JPH0552575A - レーザジヤイロ共振器ブロツクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 共振器ブロック容積の良好な利用度及びコス
ト上有利な量産を可能にするレーザジャイロ共振器ブロ
ツクの製造方法を提供することが本発明の目的である。 【構成】 レーザジャイロ共振器ブロック３ａに対して
サンドイッチ方式の製造方法が提案される。本発明の立
脚する要点とするところは共振器ブロックの多重の寸法
の拡がりを有する２つ以上の板にて、夫々多数の共振器
ブロックの相互に補究し合うチャネル構造体が成形して
つくられるようにし、更にそのようにして加工された板
を上下に重ね合わせ、チャネル構造に相応して位置定め
し、相互に真空密に相互に連結し、それにひきつづいて
個々の共振器ブロックに分離することにある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は２つ以上の部分構成体か
ら合成されたレーザジャイロ共振器ブロックの製造方法
であって、１つの閉じられたループにて相互に逆方向に
回転する２つのレーザビームが角速度の測定に用いられ
るようにし、その際レーザビームの経路は角隅にて共振
器ミラーの設けられた多角形例えば３角形の基本輪郭の
多部分構成チャネルとしての共振器ブロック中に部分構
成体の表面に成形してつくり込まれており、ここにおい
て、当該部分チャネルはそれの長手軸に沿って分けられ
ており上記部分構成体の相互連結の際閉じられたトンネ
ルが形成されるように成形してつくり込まれているよう
にした製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザジャイロはナビゲーションシステ
ムにて角速度測定器として使用される。上記レーザジャ
イロは１つのリングレーザ中心の閉じられたループにて
逆方向に回転する単色性の（モノクロロチックな）２つ
の光ビームの各発振周波数の比較により、回転運動の測
定を行なうことに基づく。ループの回転方向に回転する
光ビームの周波数と、ループの回転方向と反対方向に回
転する光ビームの周波数との差は測定さるべき角速度に
比例する。

【０００３】閉じたループにてレーザ光を案内するため
適当な材料が成る共振器ブロックが用いられており、こ
のブロック中ではミラーにより制御されるレーザ光の経
路に対する通過、及びレーザ機能に対する電極の挿入用
の切欠部、並びにほかの補助手段が成形されている。光
ビームの閉ループは公知装置にて多角形として、有利に
３角形として構成されており、この３角形は以下ビーム
３角形と称する。

【０００４】ＥＰ０２５１１２８Ａ２ではストランド状
に成形された出発材料から成るリングレーザジャイロ共
振器ブロック多数を製造する方法から記載されている。
ストランド状に成形された出発材料中にはビーム３角形
に対する孔部、電極収容体、他の補助手段が設けられて
いる。個々の共振器ブロックはストランドから相応のデ
ィスクの切離、分断により形成される。

【０００５】材料ストランドにおける孔部の配設形成は
加工性上の制約のため所望の精密性で行なうのは可能で
なく、経済的観点からも満足のゆくものでない。

【０００６】ＤＥ４００９７２８Ａ１に記載されている
レーザジャイロの共振器ブロック（基体）の製造方法で
は当該の各部分構成体が１つの分離面を有する２つの部
分構成体に通路（チャネル）を配設し、ここにおいて、
上記両チャネルはそれの長手軸に沿って分けられてお
り、次いで、仕上った上記両部分構成体をそれの分離面
において相互に連続するものである。量産を行なうには
上記の方法は適していない。

【０００７】

【発明の目的】共振器ブロツク容積の良好な利用度及び
コスト上有利な量産を可能にするレーザジャイロ反振器
ブロックの製造方法を提供することにある。

【０００８】

【発明の構成】上記課題は請求範囲の要件により解決さ
れる。本発明を実施する有利な手段が引用請求項に記載
されている。

【０００９】当該チャネル（通路）のための切欠部及び
補助手段はそれの長手軸に対して対称的又は非対称的に
両プレート中に配設されてよく、即ち当該の共振器ブロ
ック材料の成形可能の状態で研削−および削成工具を用
いてプレス加工で作製配設されてよい。

