DE3929107A1

DE3929107A1 - Lasergyroskop und magnetischer spiegel dafuer

Info

Publication number: DE3929107A1
Application number: DE3929107A
Authority: DE
Inventors: Wah L Lim; V Warren Biricik; Samuel J Holmes; Frank R Nakatsukasa; Joseph M Bresman; Harley A Perkins; Michael S Perlmutter; Henry T Minden
Original assignee: Northrop Grumman Corp; Northrop Grumman Systems Corp
Current assignee: Northrop Grumman Corp; Northrop Grumman Systems Corp
Priority date: 1988-09-02
Filing date: 1989-09-01
Publication date: 1990-03-15
Also published as: JPH02186216A; FR2636133A1; US4968136A; GB2222482B; NL8902199A; GB2222482A; GB8919972D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Ringlasergyroskop mit einer Vor magnetisierung und Spiegel auf der Basis des transversalen magnetooptischen Kerr-Effekts zur Verwendung bei solchen Gyroskopen.

Ringlasergyroskope mit einer Vormagnetisierung beinhalten im allgemeinen einen Block, der einen Laser-Entladungsweg um schließt und an dem eine Anzahl von Spiegeln angebracht ist, die einen geschlossenen Ring bilden und einen optischen Hohlraum für die Ausbreitung von gegenläufigen Laserstrahlen festlegen. Die Wirkungsweise solcher Ringlasergyroskope be ruht auf der Überlagerung der gegenläufigen Strahlen unter Bildung eines Interferenzstreifenmusters. Dieses Muster zeigt die Schwebungsfrequenz bzw. Mischfrequenz der gegen läufigen Strahlen an, die durch eine Rotation des Gyroskopes verursacht wird. Durch Auszählen der Interferenzstreifen bei deren Vorbeilaufen an einem Detektor während der Rotation des Gyroskops wird ein Ausgangssignal abgeleitet. Bei drei eckigen Ringlasergyroskopen mit einer Vormagnetisierung durch den transversalen Kerr-Effekt ist einer der Spiegel außerhalb des Hohlraumes angebracht und durch ein Brewster fenster an die Laserentladung im Hohlraum angekoppelt. Das Fenster unterdrückt unerwünschte S-polarisierte Strahlung und zwingt den Hohlraum daher zur Resonanz im P-polari sierten Strahlungsmode. Die Anbringung des Fensters hat jedoch andererseits auch eine unerwünschte Streuung und Doppelbrechung zur Folge.

Für niedrige Rotationsgeschwindigkeiten erzeugt die durch Streuung verursachte Abkopplung eine Synchronisation der Frequenzen der gegenläufigen Wellen durch gegenseitiges Mit ziehen (Lock-in), mit dem Ergebnis, daß die Schwebung ver schwindet und die Interferenzstreifen, die zu der Feststel lung der Drehung dienen, sich trotz einer Rotation des Gyro skopes nicht bewegen. Um dieses Lock-in zu verhindern, ist es aus der US-PS 38 51 973 und der US-PS 39 27 946 bekannt, mit einer Vormagnetisierung eine nichtreziproke Phasenver schiebung vorzunehmen, wobei die Frequenz von einem der gegenläufigen Strahlen bezüglich der des anderen Strahles verschoben wird, so daß sie außerhalb des Lock-in-Bereiches liegt. Dadurch wird es möglich, das Gyroskop mit Winkelge schwindigkeiten zu betreiben, die unterhalb der gewöhnlichen Lock-in-Schwelle liegen.

Aus der US-PS 44 42 414 (Carter) ist ein Aufbau für einen magnetischen Spiegel zur Vormagnetisierung bekannt, bei dem eine magnetooptische Schicht durch eine mehrlagige Schicht aus dielektrischen Materialien von einer Schicht sättigbaren magnetischen Materiales getrennt ist. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil einer schlechten Kopplung zwischen den magnetischen Schichten, die sich aus dem zu großen Abstand zwischen dem sättigbaren magnetischen Material und dem ma gnetooptischen Material ergibt. Diese Trennung verringert die Fähigkeit des magnetooptischen Materiales, durch eine Drehung des Magnetisierungsvektors zwischen den beiden Ma gnetisierungszuständen umgeschaltet werden zu können, wie es zur Vermeidung des Lock-ins erforderlich ist. In dieser Druckschrift wird auch vorgeschlagen, daß die magnetisch sättigbare Schicht mittels elektrischer Leiter umgeschaltet wird, die auf der Oberseite der magnetisch sättigbaren Schicht liegen, mit einem Stromrückweg unter der magnetisch sättigbaren Schicht. Bei einem solchen Sandwichaufbau ist das erregende Feld nahezu vollständig zwischen den beiden Leitern an der Oberseite, die den Strom hinausleiten, und dem unteren Leiter, der den Strom zurückführt, eingeschlos sen. Obwohl bei diesem Aufbau die Induktivität gering ist, wird damit auch die räumliche Ausdehnung des erregenden Feldes auf die magnetisch sättigbare Schicht begrenzt. Die davon entfernte magnetooptische Schicht muß von dem Dema gnetisierungsfeld der magnetisch sättigbaren Schicht erregt werden. In diesem Fall wird die magnetooptische Schicht mehr durch eine Bewegung der Wände der magnetischen Domänen umge schaltet als durch die erwähnte Drehung des Magnetisierungs vektors. Nach der genannten Druckschrift ist die magneto optische Schicht mit dielektrischen Schichten aus Magnesium fluorid und Zinksulfid abgedeckt, die nicht dafür geeignet sind, mit dem Plasma in He-Ne-Lasern in Kontakt zu kommen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Lasergyroskop und einen magnetischen Spiegel dafür zu schaffen, bei dem die obengenannten Nachteile nicht auftreten.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe eine abge schlossene, eine Einheit bildende Gyroskop-Anordnung vorge sehen, die einen monolithischen Gyroskop-Block mit einem Laser-Hohlraum enthält, der gegenläufige Lichtstrahlen aus sendet, die von einer Anzahl von Spiegeln reflektiert wer den, die optisch mit dem Gyroskop-Block in Kontakt stehen. Die Spiegel werden aus harten und widerstandsfähigen mehr lagigen dielektrischen Schichten hergestellt, so daß sie dem die Laserstrahlen abgebenden Medium ausgesetzt werden können, wobei vermieden wird, daß das Laser-Plasma mit vergrabenen metallischen Schichten in Kontakt kommt.

Zur Erläuterung wird folgende Terminologie verwendet:

a) Mit Vormagnetisierung wird die nichtreziproke Phasenverschiebung bezeichnet, die in der P-Polarisierung eines Lichtstrahles erzeugt wird; und
b) der nichtreziproke Verlust ist der Un terschied im Reflexionsvermögen eines magnetooptischen Ele mentes für gegenläufige P-polarisierte Lichtstrahlen.

