JPH02240984A - リングレーザジヤイロスコープ - Google Patents
リングレーザジヤイロスコープInfo
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- JPH02240984A JPH02240984A JP2022359A JP2235990A JPH02240984A JP H02240984 A JPH02240984 A JP H02240984A JP 2022359 A JP2022359 A JP 2022359A JP 2235990 A JP2235990 A JP 2235990A JP H02240984 A JPH02240984 A JP H02240984A
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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
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/131—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
- H01S3/134—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation in gas 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
- G01C19/661—Ring laser gyrometers details
- G01C19/665—Ring laser gyrometers details control of the cavity
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はリングレーザに関するものであり、特にリング
レーザジャイロスコープにおけるビームの強さの制御に
関するものである。
レーザジャイロスコープにおけるビームの強さの制御に
関するものである。
リングレーザジャイロスコープの一つの共通の形は適当
な熱的及び光学的性質を有する材料の中実ブロックから
成シ、そのブロックの中に形成された三つの直線通路を
備えるとともに、各頂点に鏡を有する三角形光路がブロ
ックの中に形成されている。三つの通路は、互いに通じ
合っており、励起されて気体の中に放電を生ずる気体活
性レージング媒体を含んでいる。この放電は、通路の中
に、又は通路と連通して、かつ適当な直流電源に接続さ
れた一つ以上のｌｓ電極及び陰電極を設けることによっ
て発生できる。しかし、直流電源を用いることは気体活
性媒体の構成成分の電極スパッタリング又は変動による
間吻に導く傾向があるので、気体放電を発生させるのに
無線周波励起を用いることが普通のやり方になっている
。励起を１対以上の細長い電極の間に作ることができ、
６対の電極ｉｉ適当な源からの無線周波電力が気体に容
量的に結合されるようにブロックの外側で通路の両側に
置かれる。便利な励起周波数は、１ＧＨｚの程度のもの
である。どんな励起技術が用いられても、気体放電は右
回り方向に光路を回るレーザ光の第１のビームと反対方
向に光路を回る同じ周波数のレーザ光の第２のビームを
もたらすレーザ作用を生ずる。
な熱的及び光学的性質を有する材料の中実ブロックから
成シ、そのブロックの中に形成された三つの直線通路を
備えるとともに、各頂点に鏡を有する三角形光路がブロ
ックの中に形成されている。三つの通路は、互いに通じ
合っており、励起されて気体の中に放電を生ずる気体活
性レージング媒体を含んでいる。この放電は、通路の中
に、又は通路と連通して、かつ適当な直流電源に接続さ
れた一つ以上のｌｓ電極及び陰電極を設けることによっ
て発生できる。しかし、直流電源を用いることは気体活
性媒体の構成成分の電極スパッタリング又は変動による
間吻に導く傾向があるので、気体放電を発生させるのに
無線周波励起を用いることが普通のやり方になっている
。励起を１対以上の細長い電極の間に作ることができ、
６対の電極ｉｉ適当な源からの無線周波電力が気体に容
量的に結合されるようにブロックの外側で通路の両側に
置かれる。便利な励起周波数は、１ＧＨｚの程度のもの
である。どんな励起技術が用いられても、気体放電は右
回り方向に光路を回るレーザ光の第１のビームと反対方
向に光路を回る同じ周波数のレーザ光の第２のビームを
もたらすレーザ作用を生ずる。
リングレーザジャイーロスコープにおいて、三つのｍ点
鏡の第１のものが右回シ及び左回シビームの各々のレー
ザ光の小部分がレーザ空胴を出て、適当な読出し検出器
に通すどとができるように半透過性になるように構成さ
れている。これは光路の平面に垂直な軸の周りにレーザ
ブロックに加えられるすべての回転力の大きさを測定す
るために用いられる電気信号を与える。
