DE2921823A1

DE2921823A1 - Schwerkraftgradiometer und verfahren zum bestimmen von schwerkraftgradienten

Info

Publication number: DE2921823A1
Application number: DE19792921823
Authority: DE
Inventors: Theodore Varry Lautzenhiser
Original assignee: Standard Oil Co
Current assignee: Standard Oil Co
Priority date: 1978-05-30
Filing date: 1979-05-29
Publication date: 1979-12-06
Also published as: CA1127417A; FR2427618A1; SE7904268L; NL7903808A; IT1116874B; IT7949185A0; JPS54164173A

Description

Schwerkraftgradiometer und Verfahren zum Bestimmen von Schwer-

kraftgradienten

Die Erfindung betrifft auf Lasern basierende Schwerkraftgradiometer, insbesondere ein Schwerkraftgradiometer, bei dem das durch einen Schwerkraftgradienten an einem Massendipol erzeugte Drehmoment durch eine Laser-Kraftmessvorrichtung ermittelt wird.

Der der Erfindung am nächsten kommende Stand der Technik ist die US-PS 3 786 681. Die darin angegebene bevorzugte Ausführungsform enthält einen Ringlaser mit mehreren Kreispolarisationen und ein Modulatorelement im Ringraum, das in Abhängigkeit von einem Drehmoment differentielle Frequenzverschiebungen zwischen den Zirkularpolarisationen erzeugt. Eine Anwendung für diese Vorrichtung ist ein Gravimeter, indem die Schwerkraft einer bekannten Masse dadurch in ein Drehmoment umgewandelt wird, dass sie mittels eines Hebelarms am Modulatorelement befestigt ist. Eine derartige Vorrichtung

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wird zur Verwendung in einem Bohrloch zur Messung der Erdschwerkraft vorgeschlagen. Vie allgemein bekannt und in··der genannten Patentschrift angegeben, dient eine derartige Vorrichtung auch als Beschleunigungsmesser und spricht auf jegliche Beschleunigung des Messinstruments an. Zur Messung der Schwerkraft an einer Stelle in einem Bohrloch muss daher die Messvorrichtung für eine Zeitdauer unbeweglich sein, die genügend lang ist, um der Vorrichtung ein Stabilisieren zu ermöglichen. Eine Schwerkraftmessvorrichtung wäre viel vorteilhafter, die die Durchführung der gewünschten Schwerkraftmessungen während einer Bewegung der Vorrichtung durch das Bohrloch gestattet.

Bei der normalen mit einem Gravimeter erfolgenden Bohrlochvermessung ist ein höchstwichtiger Parameter die Schwerkraftdifferenz an bekannten, in geringem Abstand verteilten Stellen im Bohrloch, d. h. der Schwerkraftgradient über kurze Intervalle. Es sind in der Technik verschiedene Arten von Schwerkraftgradiometern bekannt, die aber auf Grund ihrer grossen Grosse, Bewegungsempfindlichkeit und langen Ausregelzeiten nicht in einem Bohrloch verwendet wurden. Eine Ausführungsform eines derartigen Schwerkraftgradiometers enthält einen Massendipol, der unter 45° gegenüber der Richtung des zu messenden Schwerkraftgradienten aufgehängt ist. Bekanntlich übt ein Schwerkraftgradient, der weder parallel noch senkrecht zur Achse des Massendiopois steht, auf diesen ein kleines Drehmoment aus. Waagerechte Gradienten werden dadurch ermittelt, dass der Dipol an einem dünnen Faden aufgehängt wird,der ihm· ein geringfügiges Drehen in Abhängigkeit von einem Gradienten ermöglicht. Es wurden weitere Anstrengungen unternommen zum Halten des Dipols an einem im idealen Fall reibungslosen Lager, was dem Dipol ein Drehen in Abhängigkeit vom Drehmoment ermöglicht, wobei die Drehung und folglich das Drehmoment durch elektrostatische Sensoren gemessen wird. Daher sind die meisten dieser Systeme sehr kompliziert oder empfindlich und neigen zu langen Ausregelzeiten, so dass ihre Anwendung in einem Bohrloch immer noch ein sta-

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tionäres Ablesen und daher lange Zeiten erfordert, in denen das Bohrloch ausser Gebrauch sein muss.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Schwerkraftgradiometers, das sich zur Verwendung in einem Bohrloch eignet.