Das erfindungsgemäße Gyroskop weist eine ungerade Anzahl von Spiegeln auf und hat in einer Ausführungsform einen kleinen Umfang (weniger als etwa 30 cm), was einen großen Frequenz abstand zwischen den fundamentalen S- und P-polarisierten Moden im Hohlraum des Gyroskops ergibt. Wenn die erwünschte P-Mode auf das Maximum der Kurve für die Verstärkung gegen die Frequenz abgestimmt wird, kann die Position der benach barten fundamentalen S-Mode außerhalb des Bereiches nennens werter Verstärkung liegen. Die geringe Verstärkung im S-Mode verhindert dann, daß die unerwünschte fundamentale S-Mode im Laserstrahl enthalten ist.

Einer der Spiegel des Gyroskopes ist ein magnetischer Spie gel mit einem Substrat, das eingebettete elektrische Leiter zur Erzeugung schnell umschaltbarer magnetischer Felder auf weist. Auf dem Substrat ist eine magnetisch sättigbare Schicht, beispielsweise aus einer Nickel-Eisen-Legierung (vorzugsweise einer Ni-Fe-Legierung, die keine Magneto striktion zeigt) angeordnet. Direkt auf der Ni-Fe-Schicht kann eine dünne magnetooptische Schicht aus Eisen oder einer Eisenlegierung vorgesehen sein. Über der dünnen Eisenschicht befindet sich zum Zwecke des Einstellens des nichtreziproken Verlustes auf Null und zur Verbesserung des Reflexionsvermö gens eine mehrlagige dielektrische Schicht. Die dielektri sche Schicht beinhaltet abwechselnde Lagen von Materialien mit einem hohen Brechungsindes und solchen mit einem niedri gen Brechungsindex, beispielsweise aus Titandioxid bzw. Siliziumdioxid. Bei einer anderen Ausführungsform ist die mehrlagige dielektrische Schicht, die einen oder beide der anderen Spiegel bildet, zur Unterdrückung der fundamentalen S-Mode und/oder anderer Moden höherer Ordnung, etwa außer axialer S-polarisierter Strahlung, die in der Frequenz der P-Mode näher sein kann als die fundamentale S-Mode, vorge sehen. Durch Unterdrückung der S-Mode mittels des kleinen Umfangs, der ungeraden Anzahl von Spiegeln und/oder mehr lagigen dielektrischen Beschichtungen wird auch ohne Brewsterfenster ein Betrieb in einer einzigen P-Mode er reicht, so daß die entsprechenden Probleme mit Doppel brechung und erhöhter Streuung vermieden werden.

Die Ni-Fe-Schicht im magnetischen Spiegel läßt sich während der Herstellung leicht magnetisch ausrichten, um eine ein achsige Anisotropie zu erzeugen, die für die Umschalttechnik mittels Drehung des Magnetisierungsvektors erforderlich ist. Ni-Fe-Legierungen können durch sehr kleine äußere magneti sche Felder auf diese Weise umgeschaltet werden. Ihre magne tooptische Konstante ist kleiner als die von Eisen, und sie weisen eine geringe nichtreziproke Phasenverschiebung auf. Die auf der Ni-Fe-Legierung liegende Eisenschicht zeigt eine größere nichtreziproke Phasenverschiebung, erfordert jedoch wesentlich höhere Ströme zum Umschalten und ist nur schwer mit einer nennenswerten einachsigen Anisotropie herzustel len. Die Ni-Fe-Schicht plus der darauf befindlichen Eisen schicht ergibt in der Kombination jedoch sowohl eine Um schaltung durch kleine magnetische Felder als auch eine große nichtreziproke Phasenverschiebung. Die Stromleiter zum Umschalten der Ni-Fe-Legierung bzw. dem Eisen sind unmittel bar unter der Ni-Fe-Legierungs-Grenzschicht und vorzugsweise innerhalb des Substrates angeordnet.

Die Leiter zum Umschalten werden aus zwei senkrecht zueinan der angeordneten Leiterpaaren gebildet, die die Magnetisie rung zwischen den durch die Anisotropie vorgegebenen Vor zugsrichtungen durch Drehen des Magnetisierungsvektors um schalten können.

Das erfindungsgemäße Gyroskop hat den Vorteil, daß auch ohne Elemente im Hohlraumresonator eine Vormagnetisierung er reicht wird. Elemente im Hohlraum würden den toten Bereich bzw. den Lock-in-Bereich durch Streuung des Lichtes und die magnetische Empfindlichkeit durch eine zirkulare Polari sation erhöhen.

Das erfindungsgemäße Gyroskop hat des weiteren den Vorteil, daß alle Funktionen des Lasers, mit Ausnahme des Erzeugens einer optischen Verstärkung, entweder durch Elemente, die außerhalb des Hohlraumes liegen, oder durch die Spiegel selbst ausgeführt werden, einschließlich dem Erzeugen einer Vormagnetisierung zur Vermeidung des Lock-ins mittels eines magnetischen Spiegels; dem Erzielen der richtigen Polari sierung des Lasers (P-Polarisierung) zum Erzeugen der Vor magnetisierung und dem Umkehren oder Umschalten der Vorma gnetisierung.

Um eine Vormagnetisierung zu erreichen, muß das Laserlicht P-polarisiert sein. Die Physik eines Ringlasers ist jedoch derart, daß die Vorrichtung spontan im S-Mode schwingt. Der Laser muß daher eine Einrichtung enthalten, die ihn dazu zwingt, im P-Mode zu schwingen. Die Anordnung muß auch der art sein, daß der Laser nicht gleichzeitig in einer anderen S-Mode schwingt. Erfindungsgemäß werden diese Bedingungen ohne die Einfügung von Elementen in den Hohlraum durch die im folgenden angegebenen Maßnahmen, einzeln oder zusammen, erfüllt.

Wenn der Umfang L des Lasers genügend klein ist, ist der Abstand der Frequenzen der S- und der P-Moden (c/2L) größer als der Frequenzbereich, über den die He-Ne-Entladung eine Verstärkung ergibt. Bei einem kleinen Laser-Hohlraum ist daher nur im P-Mode oder im S-Mode eine Schwingung möglich.

Die Resonanzbedingung für einen Ringlaser mit einer ungera den Anzahl von Spiegeln ist derart, daß der Umfang gleich einem ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge sein muß. Wenn diese ganze Zahl gerade ist, ist die Mode S-pola risiert, und wenn diese ganze Zahl ungerade ist, ist die Mode P-polarisiert. Der Umfang des Hohlraumes muß daher nicht nur einer Resonanzlänge entsprechen, sondern auch eine passende Länge für eine P-Moden-Schwingung haben.

Ein normales Ringlasergyroskop ist mit wenigstens einem be weglichen Spiegel ausgestattet. Zur Bewegung des Spiegels, um den Umfang einzustellen, wird ein piezoelektrisches Ele ment verwendet. Das Ausmaß der Bewegung entspricht gewöhn lich nur einer oder zwei Lichtwellenlängen.

Das Lasergyroskop ist auch mit wenigstens einem Photodetek tor ausgestattet, der die Intensität des Laserlichtes er faßt. Wenn der Umfang nicht stimmt, schwing der Laser nicht, und es wird kein Licht festgestellt. Zwischen dem Photodetektor und dem piezoelektrischen Element ist ein Servosystem vorgesehen. Das System stellt die Spannung am Piezoelement so ein, daß das vom Detektor erfaßte Signal maximal wird.