鏡の第１のものが右回シ及び左回シビームの各々のレー
ザ光の小部分がレーザ空胴を出て、適当な読出し検出器
に通すどとができるように半透過性になるように構成さ
れている。これは光路の平面に垂直な軸の周りにレーザ
ブロックに加えられるすべての回転力の大きさを測定す
るために用いられる電気信号を与える。
ｍ点鏡の第２のものが１００％反射するように作られ、
通常、レーザ空胴内の光路の長さを安定化するように設
けられた機構の一部分として非常に小さな距離にわたっ
て振動するようにさせられている。第５のｍ点鏡は半透
過性に作られてもよく、検出器が光路長さ機構を制御す
るために設けられる。代シの方法として、第１の鏡を通
湯するレーザ光の一部分をそらしてこの目的に用いるこ
とができる。
通常、レーザ空胴内の光路の長さを安定化するように設
けられた機構の一部分として非常に小さな距離にわたっ
て振動するようにさせられている。第５のｍ点鏡は半透
過性に作られてもよく、検出器が光路長さ機構を制御す
るために設けられる。代シの方法として、第１の鏡を通
湯するレーザ光の一部分をそらしてこの目的に用いるこ
とができる。
リングレーザジャイロスコープの中でドリフトを生じさ
せる要因の一つは、レーザ空胴において発生されるレー
ザビームの強さの変動の要因である。したがってビーム
強さの制御がこの誤差の源をなくすために必要である。
せる要因の一つは、レーザ空胴において発生されるレー
ザビームの強さの変動の要因である。したがってビーム
強さの制御がこの誤差の源をなくすために必要である。
直流励起された気体放電の場合には、レーザビーム強さ
に関する放電電流を測定することが可能である。しかし
、望ましくない熱効果及び他の要因がこの簡単な制御方
法に誤差を導入する。無線周波励起された気体放電の場
合には、用いられる高周波数が放電電流をどんな程度で
も妥当な精度で測定することを困秦にする。
に関する放電電流を測定することが可能である。しかし
、望ましくない熱効果及び他の要因がこの簡単な制御方
法に誤差を導入する。無線周波励起された気体放電の場
合には、用いられる高周波数が放電電流をどんな程度で
も妥当な精度で測定することを困秦にする。
少くとも四つの鏡が用いられかつレーザビームの閉光路
の一部分が光路の残９に対して異なる平面内にある多重
発振器型のリングレーザジャイロスコープも知られてい
る。一定のビーム強さを維持するという同じ問題がこの
形式のリングレーザジャイロスコープに等しく当てはま
る。
の一部分が光路の残９に対して異なる平面内にある多重
発振器型のリングレーザジャイロスコープも知られてい
る。一定のビーム強さを維持するという同じ問題がこの
形式のリングレーザジャイロスコープに等しく当てはま
る。
本発明の目的は、レーザ光のビームの強さを正解に制御
できるリングレーザジャイロスコープを提供することで
ある。
できるリングレーザジャイロスコープを提供することで
ある。
本発明によれば少なくとも三つの反射面によって定めら
れた閉光路の周りにレーザ光の二つの逆回転ビームを発
生する手段と、前記少なくとも三つの表面の中の各ビー
ム内の光を一部分透過する第１の表面々、前記第１の表
面を通湯するレーザ光に応答してあらかじめ定めた軸の
Ｆ＃ａ、ｂにリングレーザジャイロスコープに作用する
回転力に従って電気信号を引出す第１の検出手段と、前
記少なくとも三つの表面の中の完全に反射する第２の表
面と、前記第２の表面に関連し、前記第２の表面の位置
を連続的に変えるように動作できる変換器手段と、前記
ビームの各々にあるレーザ光に応答して前記変換器手段
を制御するための交流信号を引出す第２の検出手段と、
前記第２の検出手段の出力の直流成分に応答してレーザ
ビームの強さを一定の値に保つ制御手段とを備えている
リングレーザジャイロスコープが提供される。
れた閉光路の周りにレーザ光の二つの逆回転ビームを発
生する手段と、前記少なくとも三つの表面の中の各ビー
ム内の光を一部分透過する第１の表面々、前記第１の表
面を通湯するレーザ光に応答してあらかじめ定めた軸の
Ｆ＃ａ、ｂにリングレーザジャイロスコープに作用する
回転力に従って電気信号を引出す第１の検出手段と、前
記少なくとも三つの表面の中の完全に反射する第２の表
面と、前記第２の表面に関連し、前記第２の表面の位置
を連続的に変えるように動作できる変換器手段と、前記
ビームの各々にあるレーザ光に応答して前記変換器手段
を制御するための交流信号を引出す第２の検出手段と、
前記第２の検出手段の出力の直流成分に応答してレーザ
ビームの強さを一定の値に保つ制御手段とを備えている
リングレーザジャイロスコープが提供される。
リングレーザジャイロスコープの第５の反射面が第２の
検出手段を第５の表面を通過する光に応答するように構
成して各ビーム内の光を一部分透過させてもよい。
検出手段を第５の表面を通過する光に応答するように構
成して各ビーム内の光を一部分透過させてもよい。