Ein Schwerkraftgradiometer nach der Erfindung enthält wenigstens einen mit einem spannungsoptischen Modulatorelement verbundenen Massendipol innerhalb eines Laserraums, in dem die Zirkularpolarisationen durch Ausübung eines Drehmoments am Modulatorelement differentiell moduliert werden. Eine Einrichtung ermittelt die Interferenzfrequenz zwischen den Zirkularpolarisationen und liefert einen Ausgang, der die Interferenzfrequenz und daher das Niveau des Schwerkraftgradienten anzeigt.

Die Erfindung betrifft kurz zusammengefasst ein Schwerkraftgradiometer mit wenigstens einem Massendipol in einem Laser-Kraft messy stem zur Ermittlung des durch den Schwerkraftgradienten erzeugten Drehmoments am Massendipol. Der Massendipol ist an einem Ende eines spannungsoptischen Modulatorelements befestigt, das im Laserstrahl angeordnet ist und in Abhängigkeit von einem Drehmoment die Zirkularpolarisationen differentiell moduliert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei Massendipole an entgegengesetzten Enden des Modulatorelements befestigt, das zur Verbesserung der Rauschunterdrückung an seiner Mitte unbeweglich gehalten, ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnung beschrieben.

Die einzige Figur zeigt ein Schwerkraftgradiometer nach der Erfindung im wesentlichen in derselben Weise wie es in der oben angegebenen US-PS 3 786 681 erläutert ist. Eine Laserverstärkung s'röhre 2 erzeugt einen gestrichelt dargestellten Laserstrahl 3· Der Laserstrahl wandert hauptsächlich inner-

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halb eines durch. Spiegel 4, 6, 8 und 10 gebildeten Raums. Der Spiegel 8 ist teilweise durchlässig und gestattet einem Teil des Laserstrahls, zu einem noch zu beschreibenden Interferenzermittlungsteil des Systems zu gelangen. Ein einen Quarzstab enthaltendes Modulatorelement 12 ist an seiner Mitte mit einem starren Halter 14 verbunden, der Teil des das Gradiometersystem enthaltenden Gehäuses ist. Mit dem ersten Ende des Quarzstabs 12 ist ein erster Massendipol 16 verbunden, der zwei durch einen Träger verbundene Massen aufweist. Ein zweiter im wesentlichen identischer Massendipol 18 ist mit dem gegenüberliegenden Ende des Modulatorelements 12 verbunden. Die Dipole stehen im wesentlichen senkrecht zueinander. Ein Teil des Grundsystems ist ein in Hähe der Verstärkerröhre 2 angeordneter Stabmagnet 20, der die Erzeugung von Zirkularpolarisationen gewährleistet. Es können stattdessen andere bekannte Einrichtungen zur Erzeugung von Zirkularpolarisationen verwendet werden. Ein Schwerkraftgradient , dessen Richtung weder parallel noch senkrecht zur Achse eines Massendipols, etwa der Massendipole 16 oder 18, verläuft, erzeugt bekanntlich und wie oben ausgeführt, in diesem Massendipol ein Drehmoment. Die in der Figur dargestellten Massendipole sprechen auf senkrechte und waagerechte Schwerkraftgradienten in der zur Achse des Modulatorelements 12 senkrechten Ebene an, jedoch nicht auf solche Schwerkraftgradienten, die parallel zu einem der beiden Träger der beiden Massendipole 16 und 18 verlaufen. Ein senkrechter Schwerkraftgradient, der den Massendipol 16 im Uhrzeigersinn drehen mochte, würde gleichzeitig den Hassendipol 18 im Gegenuhrzeigersinn drehen. Folglich sind die Drehmomente symmetrisch und summieren sich die differentiellen Modulationen der Zirkularpolarisationen des Laserstrahls. Es ist daher nicht wesentlich, dass, wie in der Darstellung, beide Massendipole verwendet werden. Für gegebene Massen und Elementabmessungen könnte die Hälfte desselben Signals durch Verwendung eines einzigen Massendipols abgeleitet werden, der mit einem Ende des Modulatorstabs 12 verbunden ist. Die Doppeldipolanordnung wird bevorzugt, da sie ein stärkeres Signal liefert

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und, was höchst wichtig ist, da sie Rauschquellen beseitigt, wie die Drehbeschleunigung der Vorrichtung um die Achse des durch das Modulatorelement 12 hindurchtretenden Laserstrahls.

