DE3115906A1 - Ringlaser - Google Patents

Ringlaser

Info

Publication number
DE3115906A1
DE3115906A1 DE19813115906 DE3115906A DE3115906A1 DE 3115906 A1 DE3115906 A1 DE 3115906A1 DE 19813115906 DE19813115906 DE 19813115906 DE 3115906 A DE3115906 A DE 3115906A DE 3115906 A1 DE3115906 A1 DE 3115906A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
corner
mirror
ring laser
layer
ferromagnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19813115906
Other languages
English (en)
Inventor
Rolf Dipl.-Phys. 3300 Braunschweig Gauert
Werner 3042 Munster Jungbluth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR filed Critical Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Priority to DE19813115906 priority Critical patent/DE3115906A1/de
Priority to GB8210661A priority patent/GB2097176B/en
Priority to US06/368,573 priority patent/US4540284A/en
Priority to FR8206657A priority patent/FR2504320A1/fr
Publication of DE3115906A1 publication Critical patent/DE3115906A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

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
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
    • H01S3/083—Ring lasers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

OMOiJUO i-ii. ι υ.
.··.: .--. .: Patentanwalt
Dipl.-lng. Harro Gralfs
Grails Patentanwalt Am Bürgerpark 8 D 3300 Braunschweig Germany
Am Bürgerpark 8 D 3300 Braunschweig, Germany Telefon 0531-74798 Cable patmarks braunschweig
G/WS - D 679
Deutsche Forschungs- und
Versuchsanstalt für Luft-
und Raumfahrt e.V.
Linder Höhe
5000 Köln 90
Ringlaser
Die Erfindung bezieht sich auf einen Ringlaser mit wenigstens drei Eckspiegeln, von denen ein Eckspiegel auf einem Substrat eine ferromagnetische Granatschicht trägt, die mit einer Vielzahl von Interferenzschichten abgedeckt ist und normal zur Schicht magnetisiert ist.
Bei einem bekannten Ringlaser der genannten Art (Naecon-Report, 1978, S. 544—548) wird über den die ferromagnetische Granatschicht tragenden Eckspiegel magneto-optisch ein Bias unter Verwendung des transversalen Kerr-Effektes eingebracht.
Aufgabe der Erfindung iet es, den Ringlaser so auszubilden, daß der die ferromagnetische Granatschicht tragende Eckspiegel als Faradayzelle in Reflexion arbeitet.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der die ferromagnetische Granatschicht tragende Eckspiegel mit zirkulär polarisierter Strahlung beaufschlagt ist. Zur Erzeugung der zirkulär polarisierten Strahlung kann vor dem die ferromagnetische Granatschicht tragenden Eckspiegel eine λ A-Verzögerungsplatte angeordnet sein. Bei einer anderen Ausführungsform sind die Eckspiegel, die im Strahlengang dem die ferromagnetische Granatschicht tragenden Eckspiegel benachbart sind, mit einer Vielzahl von Interferenzschichten versehen, die derart angeordnet sind, daß durch eine 90°-Phasenverschiebung zirkulär polarisierte Strahlung in eine linear polarisierte Strahlung umgewandelt wird und umgekehrt.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.
Pig. 1 zeigt das Prinzip eines Ringlasers, wie er der Erfindung zugrunde liegt.
Pig. 2 zeigt einen in erfindungsgemäßer Wei.se als Faradayspiegel wirkenden Eckspiegel in schematischer Darstellung.
Fig. 3 zeigt die Anordnung nach Fig. 2 in perspektivischer Darstellung.
Pig. 4 zeigt einen Ringlaser in abgewandelter Ausführungsform.
Der in Fig. 1 dargestellte Ringlaser arbeitet mit drei Eckspiegeln 2, 3 und 4 und einem zwischen den beiden Eckspiegeln 2 und 3 angeordneten Verstärkungsmedium in Form einer Gasentladungsröhre 1.
Der Eckspiegel 4 ist so ausgebildet, daß über ihn der gewünschte Bias erzeugt wird. Die Eckspiegel 2 und 3 sind hochreflektierende Spiegel.