次に、第１図を参照すると、これは過当な熱的及び電気
的性質を有する材料のブロックｌＯの中に正三角形を形
成する三つの通路を与えることによって形成されり簡単
なレーザジャイロスコープを示している。三つの鏡１１
．１２及び１うが設けられ、三角形の閉じた光路１１ｊ
の各頂点に一つある。閉光路１＆Ｉを構成する空胴は、
ヘリウム及びネオンの混合物のような適当な気体レーザ
媒質を満たされており、空胴の脚の一つ以上が無線周波
数で励起された気体放電によって励起される。
的性質を有する材料のブロックｌＯの中に正三角形を形
成する三つの通路を与えることによって形成されり簡単
なレーザジャイロスコープを示している。三つの鏡１１
．１２及び１うが設けられ、三角形の閉じた光路１１ｊ
の各頂点に一つある。閉光路１＆Ｉを構成する空胴は、
ヘリウム及びネオンの混合物のような適当な気体レーザ
媒質を満たされており、空胴の脚の一つ以上が無線周波
数で励起された気体放電によって励起される。
放電は空胴の脚の長さの一部分に沿って互いに対角線上
で向かい合った一つ以上の対の電極１５の間に発生され
る。図において励起電極は、空胴の２本の脚に設けられ
て、例えばｌ ＧＨｚの無線周波電力を電源１６によっ
て供給される。レーザ媒質の励起が閉光路１１Ｉの８シ
の各方向に通るレーザ光のビームを作る。便宜上、これ
らの逆回転ビームを右回プ（ｃｗ）及び左回＃）（ｃａ
ｗ）ビームという。
で向かい合った一つ以上の対の電極１５の間に発生され
る。図において励起電極は、空胴の２本の脚に設けられ
て、例えばｌ ＧＨｚの無線周波電力を電源１６によっ
て供給される。レーザ媒質の励起が閉光路１１Ｉの８シ
の各方向に通るレーザ光のビームを作る。便宜上、これ
らの逆回転ビームを右回プ（ｃｗ）及び左回＃）（ｃａ
ｗ）ビームという。
鏡１１は、２本のレーザビーム内のエネルギーの小部分
が鏡を通過して検出器に当たるように半透迦性に作られ
る。この検出器は、プリズム１７及び１対の光電素子１
ｇを備えている。これらの素子の出力は、閉光路ｌＩＩ
の平面に垂直な軸１９の周りにジャイロスコープに作用
する回転力を定める公知の回路（図示なし）に進む。
が鏡を通過して検出器に当たるように半透迦性に作られ
る。この検出器は、プリズム１７及び１対の光電素子１
ｇを備えている。これらの素子の出力は、閉光路ｌＩＩ
の平面に垂直な軸１９の周りにジャイロスコープに作用
する回転力を定める公知の回路（図示なし）に進む。
鏡１２Ｆｉ、全反射性でちゃ、その表面の平面に直角な
方向に鏡に連続な振動を加えるように動作できる変換器
２０に取付けられている。これは閉光路ｌＩ＆の長さを
制り１する目的で行われる。この変換器は半遜瀞性であ
る鏡１３を通過する２本のレーザビームからの光を測定
する１対の光電素子２１の出力によって制御される。こ
れらの素子２１からの出力は変換器２０によって加えら
れる振動の周波数の交流信号を構成し、変換器を制御す
る回路２２に加えられる。
方向に鏡に連続な振動を加えるように動作できる変換器
２０に取付けられている。これは閉光路ｌＩ＆の長さを
制り１する目的で行われる。この変換器は半遜瀞性であ
る鏡１３を通過する２本のレーザビームからの光を測定
する１対の光電素子２１の出力によって制御される。こ
れらの素子２１からの出力は変換器２０によって加えら
れる振動の周波数の交流信号を構成し、変換器を制御す
る回路２２に加えられる。
レーザビームの強さは、光電素子２１の直流出力によっ
て示され、これは気体放電電源１６の励起を制御するた
めに制御回路２３に加えられる。
て示され、これは気体放電電源１６の励起を制御するた
めに制御回路２３に加えられる。
第２図は、繞１５及び光電素子２１を非常に詳細に示し
ている。狭帯域光フィルタ２＃が鏡１５と検出器２１と
の間に置かれて気体放電によって放射される周波数の光
をろ波し、素子２１ヘレーザビームそのものの周波数の
光だけを通す。
ている。狭帯域光フィルタ２＃が鏡１５と検出器２１と
の間に置かれて気体放電によって放射される周波数の光
をろ波し、素子２１ヘレーザビームそのものの周波数の
光だけを通す。
第５図は第１図及び第２図の構成で用いることのできる
制御回路の一つの形を示している。光電素子は２１に示
され、そルらの出力は、加算増幅器３０に加えられる。
制御回路の一つの形を示している。光電素子は２１に示
され、そルらの出力は、加算増幅器３０に加えられる。
加算増幅器の出力は、検出器の出力の又波成分を除くた
めに低域フィルタ５１を通され、比較器５２に加えられ
、そこでフィルタを通った信号が基準電圧と比較されて
積分器５３に加えられる。
めに低域フィルタ５１を通され、比較器５２に加えられ
、そこでフィルタを通った信号が基準電圧と比較されて
積分器５３に加えられる。
発振器５４が気体放電を励起するＩ ＧＨｚ信号を発生
し、この発振器の出力は、積分器５５のａカによって制
御される可変減衰器３５を通過させられる。減衰器の出