Da die Massendipole 16 und 18 starr am Quarzstab 12 befestigt sind, ist die einzige von den Massendipolen erfahrene Bewegung diejenige, die durch die Elastizität des Quarzstabes in Abhängigkeit vom darauf ausgeübten Drehmoment gestattet wird. Als Ergebnis ist die Ausregelzeit dieser Anordnung extrem kurz und ist die Vorrichtung sehr robust, so dass sie sich ideal zur Verwendung bei Bohrloch-Explorationsarbeiten eignet.

Gebrauch erzeugt das am Massendipol oder an zwei Massendipolen ausgeübte Drehmoment eine differentielle Änderung der Frequenz der Zirkularpolarisationen, wobei ein Teil des Laserstrahls 3 durch den Spiegel 8 zum Interferenzermittlungsteil des Systems gelangt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält dieser Interferenzermittlungsteil Polarisatoren 21, 22, Spiegel 24, 26 und einen Strahlteiler 28 zur Wiedervereinigung der Strahlen von den Spiegeln 24 und 26. Der wiedervereinigte Strahl 26 gelangt zu einem Interferenzdetektor 30 zur Erzeugung eines elektrischen Ausgangs, der die Frequenzdifferenz zwischen den darauf gerichteten Strahlen anzeigt. Dieser elektrische Ausgang ist daher eine Anzeige für den Schwerkraftgradienten, dem die Massendipole 16 und ausgesetzt waren.

In der US-PS 3 786 681 ist angegeben, dass diese Art von Kraftmessystem einen .nichtlinearen Bereich hat, der durch Phasenrastung in der Nähe der Null-Interferenzfrequenz erzeugt ist. Es ist ersichtlich, dass die von den Massendipolen 16 und 18 erfahrenen Schwerkraftgradienten eher klein sind und im Modulator 12 kleine Drehmomente erzeugen, was somit einen Betrieb in der Nähe des Null-Interferenzfrequenzpunkts ergibt. Es wird folglich ein Vorspannelement in Nähe des Laserraums bevorzugt zur Bewegung des normalen Betriebs-

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punkts weg vom Niveau der Null-Interferenzfrequenz. Dieses Torspannelement 32 ist ein dem Modulatorelement 12 ähnlicher Quarzstab. Der" Quarzstab 32 ist mit einem Drehmoment vorbelastet und mit starren Haltern 34- und 36 verbunden, die dem Drehmoment widerstehen und hierdurch das Vorspannelement in einem Zustand konstanten Drehmoments halten. Als Ergebnis erzeugt das Vorspannelement 32 eine ständige Frequenzdifferenz zwischen den verschiedenen Zirkularpolarisationen des Laserstrahls 3· lter Ausgang des Interferenzdetektors 30 ist dann gleich dem durch den Modulator 12 erzeugten Signal plus dem vom Element 32 festgelegten Vorspannungsniveau.

Um das Vorspannungsniveau des Elements 32 unter allen Umgebungsbedingungen im wesentlichen konstant zu halten, wird das auf das Element 32 ausgeübte Drehmoment vorzugsweise durch ein Belastungselement 38 geliefert, das aus demselben Material besteht und im wesentlichen identische Abmessungen hat. Wie in der Figur dargestellt, ist das Belastungselement 38 auch mit den Haltern 34- und 36 verbunden, so dass, wenn sich einer der Halter 34- und 36 frei schwimmend bewegt, das Drehmoment im Belastungselement 38 gleich gross, jedoch entgegengesetzt dem vom Vorspannelement 32 erfahrenen Drehmoment ist. Da beide Elemente aus identischem Material hergestellt sind, und dieselben Bedingungen erfahren, sollten sie symmetrisch auf z. B. Temperaturänderungen ansprechen, um in beiden Elementen ein kostantes Drehmoment aufrechtzuerhalten.

Während amorpher Quarz das bevorzugte Material ist, aus dem die Elemente 12, 32 und 38 hergestellt sind, können ohne weiteres andere Materialien stattdessen angewendet werden. Gemäss der US-PS 3 786 681 können auch andere spannungsoptische Materialien verwendet werden, die auf Kräfte ansprechende Doppelbrechungseffekte aufweisen.

