JPS60207388A - レ−ザジヤイロ - Google Patents
レ−ザジヤイロInfo
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- JPS60207388A JPS60207388A JP59064258A JP6425884A JPS60207388A JP S60207388 A JPS60207388 A JP S60207388A JP 59064258 A JP59064258 A JP 59064258A JP 6425884 A JP6425884 A JP 6425884A JP S60207388 A JPS60207388 A JP S60207388A
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明はレーザジャイロ、特にリングレーザの光路長制
御用ミラーを有するリングレーザジャイロに関する。
御用ミラーを有するリングレーザジャイロに関する。
背景技術とその問題点
従来、この種のジャイロとしては、例えば第１図及び第
２図に示すような形式のものが知られている。第１図及
び第２図において、１１＋は例えば石英のような低熱膨
張率のガラスより成る略々正三角形状のガラスブロック
で、これは、その内部に図示のように、三角形の各辺に
沿い、その各頂部に於て互に連通している３個のレーザ
光用の通路又は開孔・（４−１） １．（４−２）、（
４−３）を資し、これ等は、ガラスブロック＋１１の頂
角部に固定した各開孔に臨むミラー（２−１）、（２−
２）及びミラー組立体（３）と共に、光弁１辰器を構成
している。
２図に示すような形式のものが知られている。第１図及
び第２図において、１１＋は例えば石英のような低熱膨
張率のガラスより成る略々正三角形状のガラスブロック
で、これは、その内部に図示のように、三角形の各辺に
沿い、その各頂部に於て互に連通している３個のレーザ
光用の通路又は開孔・（４−１） １．（４−２）、（
４−３）を資し、これ等は、ガラスブロック＋１１の頂
角部に固定した各開孔に臨むミラー（２−１）、（２−
２）及びミラー組立体（３）と共に、光弁１辰器を構成
している。
第１図の形式のリングレーザジャイロにおいては、通路
（４−１）、（４−２）、（４−３）内に、一方、第２
図の形式のリングレーザジャイロにおいては、通路（４
−３）に関連して設けたレーザ管（８）の内部に、レー
ザ発振に適当な気体レーザ媒体、例えばヘリウムとネオ
ンの混合ガスが封入されている。第１図のリングレーザ
ジャイロに於ては、通路（４−１）、（４−２）に、第
２のものではレーザ管＋８１に夫々設けた一極（５−１
）、（５−２）と、第１図の例では通路（４−３）に、
第２図の例ではレーザ管（８）に設けた１個の陰極（６
）との間にガス放電を励起せしめ、各通路等を通じて時
計まわり及び反時計まわりの２本のレーザ光を発振させ
る。
（４−１）、（４−２）、（４−３）内に、一方、第２
図の形式のリングレーザジャイロにおいては、通路（４
−３）に関連して設けたレーザ管（８）の内部に、レー
ザ発振に適当な気体レーザ媒体、例えばヘリウムとネオ
ンの混合ガスが封入されている。第１図のリングレーザ
ジャイロに於ては、通路（４−１）、（４−２）に、第
２のものではレーザ管＋８１に夫々設けた一極（５−１
）、（５−２）と、第１図の例では通路（４−３）に、
第２図の例ではレーザ管（８）に設けた１個の陰極（６
）との間にガス放電を励起せしめ、各通路等を通じて時
計まわり及び反時計まわりの２本のレーザ光を発振させ
る。
このように発振した２本のレーザ光は、ガラスブロック
ｒｔ＋の１ｙ４角部、第１及び第２の例では通路（４−
１）、（４−２）が連通ずる頂角部にこれ等に臨んで設
けた合成プリズム（７）で混合され、ここよりビート周
波数が発生ずる。このビート周波数が、リングレーザジ
ャイロとしての角速度を表わすものである。
ｒｔ＋の１ｙ４角部、第１及び第２の例では通路（４−
１）、（４−２）が連通ずる頂角部にこれ等に臨んで設
けた合成プリズム（７）で混合され、ここよりビート周
波数が発生ずる。このビート周波数が、リングレーザジ
ャイロとしての角速度を表わすものである。
リングレーザジャイロとしての精度を保つ為には、上記
２個のミラー（２−１）、（２−２）及びミラー組立体