【００１０】次に図を用いて本発明を詳述する。

【００１１】

【実施例】図１には参照番号３で、適当な材料、例えば
Ｚｅｒｅｄｕｒから成るレーザジャイロ−共振器ブロッ
クが示してあり、この共振器ブロック中にはビーム３角
形が配設されており、この３角形の各辺４ａ，４ｂ，４
ｃはレーザ経路に対するトンネルとし成形されている。
上記辺４ａ，４ｂ，４ｃの端部はそれの相互に隣接し合
う中央部にて沿って当該３角形のレーザジャイロ−共振
器ブロック３の附近にて衝き合さっており、（以下たん
にブロック３と称される）それにより、それら辺はブロ
ック内で１つの３角形チャネルシステムを形成する。上
記辺４ａ，４ｂ，４ｃが交差し合うところでは本実施例
ではガス体貯蔵器を収容し得るシリンダ状の切欠部がわ
ずかブロック内に入り込むように、成形されている。ト
ンネル４ａとトンネル４ｂとの交差個所のところで、ブ
ロック３において当該辺面はビーム３角形に対し直角を
成す方向に削成部が設けられており、この削成部では絞
り成形又は他の有利な連結技術を用いて当該削成面に取
付けられ得、この削成面によってはトンネル４ａからト
ンネル４ｂ内に光が投射され、トンネル４ｂからトンネ
ル４ａに光が投射される。ミラー８は誘電性被覆を有
し、この誘電性被覆は所望の光周波数（振動数）を完全
に反射するように設計されている。同様にしてブロック
３にて、トンネル４ａとトンネル４ｃとの交差個所に
て、また、トンネル４ｃとトンネル４ｂの交差個所に
て、ミラー９，１０が板付けられている。カソード１６
及びアノード１７，１８に達しているチャネルは１３，
１４及び１５で示す。カソードと両アノードとの間で、
動作中、２つのガス放電が形成され、このガス放電によ
ってはリングレーザ内のレーザ過程に必要な光増幅が生
ぜしめられる。本実施例ではブロック３の中央に、デイ
ザ（Ｄｉｔｈｅｒ）−駆動部の収容のため貫通孔１１が
設けられている。

【００１２】仕上ったリングレーザの排気のためと、レ
ーザガスでの充填のため閉鎖可能なポンプ接続部１２は
一般に電極のうちの１つ、例えば図１ではカソード１６
と結合されている。

【００１３】レーザガスとしては通常ヘリウム−ネオン
ガス混合物が用いられ、その際、ネオン成分は原子重量
２０と２２のネオン同位体（アイソドープ）のほぼ同じ
部分ずつ、成る。波長６３２．８ｎｍの赤色波長領域移
行部が利用される。

【００１４】図２−ａ，ｂ及び図３−ａ，ｂの断面図で
はサンドウイッチ方式による共振器ブロックの製造過程
を示す。図２ａ，ｂは非対称に成形された放電チャネ
ル、例えば４ａを縦断面図で示す。図３ａ，ｂは同様
に、対称的に成形された放電チャネルを部分的に縦断面
図で示す。図２−ａには部分構成体２の表面２ａ内に部
分チャネル４ａ及び切欠部の或部分領域内にガス貯蔵孔
が形成されている様子を示す。切欠部５の他の部分領域
は部分構成体１の表面１ａ内に形成されている。図３−
ａに示す実施例では部分構成体１及び２の表面１ａ，２
ａ内に夫々長手軸に沿って分別された、部分チャネル４
ａ及び切欠部５の半部が形成されている。上記部分構成
体１，２は図２−ｂ、図３−ｂに示すように夫々位置に
適合して相互に上下に重ね合わされ、真空密に相互に連
結され、それにより成形された各構造は補完し合って１
つのユニットが形成される。

【００１５】図４〜図８で基本的に示してあるのはどの
ように２つの板から比較的多数の共振器ブロックが作製
さるべきかであり、それらブロックはそれの当接支持構
成において図１に示す実施例に基本的に相応する。ここ
において、同じ指定機能を有する部分には同じ参照番号
が割りふられている。仕上った共振器ブロックの半分の
厚さの板３０、２つは順次、精確な放電チャネル、デイ
ザ（Ｄｉｔｈｅｒ）駆動部収容のための孔、電極、ガス
貯蔵体（ミラー領域にて）を備える。

【００１６】放電チャネル４ａ，４ｂ，４ｃの支持構成
は図４に示す平面図で明示されており、デイザ（Ｄｉｔ
ｈｅｒ）駆動部用孔１１の当接支持構成は図５に明示さ
れており、電極１３，１４，１５の支持構成は図６に明
示されている。部分チャネルの横断面は有利に矩形又は
半円である。チャネルの深さと幅との比は有利に１：２
である。６つ隣接するブロックのミラー当接支持構成面
の領域における孔により、共通の前処理が行なわれ得、
換変すれば、不要の材料は有効に中孔ドリルを用いて除
去され得る。