Bei dem herkömmlichen System wird sich die Regelung an die Mode mit der maximalen Intensität ankoppeln. Normalerweise ist dies die S-Mode. Erfindungsgemäß ist vor dem Detektor jedoch ein Polarisationsfilter vorgesehen. Die Orientierung der Polarisationsebene des Polarisationsfilters ist parallel zur Laserebene. Da das Licht der S-Mode senkrecht zur Laser ebene polarisiert ist, wird es vom Polarisationsfilter nicht durchgelassen. Damit erhält der Detektor nur Strahlung im P-Mode, und die Regelung ist an den P-Mode angekoppelt, wie es für den magnetischen Spiegel erforderlich ist.

Es gibt außeraxiale S-Moden, die bei nahezu den gleichen Umfangslängen schwingen wie die axialen P-Moden. Die gleich zeitige Schwingung in einem außeraxialen Mode und dem er wünschten P-Mode setzt jedoch die Leistungsfähigkeit des Ringlasergyroskopes herab.

Ein vorgesehenes Verfahren zum Unterdrücken der außeraxialen Moden verwendet eine elliptische Blende, die besonders ge formt und derart angeordnet ist, daß zwar außeraxiale Moden unterdrückt werden, jedoch die erwünschte axiale P-Mode nicht gestört (z. B. gestreut) wird.

Ausführungsbeispiele für das Ringlasergyroskop und von Spiegeln dafür werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Aufsicht auf ein Ringlasergyroskop;

Fig. 2A einen Querschnitt durch einen magnetischen Spiegel für das Gyroskop der Fig. 1;

Fig. 2B einen Querschnitt durch den magnetischen Spiegel der Fig. 2A längs der Linie 2-2;

Fig. 2C eine schematische Ansicht elektrischer Leiter in dem magnetischen Spiegel der Fig. 2A;

Fig. 2D eine Aufsicht auf die Leiter in dem Spiegel der Fig. 2A;

Fig. 2E eine schematische Darstellung der räumlichen Aus dehnung des durch die Leiter der Fig. 2D erzeugten Gesamtfeldes;

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Magnetspiegel für das Gyroskop der Fig. 1 mit dielektrischen Schichten zur Unterdrückung S-polarisierter Strahlung;

Fig. 4 eine Kurve für das Reflexionsvermögen gegen die Wellenlänge für P- und S-polarisiertes Licht bei dem magnetischen Spiegel der Fig. 3;

Fig. 5A und 5B Hystereseschleifen für die Eisen/Permalloy- Schichten des magnetischen Spiegels der Fig. 3;

Fig. 6A und 6B schematische Darstellungen zur Ummagneti sierung der magnetischen Spiegel der Fig. 2 und 3;

Fig. 7 einen Querschnitt durch einen dielektrischen Spiegel für das Gyroskop der Fig. 1 zur Unterdrückung S-po larisierter Strahlung;

Fig. 8 eine Kurve für das berechnete Reflexionsvermögen für P- und S-polarisierte Strahlung für den Spiegel der Fig. 7;

Fig. 9 eine Kurve für die gemessene Durchlässigkeit gegen die Wellenlänge für P- und S-polarisierte Strahlung bei dem Spiegel der Fig. 7; und

Fig. 10 einen Querschnitt durch einen hoch reflektierenden Spiegel für das Gyroskop der Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt ein Ringlasergyroskop 10 mit einem Block 11, der einen dreieckförmigen Lichtweg festlegt, der durch innere Bohrungen 11 a, 11 b und 11 c führt, wodurch ein Drei eckinstrument mit einem kleinen Umfang (15 cm) gebildet wird, an dessen Ecken drei Spiegel angebracht sind. Zum Er zeugen der Entladung in einem Helium-Neon-Lasermedium sind eine Kathode 12 und Anoden 14 und 16 vorgesehen. Die Entla dung schließt den 1,15 µm-Wellenlängen-Infrarotübergang des Neons ein. Bei dieser Wellenlänge ist die Verstärkung im Helium-Neon-Medium etwa zwanzigmal höher als bei der gewöhn lich verwendeten Wellenlänge von 0,6328 µm. Die höhere Ver stärkung erlaubt sowohl ein kleineres Gyroskop als auch, daß dieses nur einen einzigen verstärkenden Entladungszweig 18 aufweist. Nur der verstärkende Zweig 18 erfordert daher auch eine exakte Bohrung. Der dreieckige Aufbau mit kleinem Um fang ergibt einen großen Frequenzabstand zwischen benachbar ten linear S- (aus der Ebene) und P- (in der Ebene) polari sierten Lasermoden. Dadurch wird die Kontrolle über die Moden vereinfacht, und Brewsterfenster sind nicht erforder lich.

Der Gyroskop-Block 11 besteht vorzugsweise aus einem Materi al wie Zerodur-Glas, das einen kleinen thermischen Ausdeh nungskoeffizienten aufweist, wodurch die Länge der Wege in den Zweigen des Gyroskops konstant bleibt. Zerodur ist ein Beispiel für ein Glas oder eine Glaskeramik mit einem sehr kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und geringer Durchlässigkeit für Gas, insbesondere für Helium. Der drei eckige Aufbau des Gyroskopes 10 wird durch drei Spiegel bestimmt, das heißt durch einen magnetischen Spiegel 20, einen Weglängen-Einstellspiegel 22 und einen Ausgangsspiegel 24. Eine P-Mode-Operation wird durch einen piezoelektrischen Weglängen-Servomechanismus (nicht gezeigt) sichergestellt, der auf den Weglängen-Einstellspiegel 22 wirkt. Das Gyroskop 10 ist an seinen drei Ecken mit den Spiegeln 20, 22 und 24 verbunden, so daß eine abgeschlossene, eine Einheit bildende Anordnung erhalten wird.

Es ist eine Einrichtung vorgesehen, um das Gyroskop 10 mit einer Vormagnetisierung zu betreiben, die durch den trans versalen Kerr-Effekt erzeugt wird, wozu er erforderlich ist, daß die Magnetisierung senkrecht zur Einfallsebene (der durch den Weg des Ringlasers festgelegten Ebene) ist. Das heißt, daß der transversale Kerr-Effekt nur bei P-polari siertem Laserlicht wirksam ist. Die Geometrie des Gyroskops 10 erlaubt jedoch sowohl S- als auch P-polarisierte Licht strahlen. Der S-polarisierte Lichtstrahl stellt einen poten tiellen Verlust an Verstärkung und einen Ausgangsfehler dar und ist daher zu beseitigen, damit das Gyroskop nur im P-Mo de schwingt. Bei den bekannten magnetisch umgeschalteten Ringlasergyroskopen werden Brewsterfenster im Hohlraum be nutzt, um das S-polarisierte Licht zu beseitigen, wobei die obenerwähnten Nachteile auftreten. Erfindungsgemäß wird eine P-Moden-Schwingung ohne solche Elemente im Hohlraum erreicht.