（３）とで規定される三角形の各辺に設けたレーザ光の
通路の合計長、すなわち光路長を、精密に一定にする必
要がある。その為、ガラスブロック＋１１を熱的に安定
な、石英等で形成し、かつミラー組立体（３）を、その
平断面図である第３図に示す構造とし、光路長を温度変
化に対して一定としている。第３図において、（ｌ１１
はガラスブロックＴｌｌに固定したミラー基板、（１１
）はミラー基板００）の外側に設けた圧電素子、（９）
は断面口字状の圧電素子（１１）の支持体で、ミラー基
板Ｑｌ）の外側に固定され、その四部（９′）に圧電素
子（１１）を支持している。又、（１２）はミラー基板
Ｏｌの内面に固着した内通路（４−１）、（４−３）に
臨む高反射膜を示す。この例では、光路長の温度変化に
よる伸縮に応じて、圧電素子（１１）に電界を印加する
ことにより、ミラー基板ａ鶴、従って反射１１ｉ（１２
）を（Ｘ−Ｘ’）方向に微少変位させることにより、光
路長を温度変化に対して一定にするものである。
２個のミラー（２−１）、（２−２）及びミラー組立体
（３）とで規定される三角形の各辺に設けたレーザ光の
通路の合計長、すなわち光路長を、精密に一定にする必
要がある。その為、ガラスブロック＋１１を熱的に安定
な、石英等で形成し、かつミラー組立体（３）を、その
平断面図である第３図に示す構造とし、光路長を温度変
化に対して一定としている。第３図において、（ｌ１１
はガラスブロックＴｌｌに固定したミラー基板、（１１
）はミラー基板００）の外側に設けた圧電素子、（９）
は断面口字状の圧電素子（１１）の支持体で、ミラー基
板Ｑｌ）の外側に固定され、その四部（９′）に圧電素
子（１１）を支持している。又、（１２）はミラー基板
Ｏｌの内面に固着した内通路（４−１）、（４−３）に
臨む高反射膜を示す。この例では、光路長の温度変化に
よる伸縮に応じて、圧電素子（１１）に電界を印加する
ことにより、ミラー基板ａ鶴、従って反射１１ｉ（１２
）を（Ｘ−Ｘ’）方向に微少変位させることにより、光
路長を温度変化に対して一定にするものである。
即ち、この従来例に於て、ガラスブロック（１１が、熱
膨張により、（Ｘ）向きに伸びると、それに固定されて
いるミラー基板ＯＩ、従って、それに固着されている高
反射膜、１！１１ちミラー（１２）も、同゛−向きに伸
び、光路長が伸びてしまう。これを補償するため、圧電
素子（１１）に電界を加え、これを（Ｘ′）向きに伸ば
し、ミラー基板０〔、従ってミラー（１２）を（Ｘ′）
向きに変位させ、ミラー（１２）を元の位置に戻す光路
長の補償を行っている。
膨張により、（Ｘ）向きに伸びると、それに固定されて
いるミラー基板ＯＩ、従って、それに固着されている高
反射膜、１！１１ちミラー（１２）も、同゛−向きに伸
び、光路長が伸びてしまう。これを補償するため、圧電
素子（１１）に電界を加え、これを（Ｘ′）向きに伸ば
し、ミラー基板０〔、従ってミラー（１２）を（Ｘ′）
向きに変位させ、ミラー（１２）を元の位置に戻す光路
長の補償を行っている。
しかしながら、上述のような従来の光路長制御用ミラー
組立体（３）によっては、広範囲の温度変化、従って光
１ｗｈ長の大巾な変化に対応するために、圧電素子（１
１）に高電界を印加する必要があり、この高電界は、温
度範囲によっては圧電素子（１１）の絶縁破壊電圧を超
えてしまうことがある。又、圧電素子（１１）に印加す
る電界を軽減するには、熱的に安定な材料からガラスブ
ロック（１１を形成する必要があるが、このような熱的
に安定な材料は、商価かつ加工困難であるという問題が
ある。
組立体（３）によっては、広範囲の温度変化、従って光
１ｗｈ長の大巾な変化に対応するために、圧電素子（１
１）に高電界を印加する必要があり、この高電界は、温
度範囲によっては圧電素子（１１）の絶縁破壊電圧を超
えてしまうことがある。又、圧電素子（１１）に印加す
る電界を軽減するには、熱的に安定な材料からガラスブ
ロック（１１を形成する必要があるが、このような熱的
に安定な材料は、商価かつ加工困難であるという問題が
ある。
発明の目的
本発明は、上述のような従来装置における問題点を一掃
した光路長制御ミラー組立体を有するレーザジャイロを
１是イバせんとするものである。
した光路長制御ミラー組立体を有するレーザジャイロを
１是イバせんとするものである。
発明の概要
本発明に於ては、３１１Ｍの開孔からなる三角形の光路