【００１７】次の方法ステップにおいて、図７に示すよ
うに、夫々多数の共振器ブロックの構造を有する同じ板
２つが、相互に上下に重ね合され、次のように位置定め
られている、即ち、放電チャネル及び他方の切欠部の半
部が相互に補完し合うように位置定めされている。ブロ
ック材料に適合した適当な連結（結合）プロセス、例え
ばろう付け、融着、溶接（有利には通過炉にて）によ
り、なお連続されている共振器ブロック原材料のアレー
（配列体）が形成される。

【００１８】図８に示す後続の方法ステップでは共振器
ブロック原材料が適当な工具により線２０ａ，２０ｂ，
２０ｃに沿って分離される。事後の連結（結合）面を基
にして、放電チャネル及びガス貯蔵空間の問題のない加
工が、ブロック材料に適合した研削及び削成工具を用い
て行なわれ得、上記の加工によっては次のような殊に節
減が行なわれ得る、即ち、そのつど比較的多数の共振器
ブロックが１つの作業工程に作製される場合殊に節減が
図られる。

【００１９】レーザミラー８，９，１０に対する支持構
成面の終加工は有利に共通に比較的多数のブロックに対
して行なわれ、それらブロックは例えば１つのスピンド
ル上で通路加工を施される。有利なとり得る１つの手法
によれば分離前に、ミラー当接支持構成面の終加工が行
なわれ、その際、ブロックアレイの大きさに基づき高い
位置合せ精度（これはすべての個々のブロックに伝達さ
れる）が得られる。

【００２０】図９−ａ〜ｄには３つの部分構成体から成
る１つのレーザジャイロ共振器ブロックの製造の実施例
が示してある。図９−ａカバープレート２１と、２２
と、チャネル２３とから成るレーザジャイロ共振器ブロ
ツクの構成体を縦断面図で示してある。チャネル２３は
適当に成形され位置定めされた平行なスペーサによって
実現され得る。切欠部分、例えばガス貯蔵室用の切欠部
は夫々部分的に５ａ，５ｂ、カバープレート２１，２２
に設けられている。図９−ｃは１つのユニットに連結さ
れた個別部分を示す。図９−ｂ，ｄは図９−ａ，ｃに示
す構成部分を、図１中切断線ＩＩ−ＩＩに沿った横断面
で示す。図１０ａ，ｂに示してあるのは共振器ブロック
が次のようにしても作製し得ることである、即ち、チャ
ネル２３が、材料ブロック２４に対してのドリル加工に
より生ぜしめられ、このドリル加工された材料ブロック
２４は滑らかなカバープレート２５，２６（これはガス
貯蔵体５の外壁を形成する）により補充完備されるので
ある。

【００２１】製造方法において考慮さるべきことは微小
亀裂を除去回避するにはすべての切削加工される内面及
び連結面はミラーの被着等前にエッチングされなければ
ならない。すべてのチャネル及び貯蔵孔がプレス加工ま
たは注入成形により形成されてそれにより後処理が省か
れるようにすると明瞭なコスト節減が達成可能である。
平坦な連結面の形成のみが場合により大面積の加工を必
要とする。

【００２２】本発明の方法により達成可能な利点は一方
では多数の個別ブロックの合理的製作と、他方では、下
記のこと即ち、ブロック内部の差当り開放自由状態下で
の操作性のもとで、精密性および／又は有効性に関して
高い能率の点ですぐれている加工及び成形方法が用いら
れることにある。ブロック内部をここにおいて著しく大
きな自由空間のあるように形成し、ガス貯蔵容積として
利用し得ることにより、殊にほぼ２ｃｍのビーム３角形
辺長を有する極めて小型の有利なコストのレーザジャイ
ロの場合、達成可能な動作及びレーザー耐用寿命の点で
有利な影響を受け得る。

【００２３】サンドイッチ方式が困難なく他の共振器構
成（形状）に転用可能であり、例えば正方形、矩形、菱
形のような４変形とか２等辺３角形に転用可能である。
図１と図２の構成によってもチャネル配置及びチャネル
寸法並びに補助手段の配置が制限されることはない。例
えば、すべての３つの電極リードが３角形の辺（例えば
４ｂ）の領域に設けられ得、当該チャネル４ａ，４ｃは
ガス貯蔵体として用いられるように一層より大の横断面
を有し得る。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば共振器ブロック容積の良
好な利用度及びコスト上有利な量産を可能にするレーザ
ジャイロ共振器ブロックの製造方法を実現できるという
効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザジャイロ共振器ブロックの実施例の断面
図である。