Die Kontrolle der Polarisationsmoden im Gyroskop 10 wird wie im folgenden beschrieben ausgeführt. Ein Betrieb in einer einzigen P-Mode wird durch Unterdrückung der konkurrierenden S-Moden erreicht, die entweder durch eine oder mehrere der folgenden Techniken möglich ist:

a) Eine Beschränkung des Umfanges des Laserhohlraumes, um den Abstand der Frequenzen der S- und P-Moden auf einen Wert zu erhöhen, der größer ist als der Wert, über den die He-Ne-Entladung verstärkt wird;
b) Einbau eines piezoelektrisch bewegbaren Spiegels mit einer Regelschleife mit einem Polarisationsfilter und einem Photodetektor, wobei der Polarisationsfilter parallel zur Ebene der P-Mode des Lasers vorgesehen wird, um die dazu senkrechte S-Mode auszulöschen, so daß der Detektor nur eine P-Mode sieht und maximal macht;
c) Verwendung eines dielek trischen Schichtenspiegels, dessen Reflexionsvermögen für die P-Mode größer als für die S-Mode ist.

Die erste der obigen Techniken nutzt den großen Abstand der Frequenzen aus, der in einem Gyroskophohlraum geringen Um fangs mit einer ungeraden Anzahl von Spiegeln zwischen den fundamentalen S- und P-polarisierten Moden vorhanden ist. In diesem Fall haben die fundamentalen S- und P-polarisierten Moden einen Frequenzabstand, der durch c/2L ausgedrückt wird, wobei c die Lichtgeschwindigkeit und L der Umfang des Gyroskopes ist. Der Frequenzabstand in einem Gyroskop mit einem Umfang von 10 cm ist demnach gleich 1500 MHz. Dieser große Abstand ist günstig, wenn er in Verbindung mit der Verstärkung gegen die Frequenzverteilung für die 1,15 µm- Helium-Neon-Strahlung verwendet wird, die eine Breite von 1000 MHz hat. Wenn eine P-Mode auf die Stelle maximaler Ver stärkung auf der 1,15 µm-Verstärkungskurve abgestimmt wird, liegt die benachbarte S-Mode außerhalb des Bereiches mit nennenswerter Verstärkung. Die sehr geringe Verstärkung unterdrückt die S-Moden, so daß sie keine kohärente Strah lung erzeugen.

Diese Technik ist gegenüber konkurrierenden fundamentalen S-polarisierten Moden sehr effektiv, sie unterdrückt jedoch nicht die außeraxialen S-Moden höherer Ordnung, die in der Frequenz näher an der P-Mode liegen können. Eine Beseitigung dieser Moden kann entweder durch Abblenden des Laserstrahles erfolgen, um einen Verlust in den außeraxialen Moden zu ver ursachen und damit deren Ausstrahlung zu verhindern; oder mittels Spiegeln, die eine Fabry-Perot-Beschichtung mit zwei mehrlagigen Stapeln hoher Reflektivität aufweisen, die durch eine Trennschicht getrennt sind. Die für die beiden hoch re flektierenden mehrlagigen Schichten vorgesehenen Wellenlän gen sind voneinander verschieden, wodurch eine Überlappung in den Seitenbändern der Durchlässigkeit auftritt. Durch geeignetes Einstellen der beiden vorgesehenen Wellenlängen und der optischen Dicke der Trennschicht wird ein scharfer Einbruch im spektralen Reflexionsvermögen erhalten. Für einen nicht senkrechten Einfallswinkel ist dieser Einbruch im Reflexionsvermögen aufgrund der Polarisation aufgeteilt. Der Aufbau des Fabry-Perot-Spiegels ist nun derart, daß bei der Wellenlänge des Gyroskopes für die P-Polarisation ein hohes Reflexionsvermögen und für die S-Polarisation ein geringes Reflexionsvermögen erhalten wird. Von den beiden Techniken zur Unterdrückung von S-Moden höherer Ordnung ist letztere, das heißt ein solcher Spiegel vorzuziehen, da da von keine Streuung des Laserstrahles verursacht wird, wie es durch den Rand einer Blende unvermeidlich ist.

Die Beseitung des Brewsterfensters, das bei den bekannten Gyroskopen vorgesehen ist, macht es erforderlich, daß die Spiegel, die mit der Lasergasentladung in Kontakt kommen, Beschichtungen aufweisen, die gegenüber einer solchen Umge bung unempfindlich sind.

Die Unterdrückung der S-polarisierten Laserstrahlen kann entweder durch einen vollständig dielektrischen Spiegel wie dem Spiegel 22 oder durch den magnetischen Spiegel 20 erfolgen.

In Verbindung mit den Fig. 2 und 3 werden nun magnetische Spiegel für das Gyroskop 10 beschrieben. Der magnetische Spiegel 32 der Fig. 3 ist dafür vorgesehen, S-polarisiertes Licht zu unterdrücken. Jeder der magnetischen Spiegel 20, 30 und 32 weist ein Substrat 34 auf, auf dem eine Schicht 36 aus einer anisotropen magnetischen Legierung ohne Magneto striktion wie etwa Ni-Fe angeordnet ist, um eine Magnetisie rungsrichtung mit einer leicht zu magnetisierenden Achse zu erhalten. Direkt auf der Ni-Fe-Schicht 36 kann sich eine Schicht 38 aus Eisen oder einer Eisenlegierung befinden, um den transversalen magnetooptischen Kerr-Effekt und damit die Gyroskop-Vormagnetisierung zu erhöhen. Eine typische Legie rung für die Schicht 36 besteht aus etwa 83% Ni und 17% Fe, wobei die genaue Zusammensetzung so eingestellt ist, daß die Magnetostriktion gleich Null ist. Als Substratmaterial wird Zerodur (ein Warenzeichen der Schott-Glaswerke) bevor zugt, es kann jedoch auch ein anderes Glas oder eine Glas keramik wie Cervit verwendet werden.

Das Substrat 34 beinhaltet zwei Paare von in einem Abstand parallel verlaufenden elektrischen Leitern 40 und 42, wobei die beiden Paare senkrecht zueinander angeordnet sind. Bei Erregung fließen die Ströme in den Elementen eines jeden Paares in der gleichen Richtung und bauen sehr schnell ma gnetische Felder auf, um den Magnetisierungsvektor in der Ni-Fe-Schicht 36 um +180 oder -180 Grad zu drehen. Diese Drehung wird durch Ansteuern bzw. Erregen der aufeinander senkrecht stehenden Leiterpaare für eine kurze Zeit er reicht, um den Magnetisierungsvektor von der leicht zu magnetisierenden Achse wegzuziehen, woraufhin die Ströme im ersten Leiterpaar umgekehrt werden.