を有する略略三角形のガラスグロックと、該ガラスグロ
ックの各頂角部において反射面が上記光路に露呈されて
上記ブロックに取り付けられたミラーと、レーザ発振用
気体と、上記光路に設けた陽極及び陰極とより成り、上
記ミラーの１個を支持体及び圧電素子より成る光路長制
御手段により支持したレーザジャイロに於て、上記ガラ
スブロック及び支持体の温度変化による変位の向きと逆
向きに変位するように上記１個のミラーを上記圧電素子
を介して上記支持体に支持させ温度変化による上記光路
長の変化を抑１１−シた点に特徴がある。
を有する略略三角形のガラスグロックと、該ガラスグロ
ックの各頂角部において反射面が上記光路に露呈されて
上記ブロックに取り付けられたミラーと、レーザ発振用
気体と、上記光路に設けた陽極及び陰極とより成り、上
記ミラーの１個を支持体及び圧電素子より成る光路長制
御手段により支持したレーザジャイロに於て、上記ガラ
スブロック及び支持体の温度変化による変位の向きと逆
向きに変位するように上記１個のミラーを上記圧電素子
を介して上記支持体に支持させ温度変化による上記光路
長の変化を抑１１−シた点に特徴がある。
実施例
以下、本発明によるレーザジャイロの一実施例を説明す
るも、本発明のレーザジャイロは、その光路長制御用ミ
ラー組立体を除けば、他は第１及び第２図の従来のレー
ザジャイロと略等間−なので、第４図を参照して、光路
長制御用ミラー組立体の部分を主として説明し、他の部
分の説明及び図示は、簡単の為、省略する。
るも、本発明のレーザジャイロは、その光路長制御用ミ
ラー組立体を除けば、他は第１及び第２図の従来のレー
ザジャイロと略等間−なので、第４図を参照して、光路
長制御用ミラー組立体の部分を主として説明し、他の部
分の説明及び図示は、簡単の為、省略する。
第４図は、本発明による光路長制御用ミラー組立体（３
）の一実施例の第３図と同様の断面図である。
）の一実施例の第３図と同様の断面図である。
第４図に於て、第３図と同一符号は互に同一素子を示す
ものとし、それ等の詳細な説明は、簡単のためこれを省
略するも、第４図に示す本発明の例に於ては、カップ状
の支持体（９）の開口端を、直接ガラスブロック＋１１
の通路（４−１＞、（４−３）が連通ずる頂角部に固定
し、その内側の四部（９′）に圧電素子（１１）を固定
し、その遊端面上にブロック状のミラー基板Ｏｌを固定
し、更にその遊端面上に高反射膜、即ちミラー（１２）
を両通路（４−１）、（４−３）に臨んで固着する。
ものとし、それ等の詳細な説明は、簡単のためこれを省
略するも、第４図に示す本発明の例に於ては、カップ状
の支持体（９）の開口端を、直接ガラスブロック＋１１
の通路（４−１＞、（４−３）が連通ずる頂角部に固定
し、その内側の四部（９′）に圧電素子（１１）を固定
し、その遊端面上にブロック状のミラー基板Ｏｌを固定
し、更にその遊端面上に高反射膜、即ちミラー（１２）
を両通路（４−１）、（４−３）に臨んで固着する。
第４図に示す如く、本発明のこの例に於ては、光路長制
御用のミラー（１２）を、カップ状の支持体（９）の凹
部（９′）に、ミラー基板Ｉｌｌ及び圧電素子（１１）
を介して取り付けているので、例えば熱膨張等で、ガラ
スブロック＋１）及び支持体（９）が（Ｘ）向きに伸び
た場合、第３図の従来例と異なり、圧電素子（１１）及
びミラー基板ＯＩは、前者と反対の（Ｘ′）向きに伸び
る。従って、」−述の各部材の材料の熱膨張率及び厚さ
等を適宜選択することにより、ミラー（１２）を（Ｘ′
）向きに変位させ、光路にの変化を抑止する。
御用のミラー（１２）を、カップ状の支持体（９）の凹
部（９′）に、ミラー基板Ｉｌｌ及び圧電素子（１１）
を介して取り付けているので、例えば熱膨張等で、ガラ
スブロック＋１）及び支持体（９）が（Ｘ）向きに伸び
た場合、第３図の従来例と異なり、圧電素子（１１）及
びミラー基板ＯＩは、前者と反対の（Ｘ′）向きに伸び
る。従って、」−述の各部材の材料の熱膨張率及び厚さ
等を適宜選択することにより、ミラー（１２）を（Ｘ′
）向きに変位させ、光路にの変化を抑止する。
尚、熱収縮の場合は、各部の収縮の向きが前者と逆にな
るだけで、同様の光路長の変化を抑止し得るものである
。
るだけで、同様の光路長の変化を抑止し得るものである
。
第５図は、本発明による光路長制御用ミラー組立体（３
）の他の実施例の第４図と同様の断面図である。第５図