Der Eckspiegel 4 trägt auf einem Substrat 5 eine strahlungsdurchlässige ferromagnetische Schicht 6 aus einer Granatverbindung, beispielsweise Yttrium-Eisen-Granat YIG. YIG hat eine große Verdet-Konstante. Es kommen aber auch andere ferromagnetische Granatverbindungen in Frage, die eine große Verdet-Konstante aufweisen. Die Granatschicht 6 kann auf ihrer Rückseite verspiegelt sein. Die Granatschicht 6 hat ein Reflexionsvermögen, das für Ringlaser nicht ausreicht. Auf diese Schicht ist daher eine Vielzahl dielektrischer Interferenzschichten 7 aufgetragen, durch die das nötige Reflexionsvermögen erzielt wird. Gegen die äußerste Schicht der Interferenzschichten 7 anliegend ist eine Λ /4-Platte vorgesehen, die in Fig.2 und 3 im Abstand wiedergegeben ist, um die Einwirkung dieser Platte auf den laufenden Strahl veranschaulichen zu können. Der Eckspiegel 4 wird von einem Magnetfeld D durchsetzt, durch das die Schicht 6 normal zu ihrer Ebene magnetisiert wird. Der Eckspiegel 4 wirkt als Faradayspiegel, bei dem der magneto-optische Faradayeffekt ausgenutzt wird. Der Faradayeffekt äußert sich in einer Drehung der Polarisationsebene linear polarisierten Lichtes, die sich in einer Phasenverschiebung der zirkulären Wellen begründet· Der Eckspiegel 4 arbeitet in Reflexion und benötigt nur eine λ/4-Verzögerungsplatte, die von beiden umlaufenden Strahlen durchsetzt wird. Das Azimut der Polarisationsebene der von links bzw. rechts einfallenden Strahlung ist + 45° bzw. -45° zur Senkrechten. Hinter der ^-Platte hat sich rechtszirkular"polarisiertes (rcp) bzw. linkszirkular polarisiertes (lcp) Licht ergeben. Dieses Licht trifft auf den normal zur Oberfläche magnetisierten Spiegel Hier erfährt die rcp-Strahlung die Phasenverschiebung -<J>r, da sie entgegen
- -fr - JModOo
der Magnetfeld-Richtung läuft, und nach der Reflexion am hinteren Ende des Spiegels die Phasenverschiebung +φ,, da sie durch die Reflexion in lcp-Licht umgewandelt worden ist. Die resultierende Phasenverschiebung 1λ der von links einfallenden Zirkularen Welle ist also O1:
(1) S1 β φ, - φ * 2 Θρ Θρ = Faradaydrehwinkel.
Die von rechts einfallende Vfelle erleidet dasselbe Schicksal mit umgekehrtem Vorzeichen. Hier ist δ*
(3) δ~ β φ^ - φ, » -2 Q„
Als resultierende Phasenverschiebung £ ergibt sich zwischen den beiden Wellen
(5) Δ = S 1 - S 2 = H θρ.
Der über den Faradayspiegel 4 erzielbare Bias ist abhängig von der Anzahl der zur Erzielung des notwendigen Reflexionsvermögens aufgetragenen dielektrischen Interferenzschichten. Rechnungen zeigen, daß mit einer Schichtdicke von 5 um bei epitaktisch aufgewachsenen Schichten ein Bias von + 17°/s erreicht werden könnte, bei einem Reflexionsvermögen von ca. 99,1I £. Bei an der Rückseite verspiegelten Proben aus YIG mit einer Dicke von 5 um werden theoretische Werte von + 67°/s bei einem Reflexionsvermögen von 99,4 % erreicht.
Eine λ A-Verzögerungsplatte kann entfallen, wenn für die dem Paradayspiegel benachbarten Eckspiegel Spiegel verwendet werden, die zwischen ρ und s Komponente eine Phasenverschiebung von 90° bewirken. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 4 dargestellt.
Der Aufbau des Eckspiegels 14 in Pig. 4 entspricht dem oben beschriebenen Aufbau des Eckspiegels 4 ohne die davor angeordnete λ/4-Platte. Die Phasenschiebung über die Eckspiegel 12 und 13 wird erreicht durch eine entsprechende Ausbildung des dielektrischen Vielschichtaufbaus (Applied Optics - Volume 19, No. 16 / 15. August 198O). Wie aus der Darstellung nach Fig. 4 ersichtlich, wird die aus der Gasentladungsröhre 11 im Uhrzeigersinn austretende linear polarisierte Strahlung ρ mit Hilfe des Spiegels 12 in links zirkulär polarisierte Strahlung lcp umgewandelt, die auf dem Paradayspiegel 14 auftrifft, diesen als rechts zirkulär polarisierte Strahlung rcp verläßt und über den Spiegel 13 dann durch Phasenverschiebung wieder in linear polarisierte Strahlung umgewandelt wird. Die entgegen dem Uhrzeigersinn umlaufende Strahlung wird durch die Phasenschiebung entsprechend in ihrer Polarisation geändert. Während bei der im Uhrzeigersinn umlaufenden Strahlung die Zustände lp/lcp/rcp/lp durchlaufen werden, ist die Reihenfolge der Zustände bei der entgegen dem Uhrzeigersinn umlaufenden Strahlung lp/rcp/lcp/lp.
Leerseite

Claims (3)