Wie oben bereits erwähnt, ist in der US-PS 44 42 414 ein Sandwichaufbau beschrieben, bei dem sich zwischen den Lei tern eine magnetisch sättigbare Schicht befindet. Obwohl bei einem solchen Aufbau die Indiktivität klein ist, ist dabei auch die räumliche Ausdehnung des erregenden Feldes be grenzt. Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau ist die Induktivi tät des Erregersystems ebenfalls minimal, ohne daß die Schicht in der Mitte eines Sandwichaufbaues angeordnet ist, was die magnetooptischen Eigenschaften der Schicht für den Laserstrahl unerreichbar machen würde. Die erregenden Leiter befinden sich unter der Schicht 36 (im Substrat) oder auch unmittelbar unter einem dünnen Substrat (wie einem Membran spiegel). Der Aufbau des Leiterpaares 40 ist in der Fig. 2C dargestellt. Die Leiterabschnitte 41 und 43, die die Schicht 36 erregen, sind etwa 1,27 mm (50 mil) bis 1,52 mm (60 mil) von der Schicht 36 entfernt, wobei das erzeugte Feld in der Ebene der Schicht liegt. Der Rückleiter ist etwa 3,81 mm (150 mil) bis 9,52 mm (375 mil) vom Rand der Schicht ent fernt und liegt etwa in der Ebene der Schicht. Die Fig. 2D zeigt eine Aufsicht auf diese Anordnung. Das Feld der Rück leiter 45 und 47 steht im wesentlichen auf der Schichtober fläche senkrecht und hat, aufgrund der Formanisotropie, keine Auswirkung auf die Schicht. Die Schleifeninduktivität der Erregerspule wird durch Kleinhalten der Fläche und durch Koppeln der beiden Spulen minimal gehalten, wodurch die räumliche Ausdehnung des Gesamtfeldes der beiden Hälften der Erregerspule verringert wird, wie es in der Fig. 2E gezeigt ist. Obwohl die mit der Anordnung nach der US-PS 44 42 414 erhaltene Induktivität noch kleiner ist als die bei dem vor liegenden Aufbau erzielten typischen 150 Nanohenries pro Windung, ist doch nur eine einzige magnetische Windung er forderlich. Es können jedoch leicht auch mehrere Windungen verwirklicht werden, und auch mit vier Windungen ist die Induktivität noch klein genug, um Stromanstiegszeiten von 50 Nanosekunden zu erhalten.

Die Vormagnetisierung dient dazu, das Lock-in aufzubrechen, wenn sich das Gyroskop in Ruhe befindet. Wenn jedoch die Wirkung der Geschwindigkeit in der Größe gleich und in der Richtung entgegengesetzt der Vormagnetisierung ist, tritt nach wie vor ein Lock-in auf. In diesem Fall bricht eine Umkehrung, das heißt die obenerwähnte Umschaltung, der Vormagnetisierung dann die Kopplung auf.

Der vorliegende Aufbau enthält eine Spulenanordnung, bei der sich die Leitungen bzw. Drähte, die die Spule bilden, in un mittelbarer Nähe der umzuschaltenden Schicht befinden. Diese unmittelbare Nähe ermöglicht es, mit einem relativ kleinen Strom ein hohes Magnetfeld in der Schicht zu erzeugen. Der Teil der Spule, der von der Schicht weiter weg ist, enthält den Rückweg für den Strom. Die Teile der Spule für den Rück weg werden in ausreichender Entfernung von der Schicht ge halten, so daß das von diesen Teilen erzeugte Magnetfeld das Feld in der Schicht nicht nennenswert schwächt. Bei dem vor liegenden Aufbau sind zwei Spulen senkrecht zueinander ange ordnet. Jede Spule besteht aus acht Windungen, die in zwei Sätze mit je vier Windungen aufgeteilt sind, die auf den beiden Seiten des Spiegels liegen, wobei sich der Mittel punkt des Spiegels unmittelbar darunter bzw. darüber befin det. Die das Feld erzeugenden Leitungen der Spulen verlaufen zueinander senkrecht. Der Satz 40 steht auf dem Satz 42 senkrecht (Fig. 2A, 2B). Der eine Satz Leitungen erzeugt das sogenannte Längsfeld, während der andere, dazu senkrechte Satz Leitungen das Querfeld erzeugt, wie es in den Fig. 2C und 2D dargestellt ist. Der sich ergebende Satz von Spulen hat die in der Fig. 6A gezeigte Anordnung. Die Fig. 6A zeigt auch die beiden Paare von sich nicht schneidenden Röhren oder Löchern, die in die Glasscheibe des Spiegels gebohrt sind. Die Löcher verlaufen parallel zur flachen Seite des Spiegels und haben einen Durchmesser von 1,27 mm (0,050′′), und die Löcher für die Längsspule befinden sich 1,27 mm (0,050′′) unter der beschichteten Oberfläche des Spiegels. Die Querlöcher verlaufen senkrecht zu den Längslöchern und liegen vorzugsweise unter diesen. Die Spulen sind gemäß dem in den in der Fig. 2D gezeigten Muster gewickelt. Das heißt, die geraden Teile der Spulen sind durch die Löcher gefädelt und die gekrümmten Teile der Spulen außen um die Peripherie des Spiegels gewickelt.

Diese besondere Anordnung der Spulen wurde durch den Wunsch bestimmt, eine Ummagnetisierung durch Drehen des Magnetisie rungsvektors in der anisotropen Permalloy-Schicht ausführen zu können. Diese Ummagnetisierung ist die schnellste Art der magnetischen Umschaltung. Dabei dreht oder kippt die atomare Magnetisierung der Schicht als Einheit.

Dies ist jedoch nicht die übliche Art, ein Material umzuma gnetisieren. Häufiger wird die atomare Magnetisierung durch Erzeugen umgekehrt magnetisierter Domänen und eine Verschie bung der Wände dieser Domänen umgekehrt. Die Wände der Do mänen verlaufen mehr oder weniger senkrecht zum angelegten Feld und zur Schichtebene. Sie bewegen sich mit einer end lichen Geschwindigkeit über die Fläche der Schicht, die von der Stärke des angelegten Feldes abhängig ist. Fehlstellen und Verunreinigungen verursachen, daß bei einem gegebenen Feld die Geschwindigkeit der Domänengrenzen herabgesetzt wird. Darüber hinaus können die Wände der Domänen an Verun reinigungen in der Schicht auch hängenbleiben, so daß die Ummagnetisierung unvollständig bleibt. Die Ummagnetisierung durch Drehen der Magnetisierung dreht die gesamte Schicht wie eine einzige Domäne um, die Keimbildung von Domänen und der Vorgang der Bewegung der Wände davon wird so umgangen.

Permalloy ist dahingehend einzigartig, daß Permalloyschich ten ausgebildet werden können, bei denen die leicht magneti sierbare Achse in der Schichtebene liegt, jedoch die Aniso tropie dabei klein genug ist, um ausgenutzt werden zu kön nen. Für die genannte Ummagnetisierung durch Drehen des Magnetisierungsvektors sind dies ideale Voraussetzungen.

Es ist jedoch anzumerken, daß bei dem vorliegenden Aufbau die Möglichkeit der Ummagnetisierung über die Bewegung der Domänenwände als für manche Materialien zufriedenstellende Alternative nicht ausgeschlossen werden soll.

