Лазерный гироскоп

 

Изобретение относится к области квантовой электроники, а именно к кольцевым лазерам, предназначенным для измерения угловой скорости вращения. Цель изобретения - упрощение конструкции. Целью изобретения является также создание наибольшей разности частот встречных волн, уменьшение значения управляющих магнитных полей и уменьшение внутренних потерь. В лазерном гироскопе, содержащем два связанных резонатора, в одном из которых расположена разрядная трубка с окнами Брюстера, общее зеркало выполнено в виде тонкой поглощающей ферромагнитной пленки, нанесенной на прозрачную подложку и намагниченной в плоскости падения на нее световых волн. Изобретение определяет также материал пленки, расположение оси легкого намагничивания и толщину пленки. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области квантовой электроники, а именно к кольцевым лазерам, предназначенным для измерения угловой скорости вращения. Целью изобретения является упрощение конструкции, создание наибольшей разности частот встречных волн, уменьшение управляющих магнитных полей и внутренних потерь. На фиг. 1 показана принципиальная схема лазерного гироскопа, на фиг.2 схематически изображено общее зеркало. Гироскоп содержит зеркала 1 и 2 основного резонатора, газоразрядную трубку 3 с активной средой 4 и брюстеровскими окнами 5, зеркала 6 и 7 дополнительного резонатора, общее зеркало 8 в виде оптически тонкой пленки 9 поглощающего ферромагнетика, нанесенного на прозрачную подложку 10, противоположная грань которой просветлена антиотражающим покрытием 11. Рассматриваемое техническое решение позволяет совместить в общем зеркале 8 функцию селектора продольных мод резонаторов, что обеспечивает высокую монохроматичность лазерного излучения, и функцию фазового невзаимного элемента, что обеспечивает создание "частотной подставки". Описанный гироскоп имеет оптимальные характеристики при выполнении следующих условий: 1. Пленка 9 должна быть намагничена перпендикулярно плоскости падения на нее световых волн, линейно поляризованных в плоскости падения. 2. Для создания наибольшей частотной подставки пленка может быть изготовлена из ферромагнитного металла. 3. Ось легкой намагниченности должна лежать в плоскости пленки, что обеспечивает возможность использования минимальных магнитных полей. 4. Для снижения потерь толщина d пленки должна удовлетворять условию где λ-длина волны излучения n₁-показатель преломления подложки; g₀-суммарные потери в зеркалах дополнительного резонатора; q-угол падения световых волн на пленку, n₂ и k₂-показатель преломления и коэффициент поглощения ферромагнетика. Примером реализации рассматриваемого устройства может служить гелий-неоновый кольцевой лазер по схеме, показанной на фиг. 1, с l=0,63 или 1,15 мкм. Пленка 9 может быть выполнена из железа толщиной d=70 .

Формула изобретения

1. Лазерный гироскоп, содержащий установленную в основном резонаторе газоразрядную трубку с активной средой, снабженную брюстеровскими окнами, и дополнительный резонатор, оптически связанный общим зеркалом с основным, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, общее зеркало выполнено в виде тонкой пленки поглощающего ферромагнетика, нанесенной на прозрачную подложку и намагниченной перпендикулярно плоскости падения на нее световых волн, а брюстеровские окна установлены так, что световые волны линейно поляризованы в плоскости их падения на пленку. 2. Гироскоп по п.1, отличающийся тем, что, с целью создания наибольшей разности частот встречных волн, пленка выполнена из ферромагнитного металла. 3. Гироскоп по п.1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения значения управляющих магнитных полей, пленка расположена так, что ее ось легкого намагничения лежит в плоскости пленки. 4. Гироскоп по п.1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения внутренних потерь, пленка имеет толщину d, определяемую соотношением
где λ длина волны излучения;
g₀ суммарные потери в зеркалах дополнительного резонатора;
q угол падения световых волн на ферромагнитную пленку;
n₁ показатель преломления материала подложки;
n₂, k₂ показатель преломления и коэффициент поглощения ферромагнетика, из которого изготовлена пленка, соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2