に於て、第４図と同一符号は互に同一素子をネオものと
し、それ等の詳細な説明は、簡単のためこれを省略する
も、第５図に示す本発明の例と第４図の例との相違は、
圧電素子（１１）とミラー基板００）との間に、変位補
償板（１３）を挿入した点に在る。その他は、第４図の
例と第５図の例とは、全く同一である。
）の他の実施例の第４図と同様の断面図である。第５図
に於て、第４図と同一符号は互に同一素子をネオものと
し、それ等の詳細な説明は、簡単のためこれを省略する
も、第５図に示す本発明の例と第４図の例との相違は、
圧電素子（１１）とミラー基板００）との間に、変位補
償板（１３）を挿入した点に在る。その他は、第４図の
例と第５図の例とは、全く同一である。
第５図に示す如く、本発明のこの例に於ては、光路長制
御用のミラー（１２）を、ミラー基板００）、変位補償
板（１３）、圧電素子（１１）及び支持体（９）を介し
てガラスブロック＋１１に取り付けているので、例えば
温度上昇による熱膨張で、ガラスブロック＋１１及び支
持体（９）が（Ｘ）向きに伸びる際は、第４図の例ど同
様に、圧電素子（１１） 、変位補償板（１３）及びミ
ラー基板ａωは、共に（Ｘ）向きと反対の（Ｘ′）向き
に伸びる。従って、変位補償板（１３）の）４質及び厚
さを適当に選択することにより、上記両部材の（Ｘ）向
き及び（Ｘ′）向きへの熱膨張或は収縮による変位を略
等間−にし、ミラー（１２）の位置を、温度変化以前の
位置と略々同一とすることが可能となる。従って、圧電
素子（１１）に印加する電界は、従来に比して大中に低
いものでよい。
御用のミラー（１２）を、ミラー基板００）、変位補償
板（１３）、圧電素子（１１）及び支持体（９）を介し
てガラスブロック＋１１に取り付けているので、例えば
温度上昇による熱膨張で、ガラスブロック＋１１及び支
持体（９）が（Ｘ）向きに伸びる際は、第４図の例ど同
様に、圧電素子（１１） 、変位補償板（１３）及びミ
ラー基板ａωは、共に（Ｘ）向きと反対の（Ｘ′）向き
に伸びる。従って、変位補償板（１３）の）４質及び厚
さを適当に選択することにより、上記両部材の（Ｘ）向
き及び（Ｘ′）向きへの熱膨張或は収縮による変位を略
等間−にし、ミラー（１２）の位置を、温度変化以前の
位置と略々同一とすることが可能となる。従って、圧電
素子（１１）に印加する電界は、従来に比して大中に低
いものでよい。
尚、上述の実施例では、変位補償板（１３）をミラー基
板００）と圧電素子（１１）との間に挿入したが、例え
ば支持体（９）と圧電素子（１１）との間に挿入しても
よい。
板００）と圧電素子（１１）との間に挿入したが、例え
ば支持体（９）と圧電素子（１１）との間に挿入しても
よい。
発明の効果
上述した本発明によれば、光路長制御のため圧電素子に
印加する電界を、大中に低減し得、リングレーザジャイ
ロの作動温度範囲を拡大することが出来る。
印加する電界を、大中に低減し得、リングレーザジャイ
ロの作動温度範囲を拡大することが出来る。
更に、従来、ガラスブロックの材料としては低熱膨張率
ではあるが、加工困難な材料のみが使用されζいるが、
本発明によれば、さほど低熱膨張率にこだわる必要がな
く、加工性に主眼をおいた材料選択が可能となり、ガラ
スブロックの加工に要するコストを大巾に低減すること
ができる。
ではあるが、加工困難な材料のみが使用されζいるが、
本発明によれば、さほど低熱膨張率にこだわる必要がな
く、加工性に主眼をおいた材料選択が可能となり、ガラ
スブロックの加工に要するコストを大巾に低減すること
ができる。
又、図示せずも、圧電素子用の駆動回路は、高電圧を発
生ずる必要がなくなるので、小型且つ低コストのもので
すむ。
生ずる必要がなくなるので、小型且つ低コストのもので
すむ。
０
第１図及び第２図は夫々従来のりングレーザジャイロの
上面図、第３図は従来の光路長制御用ミラー組立体の平
断面図、第４及び第５図は夫々本発明のレーザジャイロ
の光路長制御用ミラー組立体の平断面図である。 図に於て、ｉｌｌはガラスブロック、（２−１）、（２
−２）はミラー、（３）は光路長制御用ミラー組立体、
（４−１）、（４−２）、（４−３）はレーザ光の通路
又は開孔、（５−１）、（５−２）は陽極、（６）は陰
極、（７）は合成プリズム、（９）は支持体、Ｑｌはミ
ラー基板、（１１）は圧電素子、（１２）はミラー、（
１３）は変位補償板を夫々示す。 １ 派 − 派 × × 派 派