Ein schnelles Ummagnetisieren erfordert Spulen mit geringer Induktivität, deren Windungen nahe an der Schicht liegen und die vorzugsweise außerhalb des Laserhohlraumes angeordnet sind. Zusätzlich können zum Ummagnetisieren kurze Impulse verwendet werden, so daß die Umschaltzeit genau definiert ist. Die Umschaltzeit hat im Vergleich zu der Zeit für eine Zählung des Gyroskops kurz zu sein, das Tastverhältnis des Magnetfeldes klein und die zum Umschalten benötigte Leistung gering. Die unter Verwendung des beschriebenen Windungsmu ster erfolgende Dreh-Ummagnetisierung erfüllt diese Anfor derungen.

Anhand der Fig. 2, 3, 5 und 6 werden nun die Ummagnetisie rungseigenschaften der magnetischen Spiegel 30 und 32 näher beschrieben. Der transversale Kerr-Effekt, mit dem das ma gnetisch umgeschaltete Gyroskop 10 arbeitet, erfordert, daß die Schichten 36 und 38 senkrecht zur Laserebene magneti siert sind. Während des Aufbringens der Schichten 36 und 38 aus der Ni-Fe-Legierung bzw. aus Eisen befinden sich die magnetischen Spiegel 30 und 32 in einem in einer Richtung wirkenden, gleichförmigen Magnetfeld ausreichender Stärke. Es wird ein Magnetfeld von etwa 0,0025 T bis etwa 0,01 T (25 bis 100 Gauß) verwendet, das durch Permanentmagneten oder Elektromagneten erzeugt wird. Bei der Abscheidung der Schichten 36 und 38 in einer Vakuumkammer im Magnetfeld wird das Anisotropiefeld der magnetischen Schicht zu dem äußeren magnetischen Feld ausgerichtet, wodurch eine einachsig an isotrope Schicht entsteht, deren Magnetisierungsvektor in der Ebene der Schicht und damit senkrecht zur Ebene des Gyroskopes 10 der Fig. 1 liegt. Beispielsweise steht der Magnetisierungsvektor bei den Anordnungen der Fig. 2A und 3 senkrecht zur Papierebene.

Die Fig. 6A ist eine Aufsicht auf den Spiegel 30, sie zeigt einen Magnetisierungsvektor M, der zu dem Leiterpaar 40 aus gerichtet ist und senkrecht auf dem anderen Leiterpaar 42 steht. Die Richtung des Vektors M entspricht der aufgrund der obenerwähnten einachsigen Anisotropie "leicht zu ma gnetisierenden Achse" der magnetischen Schicht. Die Richtung senkrecht zu dieser leicht zu magnetisierenden Achse wird "schwer zu magnetisierende Achse" genannt. Die Fig. 5A und 5B stellen B-H-Hystereseschleifen der magnetischen Schicht dar. Insbesondere zeigt die Fig. 5A eine rechteckförmige Hystereseschleife, wie sie sich für die leicht zu magneti sierende Achse M ergibt. Die Orientierung des Spiegels ent spricht daher einer korrekten Ausrichtung der Magnetisie rung. Die Fig. 5B zeigt eine geschlossene Linie für die B-H-Kurve, das heißt eine geringe Hysterese, wie sie sich für die schwer zu magnetisierende Achse ergibt.

Um den Magnetisierungsvektor der Schicht umzudrehen, wird zuerst ein Strom durch das Leiterpaar 42 geschickt, der ein Feld längs der leicht zu magnetisierenden Achse und in einer Richtung ergibt, die der gewünschten neuen Orientierung des Vektors M entspricht. Das Feld ist typischerweise kleiner als 2 × 10^-4 T (2,0 Gauß) und kleiner als die Koerzitiv feldstärke der leicht zu magnetisierenden Achse der Schicht, die sich aus der B-H-Schleife für diese Achse ergibt. Eine typische magnetische Spannung für die Erregerwicklung ist gleich 1,2 Ampere-Windungen für eine Schicht mit einem Durchmesser von 6,35 mm (0,25′′), die von den erregenden Leitern etwa 1,5 mm (0,06′′) entfernt ist. Während das Feld anliegt, wird in dem Leiterpaar 40 ein Stromimpuls erzeugt, dem Paar, das ein Feld aufbaut, das senkrecht zu der Rich tung der leicht zu magnetisierenden Achse verläuft. Die Amplitude des Feldstärke ist dabei typisch größer als 0,001 T (10 Gauß). Dies veranlaßt beispielsweise, daß die Schicht aus der Richtung bzw. Position 52 in die Richtung 50 der Fig. 6B ummagnetisiert wird. Während das erregende Feld zur Vorgabe der neuen Polarität für die leicht zu magnetisie rende Achse weiter anliegt, wird der erregende Strom, der das dazu senkrechte Feld aufbaut, auf Null reduziert. Bei dem Beispiel der Fig. 6 bewegt sich dabei M in die Position 48. Danach wird das erregende Feld längs der leicht zu magnetisierenden Achse ebenfalls auf Null reduziert. All dies erfolgt typischerweise innerhalb etwa einer Mikrosekun de, obwohl es durch Anheben des Maximums der Erregungsspan nung von typisch 150 V auf einen höheren Wert oder durch Verringern der typisch 4 Windungen in den Spulen auf eine einzige Windung auch schneller vor sich gehen kann. Die Anstiegszeit ist proportional dem Verhältnis der Spannung zur Induktivität. Der Spiegel-Magnetisierungsvektor verur sacht, daß das Gyroskop eine feste Grundfrequenz mit einer relativen Bewegung der Interferenzstreifen in eine bestimmte Richtung aufweist, bis der der Spiegel in den entgegenge setzten Zustand umgeschaltet wird. Zum Umschalten der Zu stände werden die obigen Vorgänge wiederholt, mit der Aus nahme, daß das erregende Feld, das längs der leicht zu ma gnetisierenden Achse angelegt wird, umgedreht wird, um zu veranlassen, daß die Schicht in den entgegengesetzten Zu stand gebracht wird (beispielsweise von der Position 48 zur Position 52 in der Fig. 6B). Es ist anzumerken, daß das Feld, das senkrecht zur leicht zu magnetisierenden Achse angelegt wird, die gleiche Polarität haben kann, um das Umschalten des magnetischen Vektors in jeder Richtung zu unterstützen. Die Magnetisierung kann daher einmal um +180 Grad und einen halben Spiegelzyklus später um -180 Grad umgedreht werden. Die Amplitude des erregenden Feldes H _e für die leicht zu magnetisierende Achse sollte gleich H _k sinα < H _e < H _c sein, wobei H _c die mit einer B-H-Schleife gemessene Koerzitivfeldstärke der leicht zu magnetisierenden Achse, H _k das Anisotropiefeld des magnetischen Materiales, gemessen mit einer B-H-Schleife für die schwer zu magnetisierende Achse, und α der Dispersionswinkel der leicht zu magneti sierenden Achse (gewöhnlich 1 bis 2 Grad) ist.

