジャイロにあっては、特に
そのフリンジ検出部がCW光およびCW光が入射される
半透過ミラーと、この半透過ミラーを通過した光が入射
される直角プリズムとを含み構成されるようする。そし
て、上記半透過ミラーのCW光およびCC前光の入射さ
れる表面と直角プリズムに対面する裏面との間に、所定
の微小角度(ウェッジ角度α)が設定されるようにして
いる。
(作用) このように構成されるフリンジ検出部を備えたリングレ
ーザジャイロにおいて、半透過ミラーの表面と裏面との
間にウェッジ角度αを設定することにより、この半透過
ミラーに入射されるCW光およびCC前光それぞれの、
直角プリズムへの入射角度に差を持たせることができる
ようになる。
そして、この半透過ミラーに設定した微小なウェッジ角
度aによって、プリズム透過後にCW光とCC前光によ
るフリンジ(干渉縞)が形成されるようになる。
(実施例) 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
まず、第1図はリングレーザジャイロの全体的な構成を
示すもので、四角形の共振路を構成するために、例えば
超低膨脂ガラスによって、はぼ正方形のリング状に構成
したブロック本体20を備える。このブロック本体20
には、例えば隣合う2箇所のコーナ部に対応してダイヤ
フラムミラーと称される光路長制御ミラー21aおよび
21bが配置設定される。この場合、これら光路長制御
ミラー21aおよび21bは、それぞれミラー駆動装置
22aおよび22bによって支持されるようになってい
るもので、このミラー駆動装置22aおよび22bによ
って制御ミラー21aおよび21bの位置を変化させ、
光路長が可変制御されるようにしている。
ブロック本体21の他の2つのコーナ部には、それぞれ
方向変換用のミラー23aおよび23bが配設されるも
ので、その一方のミラ−23a部には、フリンジ検出部
24が設定されている。
第2図は上記フリンジ検出部24を拡大した状態で取り
出して示すもので、リングレーザジャイロを構成する四
角形のブロック本体20の各コーナ部を反射して到来し
たCW光およびCCW光が、ミラー23aの表面部に互
いに反対の方向から、ミラー面にそれぞれ45°の角度
が設定される状態で入射される。
ここで、ミラー23aは光に対して半透過状態に設定さ
れるもので、上記CW光およびCCW光の入射される表
面とその反対側の裏面とは平行な状態ではなく、ウェッ
ジ角θlが設定されるようになっている。そして、この
ミラー23aの裏面部に平行な状態で1つの面が設定さ
れるようにして直角プリズム25が配置設定される。
この直角プリズム25は、角度が90°の状態に設定さ
れる直角部25aを有し、さらに入射されたCCW光が
上記直角部25aを挾む2つの面で全反射されるように
するための条件(臨界角の条件)を満たすために他の部
分の角度が例えば73°に設定されている。
このように構成されるフリンジ検出部24において、実
線で示す状態でCW光およびCCW光がミラ−23a面
に入射されると、この光の一部はミラー 23aの内部
に入射され、さらにその裏面部に設定された直角プリズ
ム25に入射される。そして、CCW光はプリズム25
の直角部25aを挟む2面で反射され、さらにミラー2
3aの面に平行な面で反射されてプリズム25の第3の
面から出射角δlで出射される。また、CW光はミラー
23aを透過した後直角プリズム25に入射され、上記
第3の面から出射角δ2で出射される。
ここで、CW光およびCCW光の経路をスネルの法則に
基づき計算すると、直角プリズム25の第3の面からの
出射角δ1およびδ2は、それぞれ次の式で示すように
なる。
δl −5in ’ [(nz /no ) sln 
 13θ2+sin −’ (no / nz ) s
in 45”十〇r−1711・・・・・・・・・(C
CW光)δ2−5in−1C(nz / no ) s
in  (θ2+sln −’ (no /nz ) 
sin 45゜−〇r−1711・・・・・・・・・・
・・(CW光)ここで、“δ−δl−δ2°とおくと、
直角プリズム25から出射したCW光と06手光とから
形成されるフリンジの間隔dは、光の波長をλとすると
上記間隔dは次のように近似される。
dζλ/δ ここで、nz;ミラー・プリズムの屈折率no;空気の
屈折率 θ2;第3図で説明したαに相当 第3図を用いて説明した従来例では、上記式において“
θl−0“とし、“θ2−α−特定角度。
としているもので、これによりフリンジ間隔を決めるよ
うにしている。しかし、上記実施例で示したジャイロに
あっては、“θ2−0°としてθ1に特定されるウェッ
ジ角を持たせるようにしてフリンジ間隔を1すでいる。
したがって、プリズム25の直角部25aは、正確に“
直角−90@゛に設定したまま、ミラー23aにウェッ
ジ角θ1を形成することによって、フリンジが形成され
るようにしている。
この場合、フリンジ間隔2■、λ−6328人、no−
1,00、nz−1,54としたときのθlの値は、“
θl −20sec  と計算される。
[発明の効果〕 以上のようにこの発明に係るリングレーザジャイロによ
れば、CW光およびCCW光の入射される半透過ミラー