Für die höchste Genauigkeit ist es wichtig zu wissen, ob sich das vom Element 32 erzeugte Vorspannungsniveau überhaupt während der Ausführung der Schwerkraftgradientenablesungen ändert. Dies kann du^cgLgd^Lg $*?&&&% Hinzufügung eines zweiten

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Laserringraums mit einem Laserstrahl erfolgen, der durch. das Belastungselement 38 hindurchtritt. Der zweite Ringlaser enthält eine zweite Laserverstärkerröhre 40 und Spiegel 4, 6, 8 und 10. Es kann derselbe Magnet 20 angeordnet sein zur Erzeugung eines Magnetfelds für die Verstärkerröhre 40, oder es kann eine andere Einrichtung zur Erzeugung einer Zirkularpolarisation vorgesehen sein. Der von der Verstärkerröhre 40 erzeugte Laserstrahl 42 tritt durch das Belastungselement 38, ist aber sonst von irgendeinem modulierenden Element unbeeinflusst, das die Frequenz der Zirkularpolarisationen differentiell verändern könnte. Als Ergebnis hiervon ist die durch das Belastungselement 38 im Laserstrahl 42 induzierte Interferenzfrequenz eine unmittelbare Anzeige für das im Laserstrahl 3 durch das Vorspannelement 32 erzeugte Vorspannungsniveau. Ein Teil des Laserstrahls 42 gelangt vom Einglaserraum durch den Spiegel 8 zu einem Interferenzermittlungsabschnitt. Dieser Abschnitt enthält die Polarisatoren 21, 22, die Spiegel 24, 26, den Strahlteiler 28 und einen zweiten Interferenzdetektor 44. Der elektrische Ausgang des Interferenzdetektors 44 ist daher eine Anzeige für das vom ' Vorspannelement 32 gelieferte Vorspannungsniveau.

Der Ausgang des Interferenzdetektors 44 kann auf verschiedene Weisen verwendet werden. Wenn der Ausgang des Interferenzdetektors 30 an einem Bandschreiber oder möglicherweise auf einem Magnetband aufgezeichnet wird, kann der Ausgang des Interferenzdetektors 44 als zweite Spur am Bandschreiber oder als zweite Spur am Magnetband aufgezeichnet werden. Dies würde einen Vergleich des Vorspannungsniveaus mit dem Signalausgang ermöglichen, so dass jegliche Änderungen des Vorspannungsniveaus durch Analysierung des Signals in Betrachtung werden könnten. Alternativ könnte der Ausgang des Interferenzdetektors 44 vom Ausgang des Interferenzdetektors 30 zur Lieferung eines einzigen korrigierten Ausgangs subtrahiert werden, der nur das gewünschte Gradientensignal angibt.

Da die reflektierenden Spiegel für beide Einglaser mit sehr geringer Grössenzunahme verwendet werden können, wird nur

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eine geringe Menge an zusätzlicher Ausrüstung benötigt, um den überwachenden Einglaser hinzuzufügen* Es ist möglich, den Laserstrahl' 42 durch das Vorspannelement 32 selbst ohne Wechselwirkung mit dem Laserstrahl 3 hindurchzuleiten. Dies kann erfolgen, entweder durch räumliche Trennung der Wege des Laserstrahlen 3 und 4-2 durch das Element 32 oder durch Verwendung unterschiedlicher Frequenzen für die Laserstrahlen 3 und 42, wobei die Trennung durch Filter erfolgt. Die in der Zeichnung dargestellte Anordnung wird für die praktischste gehalten und daher bevorzugt.

Das Überwachungssystem ist für den Betrieb des Laser-Schwerkräftgradiometers nicht wesentlich und kann bei Bedarf nur

zur Eichung des Systems verwendet werden. Zusätzlich kann das Überwachungssystem während der Qualifikation der Vorrichtung für eine besondere Umgebung verwendet und entfernt werden, wenn die Ergebnisse zeigen, dass das Vorspannelement 32 ein stabiles Vorspannungsniveau liefert. Bevorzugt wird in im wesentlichen allen Fällen die Verwendung eines Belastungselements 38 aus demselben Material und von im wesentlichen identischen Abmessungen mit dem Vorspannelement 32, so dass das Vorspannungsniveau so stabil wie möglich ist.