Während des Aufbringens der magnetischen Schicht ist es sehr wichtig, daß das äußere Feld gleichförmig ist. Wenn die Feldlinien des äußeren Feldes divergieren, haben verschie dene Abschnitte der Schicht verschiedene leicht zu magne tisierende Achsen, und die erforderliche einachsige Aniso tropie wird nicht vollständig erhalten (α wird größer). Da das Substrat im allgemeinen während des Abscheidevorganges planetenartig bewegt wird, um eine gleichmäßige Schichtdicke zu erhalten, müssen auch die Magneten rotieren, die das äußere Feld erzeugen. Aus diesem Grund werden oft Permanent magneten bevorzugt. Die Magnete sind so anzuordnen, daß sich bei der Rotation benachbarte Magnetfelder nicht beeinflus sen.

Die Ni-Fe-Schicht 36 unterliegt einer Spannung, nachdem sie im Vakuum aufgebracht wurde, sei es durch Ionenstrahlzer stäubung oder Aufdampfen. Es ist dabei schwierig, die Rich tung der einachsigen Anisotropie aufrechtzuerhalten, wenn eine Kopplung zwischen der Spannung in einem nachfolgend abgeschiedenen dielektrischen Material und dem magnetischen Material auftritt. Aus diesem Grund wird für die Schicht 36 eine Legierung gewählt, deren Magnetostriktion gleich Null ist.

Allgemein gesagt sollte die Schicht 36 mechanisch nur eine geringe Magnetostriktion zeigen, da ein unter Spannung ste hender dielektrischer Überzug die Schicht beeinflussen kann. Der Wert für die Magnetostriktion sollte daher kleiner als etwa 5 ppm und vorzugsweise kleiner als etwa 1 ppm sein.

Diese Eigenschaften zeigen magnetische Nickel-Eisen-Legie rungen mit etwa 80 bis 84 Atomprozent Nickel (Rest Eisen), vorzugsweise mit etwa 83 Atomprozent Nickel, mit geringen Verunreinigungen bei Verwendung in Schichten geeigneter Dicke. Im allgemeinen sollte die Schicht 36 mindesten 40 nm (400 Angström) dick sein, um wirksam zu sein, und nicht dicker als etwa 0,2 µm (2000 Angström) sein, um Eindomänen eigenschaften zu behalten. Vorzugsweise ist die Schicht 36 etwa 0,1 µm dick.

Es können alternativ auch andere Zusammensetzungen für das magnetische Material verwendet werden. Diese Materialien sollten eine hohe magnetische Remanenz in Richtung der leicht zu magnetisierenden Achse haben. Es kann beispiels weise ein anderes Verhältnis von Nickel zu Eisen Verwendung finden oder eines ternäre Legierung aus Nickel, Eisen und Kobalt oder eine binäre Legierung aus Kobalt und Eisen oder aus Kobalt und Nickel. Beispielsweise wurde erfolgreich die Legierung Kovar mit 29Ni/54Fe/17Co verwendet, obwohl sie größere erregende Felder zur Umschaltung der magnetischen Zustände der Schicht erfordert. Auch ist Kovar magneto striktiv und unterliegt daher stärker Änderungen in den Eigenschaften aufgrund von Spannungen, die durch über der magnetischen Schicht zum Zwecke einer adäquaten Anhebung des Reflexionsvermögens des Spiegels angeordneten dielektrischen Beschichtungen entstehen. Ideal wären die günstigen Um schalt- und magnetostriktiven Eigenschaften von Permalloy (mit etwa 83% Nickel und 17% Eisen) zusammen mit den ma gnetooptischen Eigenschaften von reinem Eisen. Da die magne tooptische Phasenverschiebung primär an oder nahe der Ober fläche der magnetischen Schicht erfolgt, kann eine nahezu ideale Schicht dadurch hergestellt werden, daß die Permal loyschicht 36 mit einer geeigneten magnetooptischen Schicht 38 überzogen wird.

Zusätzlich zu der Ni-Fe-Schicht 36 ist daher vorzugsweise eine magnetooptische Schicht 38 vorgesehen. Die Schicht 38 wird über der Ni-Fe-Schicht 36 angeordnet und dient als magnetooptisches Material, das eine größere nichtreziproke Phasenverschiebung erzeugt als sie mit der Schicht 36 allein erhältlich wäre. Die Schicht 38 kann aus reinem Eisen (99,999%) bestehen und eine Dicke von etwa 10 bis 20 nm (100 bis 200 Angström) haben. Vorzugsweise hat die Eisen schicht 38 eine Dicke von etwa 12 bis 16 nm.

Bei Verwendung der Schicht 38 verhalten sich die beiden Schichten 36 und 38 zusammen magnetisch so, als ob sie al lein aus der Schicht 36 bestehen würden, und magnetooptisch so, als ob sie allein aus der Schicht 38 bestehen würden. Der enge Kontakt zwischen den Schichten 36 und 38 hat wahr scheinlich des weiteren eine günstige Auswirkung auf die Austauschkopplung auf atomarer Ebene zwischen den Schichten 36 und 38, so daß die gesamte Schicht magnetisch umkippt, als ob sie zur Gänze aus dem Material 36 alleine bestehen würde.

Für die Schicht 38 kann auch eine Eisenlegierung verwendet werden, beispielsweise eine Legierung aus Eisen und Kobalt mit 45 ± 5 Atomprozent Kobalt, Rest Eisen, in einer Dicke von etwa 10 bis 30 nm. Vorzugsweise besteht die Legierung aus 55/45 Atomprozent Fe/Co.

Die Schicht 38 sollte auch nicht magnetostriktiv sein. Ein alternatives Material für die Schicht 38 ist daher eine Legierung aus Silizium und Eisen mit 10 ± 5 Atomprozent Silizium (Rest Eisen) und einer Dicke im Bereich von etwa 10 bis 40 nm. Die bevorzugte Dicke liegt zwischen 20 bis 25 nm. In diesem Bereich kann das Material nicht-magnetostriktiv gemacht werden.

Der so aufgebaute magnetische Spiegel sollte nichtreziproke magnetische Verluste von weniger als 2 ppm und vorzugsweise von weniger als 1 ppm haben, was mit diesen Materialien erreicht werden kann.

Das Anordnen der Schicht 36 in unmittelbarer Nähe der elek trischen Leiter und der Schicht 38 hat zur Folge, daß die magnetische Schicht 38 im wesentlichen so leicht wie die Schicht 36 umzumagnetisieren ist und daß die nichtreziproken Verluste leicht durch eine Anpaßschicht 54 über der Schicht 38 minimal gehalten werden können.

Da die Schichten 36 und 38 aus verschiedenen Materialien bestehen, bilden sie einen gegenseitig voneinander abhängi gen magnetischen Verbund. Beide Schichten haben bestimmte magnetische und magnetooptische Eigenschaften. Die Schicht 38 weist eine hohe Vormagnetisierung auf, das heißt die Phasenrotation erzeugt einen großen magnetooptischen Effekt; und sie trägt auch zu den Ummagnetisierungseigenschaften bei. Wenn die Schicht 38 zu dünn ist, ist die Vormagneti sierung zu gering, und wenn sie zu dick ist, ist sie schwer umzumagnetisieren. Entsprechend läßt sich ein idealer ma gnetischer Verbund erreichen, der die obigen Bedingungen erfüllt und der auch einen minimalen nichtreziproken Verlust ergibt.