【図２】２つの部分構成体から作成されたレーザジャイ
ロ共振器ブロックの一部を、当該放電チャネルを上記部
分構成体内に非対称的に成形してつくり込んだ状態で示
す縦断面図である。

【図３】２つの部分構成体から作成された１つのレーザ
ジャイロ共振器ブロックを当該放電チャネルを上記部分
構成体内に対称的に成形してつくり込んだ状態で示す縦
断面図である。

【図４】本発明の製造方法によるリングレーザジャイロ
共振器ブロックのアレーの種々の製造段階の１つを示す
概念図である。

【図５】上記の種々の製造段階のうちの孔の形成過程を
示す概念図である。

【図６】当該製造段階のうちの電極の形成過程を示す概
念図である。

【図７】同じ板２つが相互に重ね合わされる状態を示す
別の製造過程の概念図である。

【図８】共振器ブロックが適当な工具により分離される
様子を示す当該製造過程を示す概念図である。

【図９】３つの部分構成体から作成されるレーザジャイ
ロ共振器ブロックの一部と示す断面図である。

【図１０】３つの部分構成体から作製されるレーザジャ
イロ共振器ブロック別の例の一部を示す断面図である。

【符号の説明】

１，２ 部分構成体（構成部分） ３ レーザジャイロ共振器ブロック ４ａ，４ｂ，４ｃ ビーム３角形の３辺 ５，６，７ 切欠部 ８，９，１０ ミラー １１ 貫通孔 １２ ポンプ接続部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カール−ハー ジモン ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト １ クニービスシユトラーセ 32

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つ以上の部分構成体（１，２）、（２
   １〜２３）、（２４〜２６）から合成されたレーザジャ
   イロ共振器ブロック（３ａ）の製造方法であって、１つ
   の閉じられたループにて相互に逆方向に回転する２つの
   レーザビームが角速度の測定に用いられるようにし、そ
   の際レーザビームの経路は角隅（５，６，７）にて共振
   器ミラー（８，９，１０）の設けられた多角形例えば３
   角形の基本輪郭の多部分構成チャネル（４ａ，４ｂ，４
   ｃ）としての共振器ブロック中に部分構成体（１，２）
   の表面（１ａ，２ａ）に成形してつくり込まれており、
   ここにおいて、当該部分チャネル（４ａ，４ｂ，４ｃ）
   はそれの長手軸に沿って分けられており上記部分構成体
   の相互連結の際閉じられたトンネルが形成されるように
   成形してつくり込まれており、更に共振器ブロックの多
   重の寸法の拡がりを有する２つ以上の板にて、夫々多数
   の共振器ブロックの相互に補完し合うチャネル構造体が
   成形してつくられるようにし、更にそのようにして加工
   された板を上下に重ね合わせ、チャネル構造に相応して
   位置定めし、相互に真空密に相互に連結し、それにひき
   つづいて個々の共振器ブロックに分離するようにしたこ
   とを特徴とするレーザジャイロ共振器ブロックの製造方
   法。
2. 【請求項２】 上記共振器ブロック内に、レーザガス貯
   蔵体（１３）、補助手段例えば電極リード部（１４，１
   ５）、デイザ（Ｄｉｔｈｅｒ）駆動部（１１）のための
   付加的切欠部が成形してつくり込まれる請求項１記載の
   方法。
3. 【請求項３】 上記のチャネル及び補助手段のための切
   欠部はそれの長手軸に対して対称的に２つの板（１，
   ２）内に成形してつくり込まれる請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】 上記のチャネル及び補助手段に対する切
   欠部はそれの長手軸に対して非対称的に２つの板（１，
   ２）内に成形してつくり込まれる請求項２記載の方法。
5. 【請求項５】 上記チャネル（２３）を適当に位置定め
   された平行な個々の板部材及び２つのカバー板（２１，
   ２２）において形成し、該カバー板内に、別の切欠部
   （５ａ，５ｂ）が補助手段として形成されるようにした
   請求項２記載の方法。
6. 【請求項６】 上記チャネルはカバー板（２５，２６）
   との連結前に、３層装置（２４，２５，２６）の中間部
   分内にドリル（穿孔）により形成されるようにした請求
   項２記載の方法。
7. 【請求項７】 当該方法は個々のレーザジャイロ共振器
   ブロックに適用されるようにした請求項５記載の方法。