に対してのみウェッジ角を設定することにより、理想と
するフリンジが形成されるようになる。例えば円柱状の
ミラ一部材を、その中心軸に対して傾斜する面で切断し
て、この切断面を光反射面とするようにしでミラーを構
成するようにした場合、このミラ一部材を回転させるこ
とにより見掛は上のウェッジ角が変化するようになり、
直角プリズムの直角部を微小角度調整するようにした場
合に比較して、製作精度を上げることなく、容易に所定
のフリンジ角が設定できるようになる。すなわち、この
リングレーザジャイロの製作に際しては、組合わせ設定
した後にミラーを回転してその傾斜面の方向を回転調整
することにより、最適のフリンジが得られるようになる
ものであり、リングレーザジャイロのフリンジ検出部が
容易且つ高精度に構成できるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係るリングレーザジャイ
ロの構成を説明するための図、第2図は上記ジャイロの
特にフリンジ検出部を取出して示す構成説明図、第3図
は従来のリングレーザジャイロのフリンジ検出部を説明
する構成図である。 20・・・ブロック本体、21a 、 21b・・・光
路長制御ミラー、22a 、 22b−・・ミラー駆動
装置、23a 、 23b・・・ミラー(方向変換用)
、24・・・フリンジ検出部、25・・・直角プリズム
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第3図 手続補正書 平成元年 特許庁長官 吉 1)文 毅 殿 1、事件の表示 特願昭63−288416号 2、発明の名称 リングレーザジャイロ 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 (307)  株式会社 東芝 2.17 月 日 7、補正の内容 (1)特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 (2)  明細書の第2頁第13行目に「サニック」と
あるを「サニヤック」に訂正する。 (3)  同第5頁第10行目に「CW光」とあるをr
ccw光」に訂正する。 (4)  同第7頁第4行目に「配設」とあるを「配置
」に訂正する。 (5)同第9頁第9行目にrCC手光」とあるをrcc
w光」に訂正する。 (6)  図面の第1図を別紙の通り訂正する。 4、代理人 東京都千代I′IJ区霞が関3丁目7番2号2、特許請
求の範囲 少なくとも三角形以上の多角形の光共振路に形成された
フリンジ検出部は、 CW光およびCCW光が入射されさらに一部が透過光と
して出射される半透過ミラーと、この半透過ミラーの上
記反射する面と反対側の裏面に対向設定され、上記ミラ
ーを透過した光を反射させて導出するプリズムとを具備
して構成され、 上記半透過ミラーの上記CW光およびCCW光を反射す
る面とその裏面との間に、微小ウェッジ角が設定される
ようにしたことを特徴とするリングレーザジャイロ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  少なくとも三角形以上の多角形の光共振路に形成され
    たフリンジ検出部は、 CW光およびCCW光が入射されさらに一部が透過光と
    して出射される半透過ミラーと、この半透過ミラーの上
    記反射する面と反対側の裏面に対向設定され、上記ミラ
    ーを透過した光を反射させて導出するプリズムとを具備
    して構成され、 上記半透過ミラーの上記CW光およびCCW光を反射す
    る面とその裏面との間に、微小ウェッジ角が設定される
    ようにしたことを特徴とするリングレーザジャイロ。
JP28841688A 1988-11-15 1988-11-15 リングレーザジャイロ Pending JPH02133973A (ja)

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ID=17729931

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JP28841688A Pending JPH02133973A (ja) 1988-11-15 1988-11-15 リングレーザジャイロ

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JP (1) JPH02133973A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5857697A (en) * 1995-12-12 1999-01-12 Trw Occupant Restraint Systems Gmbh Vehicle steering wheel with an integrated vehicle occupant restraint system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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