上面図、第３図は従来の光路長制御用ミラー組立体の平
断面図、第４及び第５図は夫々本発明のレーザジャイロ
の光路長制御用ミラー組立体の平断面図である。 図に於て、ｉｌｌはガラスブロック、（２−１）、（２
−２）はミラー、（３）は光路長制御用ミラー組立体、
（４−１）、（４−２）、（４−３）はレーザ光の通路
又は開孔、（５−１）、（５−２）は陽極、（６）は陰
極、（７）は合成プリズム、（９）は支持体、Ｑｌはミ
ラー基板、（１１）は圧電素子、（１２）はミラー、（
１３）は変位補償板を夫々示す。 １ 派 − 派 × × 派 派
Claims (2)
- １．３個の開孔からなる三角形の光路を有する略略三角
形のガラスグロックと、該ガラスグロックの各頂角部に
おいて反射面が上記光路に露呈されて上記ブロックに取
り付けられたミラーと、レーザ発振用気体と、上記光路
に設けた陽極及び陰極とより成り、上記ミラーの１個を
支持体及び圧電素子より成る光路長制御手段により支持
したレーザジャイロに於て、上記ガラスブロック及び支
持体の温度変化による変位の向きと逆向きに変位するよ
うに上記１個のミラーを上記圧電素子を介して上記支持
体に支持させ温度変化による上記光路長の変化を抑止し
たことを特徴とするレーザジャイロ。 - ２．３１−の開孔からなる三角形の光路を有する略略三
角形のガラスグロックと、該ガラスグロックの各頂角部
において反射面が上記光路に露呈されて上記ブロックに
取り付けられたミラーと、レーザ発振用気体と、上記光
路に設けた陽極及び陰極とより成り、上記ミラーの１個
を支持体及び圧電素子より成る光路長制御手段により支
持したレーザジャイロに於て、上記ガラスブロック及び
支持体の温度変化による変位の向きと逆向きに変位する
ように上記１個のミラーを上記圧電素子及び変位補償板
を介して上記支持体に支持させ温度変化による上記光路
長の変化を抑止したことを特徴とするレーザジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59064258A JPS60207388A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | レ−ザジヤイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59064258A JPS60207388A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | レ−ザジヤイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60207388A true JPS60207388A (ja) | 1985-10-18 |
Family
ID=13252979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59064258A Pending JPS60207388A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | レ−ザジヤイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60207388A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5572815A (en) * | 1978-11-17 | 1980-06-02 | Singer Co | Piezooactuator*stack controller and closed loop servo device using same |
-
1984
- 1984-03-30 JP JP59064258A patent/JPS60207388A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5572815A (en) * | 1978-11-17 | 1980-06-02 | Singer Co | Piezooactuator*stack controller and closed loop servo device using same |
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