力は電力増幅器５６によって増幅されて、３７のところ
に略図で示されている励起電極に加えられる。
し、この発振器の出力は、積分器５５のａカによって制
御される可変減衰器３５を通過させられる。減衰器の出
力は電力増幅器５６によって増幅されて、３７のところ
に略図で示されている励起電極に加えられる。
加算増幅器の出力はまたすでに述べたように帯域フィル
タ５８を通して空胴長さ制御回路に加えられる。
タ５８を通して空胴長さ制御回路に加えられる。
動作について説明すると、低域フィルタ５１の出力の直
流成分は、レーザビームの強さの尺度であり、誤差信号
を得るために基準値と比較される。
流成分は、レーザビームの強さの尺度であり、誤差信号
を得るために基準値と比較される。
この誤差信号は、積分ののちにレーザビーム強さを一定
の値に保つように気体放電に供給される電力を制御する
ために用いられる。
の値に保つように気体放電に供給される電力を制御する
ために用いられる。
以上に説明した回路は、検出器の同じ構成を用いて直流
励起された気体放ｔに加えられる電流を制限するように
変更できることがわかるであろう。
励起された気体放ｔに加えられる電流を制限するように
変更できることがわかるであろう。
第１図は無線周波で励起されたリングレーザジャイロス
コープの略平面図、 第２図は第１図のリングレーザジャイロスコープの第１
の実施例の詳細図、 第５図は本発明の制御手段の回路図である。 １１．１２．１５−一鏡、１５−一電極、１６−−電源
、１７−−プリズム、１１．２１−一光電素子、２２．
２５−一制御回路。 〜・ｌ 〜・２・
コープの略平面図、 第２図は第１図のリングレーザジャイロスコープの第１
の実施例の詳細図、 第５図は本発明の制御手段の回路図である。 １１．１２．１５−一鏡、１５−一電極、１６−−電源
、１７−−プリズム、１１．２１−一光電素子、２２．
２５−一制御回路。 〜・ｌ 〜・２・
Claims (3)
- １．少なくとも三つの鏡によつて定められた閉光路の
周りにレーザ光の二つの逆回転ビームを発生する手段と
、 前記少なくとも三つの鏡の中の各ビーム内 の光を一部分透過する第１の鏡と、前記第１の鏡を通過
するレーザ光に応答してあらかじめ定めた軸の周りにリ
ングレーザジヤイロスコープに作用する回転力に従つて
電気信号を引出す第１の検出手段と、 前記少なくとも三つの鏡の中の完全に反射 する第２の鏡と、 前記第２の鏡に関連し、前記第２の鏡の位 置を連続的に変えるように動作できる変換器手段と、 前記ビームの各々にあるレーザ光に応答し て前記変換器手段を制御するための交流信号を引出す第
２の検出手段と、 前記第２の検出手段の出力の直流成分に応 答してレーザビームの強さを一定の値に保つ制御手段と
、 を備えるリングレーザジヤイロスコープ。 - ２．第３の鏡が各ビーム内の光を一部分透過し、前記
第２の検出手段が前記鏡を通過するレーザ光に応答する
請求項１に記載のジヤイロスコープ。 - ３．前記第２の検出手段に向けられた光路内に置かれ
気体放電によつて発生された光をろ波するように構成さ
れた光学フイルタを備える請求項１又は２のいずれかに
記載のジヤイロスコープ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8902381.6 | 1989-02-03 | ||
| GB8902381A GB2227878B (en) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | Ring laser gyroscope |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02240984A true JPH02240984A (ja) | 1990-09-25 |
Family
ID=10651055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022359A Pending JPH02240984A (ja) | 1989-02-03 | 1990-02-02 | リングレーザジヤイロスコープ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5059028A (ja) |
| JP (1) | JPH02240984A (ja) |
| DE (1) | DE4002920A1 (ja) |
| FR (1) | FR2642834B1 (ja) |
| GB (1) | GB2227878B (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5088824A (en) * | 1990-07-31 | 1992-02-18 | Honeywell Inc. | Laser beam control for a ring-laser gyro |