  1. Ansprüche
    Q.J Ringlaser mit wenigstens drei Eckspiegeln, von denen ein Eckspiegel auf einem Substrat eine ferromagnetische Granatschicht trägt, die mit einer Vielzahl von Interferenzschichten abgedeckt ist und normal zur Schicht magnetisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der die ferromagnetische Granatschicht tragende Eckspiegel mit zirkular polarisierter Strahlung beaufschlagt ist.
  2. 2. Ringlaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel vor dem die ferromagnetische Granatschicht tragenden Eckspiegel eine λ /1I-Verzögerungsplatte angeordnet ist.
  3. 3. Ringlaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Eckspiegel, die im Strahlengang dem die ferromagnetische Granatschicht tragenden Eckspiegel benachbart sind, mit einer Vielzahl von Interferenzschichten versehen sind, die derart angeordnet sind, daß durch eine 90° Phasenverschiebung zirkular polarisierte Strahlung in eine linear polarisierte Strahlung umgewandelt wird und umgekehrt.
DE19813115906 1981-04-21 1981-04-21 Ringlaser Ceased DE3115906A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813115906 DE3115906A1 (de) 1981-04-21 1981-04-21 Ringlaser
GB8210661A GB2097176B (en) 1981-04-21 1982-04-13 Ring laser
US06/368,573 US4540284A (en) 1981-04-21 1982-04-15 Ring laser including reflecting mirror with phase rotating garnet layer
FR8206657A FR2504320A1 (fr) 1981-04-21 1982-04-19 Laser en anneau

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813115906 DE3115906A1 (de) 1981-04-21 1981-04-21 Ringlaser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3115906A1 true DE3115906A1 (de) 1982-10-28

Family

ID=6130539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813115906 Ceased DE3115906A1 (de) 1981-04-21 1981-04-21 Ringlaser

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4540284A (de)
DE (1) DE3115906A1 (de)
FR (1) FR2504320A1 (de)
GB (1) GB2097176B (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1982004483A1 (en) * 1981-06-13 1982-12-23 Kranz Jakob Laser rotational speed counter
US4755752A (en) * 1983-07-05 1988-07-05 Gerald L. Fitzpatrick Flaw imaging in ferrous and nonferrous materials using magneto-optic visualization
US4686678A (en) * 1984-03-27 1987-08-11 Nec Corporation Semiconductor laser apparatus with isolator
US4698823A (en) * 1984-09-12 1987-10-06 Litton Systems Inc. System for reducing the sensitivity of a ring laser gyro to changes in a magnetic field
US5757490A (en) * 1996-07-31 1998-05-26 Litton Systems, Inc. Compact three-axis ring laser gyroscope

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3851973A (en) * 1972-01-03 1974-12-03 Sperry Rand Corp Ring laser magnetic bias mirror compensated for non-reciprocal loss
US4141651A (en) * 1977-01-10 1979-02-27 Raytheon Company Laser gyroscope output optics structure
US4246549A (en) * 1977-10-04 1981-01-20 Sperry Rand Limited Magneto-optical phase-modulating devices
GB2006456B (en) * 1977-10-04 1983-06-02 Sperry Rand Ltd Magneto-optical phase modulatiing devices
US4222668A (en) * 1978-02-23 1980-09-16 Rockwell International Corporation Ferrimagnetic Faraday elements for ring lasers
US4195908A (en) * 1978-05-15 1980-04-01 Sperry Corporation Magnetic mirror for imparting non-reciprocal phase shift

Also Published As

Publication number Publication date
GB2097176A (en) 1982-10-27
US4540284A (en) 1985-09-10
GB2097176B (en) 1984-12-19
FR2504320A1 (fr) 1982-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE68911780T2 (de) Nicht-reziproke optische Anordnung.
EP0042612B1 (de) Einrichtung zur Polarisationsumwandlung elektromagnetischer Wellen
DE2410485C3 (de) Prismensystem zur Farbtrennung in drei Farbkomponenten
DE1541725B2 (de) Einrichtung zur kombination von energie
DE2931474A1 (de) Nicht reziproke optische vorrichtung
DE2808035A1 (de) Polarisator fuer hoechstfrequenzwellen
DE2800885C2 (de) Optisches Ausgangssystem für Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser
DE2636926C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Ablage eines sich auf einem Leitstrahl befindenden Objektes
DE3231894A1 (de) Vorrichtung zum schalten eines lichtstrahls
DE69005019T2 (de) Optischer Isolator.
DE2306282C3 (de) Laser mit Q-Schaltung
EP0044502A1 (de) Vor einer Parabolreflektorantenne angeordnete Einrichtung zur Umwandlung von linear polarisierten in zirkular polarisierte elektromagnetische Wellen
DE3327417A1 (de) Optische verzweigungsvorrichtung
DE69022877T2 (de) Lichtisolator vom Wellenleitertyp.
DE2843327C2 (de)
EP0142895A2 (de) Magneto-optische Wellenleiterstruktur mit künstlicher optischer Anisotropie
DE68922135T2 (de) Laser Interferometer mit optischer Rückkopplungsisolation.
DE2900125C2 (de)
DE3115906A1 (de) Ringlaser
DE2729890A1 (de) Magnetooptischer ablenker
EP0044503B1 (de) Umpolarisiereinrichtung zur Erzeugung zirkular polarisierter elektromagnetischer Wellen
DE1275206B (de) Elektro-optischer Modulator
DE2733735A1 (de) Integrierte optische einrichtung
DE2432479C2 (de) Ringlaser
DE3912406A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum abtasten mehrerer optischer messreflektoren

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8125 Change of the main classification

Ipc: G01C 19/64

8126 Change of the secondary classification

Ipc: H01S 3/083

8131 Rejection