Die beste Art der Verbesserung der Robustheit eines Schwerkraftgradiometers nach der Erfindung liegt wohl in der Konstruktion der meisten in der Zeichnung dargestellten Elemente aus oder in einem massiven Teil aus Quarz. Ein derartiger Aufbau i^t in Fig. 3a und 3b der US-PS 3 517 560 dargestellt. Ein derartiges Konstruktionsverfahren vermindert die Teile der Gas-Feststoffzwischenflächen, durch die der Laserstrahl hindurchtreten muss.

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Claims

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFfCE

910 971

STANDARD OIL COMPANY, Chicago, 111, USA Patentansprüche

,1.j Schwerkraftgradiometer, gekennzeichnet durch einen Laser (2) zur Erzeugung eines Laserstrahls (3) mit mehreren Zirkularpolarisationen, durch einen ein spannungsoptisches Element aufweisenden Modulator (12) im Weg des Laserstrahls (3) zum differentiellen Ändern der Eigenschaften der Zirkularpolarisationen in Abhängigkeit von einer Belastung, wobei der Modulator (12) an seiner Mitte unbeweglich gegenüber dem Veg des Laserstrahls (3) gehalten ist, durch mit den ersten und zweiten Enden des Modulators (12) verbundene erste und zweite Massendipole (16, 18), die im wesentlichen senkrecht zueinander stehen, wodurch ein in einer zum Veg des Laserstrahls (3) senkrechten Ebene gelegener Schwerkraftgradient Drehmomente in den mit dem Modulator (12) verbundenen Massendipolen (16, 18) erzeugt zur Erzeugung einer Frequenzdifferenz zwischen den Zirkularpolarisa-

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tionen, und durch eine Einrichtung (30) zur Ermittlung der Frequenzdifferenz. ■

2. Schwerkraftgradiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (2) eine Laserröhre aufweist, und dass wenigstens drei Reflektoren (4, 6, 8, 10) für die Laserröhre einen Ringraum bilden.

3. Schwerkraftgradiometer nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (2) eine Gaslaserröhre sein kann.

4. Schwerkraftgradiometer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein im Weg des Laserstrahls (3) angeordnetes ■Vorspannelement (32), das aus einem spannungsoptischen Material besteht, das durch Beaufschlagung mit einem ständigen Drehmoment unter Vorspannung steht, wobei die Achse des Drehmoments parallel zur Achse des Laserstrahls (3) verläuft, wodurch das Vorspannelement (32) zusätzlich zu der durch den Modulator (12) erzeugten Frequenzdifferenz eine im wesentlichen konstante Frequenzdifferenz zwischen den Zirkularpolarisationen und einen Betrieb des Schwerkraftgradiometers in einem linearen Ansprechbereich erzeugt.

5· Schwerkraftgradiometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (32) dadurch vorgespannt ist, dass es ständig mit einem aus spannungsoptischem Material bestehenden Belastungselement (38) verbunden ist, und gekennzeichnet durch einen zweiten Laser (40), der einen zweiten Laserstrahl (42) mit mehreren Zirkularpolarisationen erzeugt und so positioniert ist, dass er durch das Belastungselement (38) längs der Achse des am Drehmomentenelement ausgeübten Drehmoments hindurchtritt, so dass das Drehmoment eine Frequenzdifferenz zwischen den Zirkularpolarisationen erzeugt, und durch eine zweite Einrichtung (44)

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zur Ermittlung der Frequenzdifferenz zwischen den Zirkularpolarisationen des zweiten Laserstrahls (42).

6. Auf Kräfte ansprechende Messvorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (32) dadurch vorgespannt ist, dass es mit einem Belastungselement (38) verbunden ist, das aus dem gleichen spannungsoptischen Material wie das Vorspannelement (32) besteht und im wesentlichen die gleichen Abmessungen wie das Vorspannelement (32) hat, wodurch das Belastungsniveau am Vorspannelement (32) über einen Bereich von TJmgebungsbedingungen konstant ist.