| US5199037A (en) * | 1991-09-24 | 1993-03-30 | Rockwell International Corporation | Extended laser life |
| US5469258A (en) * | 1993-11-29 | 1995-11-21 | Allied Signal Inc. | Ring laser gyroscope with tilting mirrors |
| US5489981A (en) * | 1994-05-27 | 1996-02-06 | Honeywell Inc. | Microprocessor controlled anglaser gyropower control system |
| US9793678B2 (en) * | 2014-08-06 | 2017-10-17 | The Boeing Company | Energy ratio sensor for laser resonator system |
| CN115371657B (zh) * | 2022-10-27 | 2022-12-30 | 四川图林科技有限责任公司 | 一种陀螺仪角速度的测控装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4284964A (en) * | 1979-05-04 | 1981-08-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Self-determination of laser frequency |
| DE3148925A1 (de) * | 1981-12-10 | 1983-06-23 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Lichtquelle fuer ein ringinterferometer |
| US4514087A (en) * | 1982-08-23 | 1985-04-30 | Rockwell International Corporation | Ring laser gyroscope readout for partially overlapping beams |
| US4652132A (en) * | 1983-11-07 | 1987-03-24 | Raytheon Company | Optical power compensated ring laser gyroscope |
| US4783169A (en) * | 1985-08-09 | 1988-11-08 | Litton Systems, Inc. | Control of a ring laser gyro cavity according to a preselected model |
| GB2185846B (en) * | 1986-01-24 | 1989-12-20 | Ferranti Plc | Ring laser |
| EP0301125A1 (de) * | 1987-07-30 | 1989-02-01 | LITEF GmbH | Vorrichtung zur Überlagerung zweier Lichtstrahlen |
-
1989
- 1989-02-03 GB GB8902381A patent/GB2227878B/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-02-01 DE DE4002920A patent/DE4002920A1/de not_active Withdrawn
- 1990-02-01 US US07/472,372 patent/US5059028A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-02-02 JP JP2022359A patent/JPH02240984A/ja active Pending
- 1990-02-02 FR FR909001246A patent/FR2642834B1/fr not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4002920A1 (de) | 1990-08-09 |
| GB2227878B (en) | 1992-04-22 |
| FR2642834A1 (fr) | 1990-08-10 |
| US5059028A (en) | 1991-10-22 |
| GB8902381D0 (en) | 1989-07-05 |
| FR2642834B1 (fr) | 1994-06-17 |
| GB2227878A (en) | 1990-08-08 |
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