7. Schwerkraftgradient ter, gekennzeichnet durch einen Laser (2) zur Erzeugung eines Laserstrahls (3) mit mehreren Zikularpolarisationen, durch einen ein spannungsoptisches Element aufweisenden Modulator (12) im Weg des Laserstrahls (3) zum differentiellen Indern der Eigenschaften der Zirkularpolarisationen in Abhängigkeit von einer Belastung, wobei der Modulator (12) an seiner Mitte unbeweglich gegenüber dem Weg des Laserstrahls (3) gehalten ist, durch einen mit einem zweiten Ende des Modulators (12) verbundenen Massendipol, dessen Achse senkrecht zum Weg des Laserstrahls (3) verläuft, wodurch ein Schwerkraftgradient in der zum Laserstrahl (3) senkrechten Ebene ein Drehmoment im mit dem Modulator (12) verbundenen Dipol erzeugt zur Erzeugung einer Frequenzdifferenz zwischen den Zirkulatpolarisationen, und durch ein im Weg des Laserstrahls (3) angeordnetes Vorspannelement (32), das aus spannungsoptischeua Material besteht, das durch Beaufschlagung mit einem ständigen Drehmoment unter Vorspannung steht, wobei die Achse des Drehmoments parallel zur Achse des Laserstrahls (3) verläuft, wodurch das Vorspannelement (32) zusätzlich zu der durch den Modulator (12) erzeugten Frequenzdifferenz eine im wesentlichen konstante Frequenzdifferenz zwischen den Zirkularpolarisationen und einen Betrieb

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des Schwerkraftgradiometers in einem linearen Ansprechbereich erzeugt.

-β. Schwerkraftgradiometer nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (32) dadurch vorgespannt ist, dass es ständig mit einem aus spannungsoptischem Material bestehenden Belastungselement (38) verbunden ist, und gekennzeichnet durch einen zweiten . Laser (40), der einen zweiten Laserstrahl (42) mit mehreren Zirkularpolarisationen erzeugt und so positioniert ist, dass er das Belastungselement (38) längs der Achse des am Modulator (12) ausgeübten Drehmoments hindurchtritt, so dass das Drehmoment eine Frequenzdifferenz zwischen den Zirkularpolarisationen erzeugt, und durch j eine zweite Einrichtung (44) zur Ermittlung der Frequenzdifferenz zwischen den Zirkularpolarisationen des zweiten Laserstrahls (42).

9- Auf Kräfte ansprechende Messeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (32) dadurch vorgespannt ist, dass es mit einem Belastungselement (38) verbunden ist, das aus dem gleichen spannungsoptischen Material wie das Vorspannelement (32) besteht und im wesentlichen die gleichen Abmessungen wie das Vorspannelement (32) hat, wodurch das Belastungsniveau am Vorspannelement (32) über einen Bereich von Umgebungsbedingungen konstant ist.

10. Verfahren zum Bestimmen von Schwerkraftgradienten, gekennzeichnet durch Erzeugen eines Laserstrahls mit mehreren Zirkularpolarisationen, durch Positionieren eines ein spannungsoptisches Element aufweisenden Modulators im Weg des Laserstrahls zum differentiellen Indern der Eigenschaften der Zirkularpolarisationen in Abhängigkeit von einer Belastung, wobei der Modulator an seiner Mitte unbeweglich gegenüber dem Weg des Laserstrahls gehalten wird, durch Befestigen erster und zweiter Massendipole

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an ersten und zweiten Enden des Modulators, wobei die Massendipole im wesentlichen zueinander senkrecht stehen, wodurch ein in einer zum Weg des Laserstrahls senkrechten .Ebene gelegener Schwerkraftgradient Drehmomente in den mit dem Modulator verbundenen Massendipolen erzeugt zur Erzeugung einer Frequenzdifferenz zwischen den Zirkularpolarisationen, und durch Ermitteln der Frequenzdifferenz, wobei die vorangehenden drei Schritte in beliebiger Reihenfolge ausführbar sind.

11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Anwenden von wenigstens drei Reflektoren in einer Laserröhre zur Bildung eines Ringlaserraums für die Erzeugung des Laserstrahls»

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserröhre eine Gaslaserröhre sein kann.

13· Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Positionieren eines Vorspannelemente im Weg des Laserstrahls, wobei das Vorspannelement aus einem spannungsoptischen Element besteht, das durch Beaufschlagung mit einem ständigen Drehmoment unter Vorspannung steht, wobei die Achse des Drehmoments parallel zur Achse des Laserstrahls verläuft, wodurch das Vorspannelement zusätzlich zu der durch den Modulator erzeugten Frequenzdifferenz eine im wesentlichen konstante Frequenzdifferenz zwischen den Zirkularpolarisationen erzeugt, wodurch das Verfahren ein lineares Ansprechen auf die Schwerkraftgradienten ergibt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahren zur Bestimmung der Schwerkraftgradienten in Bohrlöchern angewendet werden.

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