Wie in der Fig. 2 gezeigt, enthält der magnetische Spiegel 30 mehrere dielektrische Schichten, um das Reflexionsver mögen des Spiegels zu verbessern. Auf der Eisenschicht 38 befindet sich die Anpaßschicht 54 aus SiO₂ zur Anpassung der Phase mit einer optischen Dicke von 0,2303 (λ). Darauf folgt eine Schicht 56 aus TiO₂ mit einer optischen Dicke von 0,25. Der Schicht 56 folgen mehrere Paare von abwechselnden TiO₂/ SiO₂-Schichten, beginnend mit einer Schicht 58 aus SiO₂. Diese Schichten haben eine optische Dicke von 0,25. Das Reflexionsvermögen des Spiegels 30 für P-polarisiertes Licht ist bei einer Wellenlänge von 1,15 µm etwa gleich 99,4%. Dieser magnetische Spiegel 30 unterdrückt das unerwünschte S-polarisierte Licht nicht.

Im folgenden wird der magnetische Spiegel 32 der Fig. 3 beschrieben. Der Spiegel 32 zeigt nicht nur magnetooptische Eigenschaften, sondern unterdrückt auch die unerwünschte S-polarisierte Strahlung. Diese Unterdrückung wird durch mehrere Lagen dielektrischen Materiales erreicht. Die Schicht 36 aus einer magnetostriktionsfreien Ni-Fe-Legierung hat eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 0,2 µm. Die genaue Dicke der Schicht 36 hängt von der Dicke der Schicht 38 aus Eisen oder einer Eisenlegierung ab. Wenn die Schicht 38 eine Dicke von 10 bis 20 nm hat, ist die Schicht 36 etwa 0,1 µm dick. Wenn die Eisenschicht 38 dicker ist, ist auch eine dickere Ni-Fe-Schicht 36 erforderlich, um die einachsige Anisotropie sicherzustellen. Auf der Eisenschicht 38 befin det sich eine Anpaßschicht 60 aus SiO₂ mit einer optischen Dicke von 0,0447. Auf der Anpaßschicht 60 sind mehrere Paare von abwechselnden SiO₂/TiO₂-Schichten 62 mit einer optischen Dicke von etwa 0,2653 angeordnet. Eine Trennschicht 64 aus TiO₂ mit einer optischen Dicke von 0,0689 trennt den Stapel 62 von einem folgenden Stapel 66 mit sechs Paaren von TiO₂/SiO₂-Schichten mit einer optischen Dicke von 0,2228. Der sich ergebende Spiegel besitzt bei einer Wellenlänge von 1,15 µm und einem Einfallswinkel von 30 Grad ein hohes Re flexionsvermögen für P-polarisiertes Licht und ein geringes Reflexionsvermögen für S-polarisiertes Licht. Die Dicke der Schichten muß sehr sorgfältig gewählt werden, um den nicht reziproken Verlust gering zu halten und eine hohe nichtrezi proke Vormagnetisierung zu erreichen.

Die Fig. 4 zeigt eine Kurve für die berechneten Eigenschaf ten des magnetischen Spiegels 32 der Fig. 3. Der Kurve ist eine Verringerung des Reflexionsvermögens für das uner wünschte S-polarisierte Licht bei der Betriebswellenlänge zu entnehmen, die durch einen Pfeil 70 angezeigt wird. Die betreffende Kurve ergibt sich für einen Einfallswinkel von 30 Grad, wie es bei dem dreieckigen Aufbau des Gyroskops 10 der Fig. 1 der Fall ist. Aufgrund der Verringerung des Reflexionsvermögen für das S-polarisierte Licht wird die Aussendung solchen Lichts durch den Laser unterdrückt und kann bei Einstellung der geeigneten Verstärkung vollständig beseitigt werden. Das Reflexionsvermögen des magnetischen Spiegels 32 für P-polarisiertes Licht ist gleich 99,3%, was nahezu demjenigen des magnetischen Spiegels der Fig. 2 ent spricht. Der Spiegel 32 weist eine nichtreziproke Vorspan nung von 29 Mikroradian und einen nichtreziproken Verlust von weniger als 0,10 Anteilen pro Million (ppm) auf. Die nichtreziproke Vorspannung ist ein Maß für die durch den magnetischen Spiegel zwischen den gegenläufigen Strahlen im Gyroskop zum Zwecke des Vermeidens des Lock-ins bei lang samer Drehung des Gyroskops hervorgerufene Phasenverschie bung.

Wie oben angegeben, ist der magnetische Spiegel 30 der Fig. 2 nicht dafür vorgesehen, die unerwünschte außeraxiale S-po larisierte Strahlung höherer Ordnung zu unterdrücken. Wenn bei dem Gyroskop 10 der magnetische Spiegel 30 der Fig. 2 verwendet wird, sollte daher einer der anderen Spiegel dafür vorgesehen sein, die S-polarisierte Strahlung zu unter drücken. Ein solcher vollständig dielektrischer Spiegel ist in der Fig. 7 gezeigt. Wie die magnetischen Spiegel der Fig. 2 und 3 weist der dielektrische Spiegel 80 der Fig. 7 ein Zerodur-Substrat 82 auf. Auf dem Zerodur-Substrat 82 ist ein erster Stapel 84 aus sieben Paaren von TiO₂/SiO₂-Schichten mit einer optischen Dicke von 0,285 bei einer vorgesehenen Wellenlänge von 1,017 µm für einen Spiegel, der bei 1,15 µm verwendet werden soll, abgeschieden. Die abwechselnden Paare im Stapel 84 beginnen mit einer Schicht 86 aus TiO₂. Eine Schicht 88 aus TiO₂ mit einem hohen Brechungsindex und einer optischen Dicke von 0,114 trennt den ersten Stapel 84 von einem zweiten Stapel 90, der acht Paare von SiO₂/TiO₂- Schichten mit einer optischen Dicke von 0,25 enthält und mit einer Schicht 92 aus SiO₂ beginnt. Es ist anzumerken, daß der erste Stapel 84 mit dem Material TiO₂ mit einem hohen Brechungsindex und der zweite Stapel 90 mit der Schicht 92 aus dem Material SiO₂ mit kleinem Brechungsindex beginnt. Diese Anordnung ergibt bei der Betriebswellenlänge des Gyroskopes von 1,15 µm ein hohes Reflexionsvermögen für P-polarisiertes Licht und ein geringes Reflexionsvermögen für S-polarisiertes Licht.

Die Fig. 8 zeigt die berechneten Eigenschaften des dielek trischen Spiegels 80 der Fig. 7. Ein Pfeil 100 zeigt auf die Betriebswellenlänge des Gyroskops von 1,15 µm. Bei dieser Wellenlänge ist das Reflexionsvermögen für S-polarisiertes Licht herabgesetzt. Bei der gleichen Wellenlänge ist das Reflexionsvermögen für P-polarisiertes Licht nahezu gleich 100%. Die Erniedrigung von einigen Prozent reicht aus, um die S-polarisierte Strahlung im Gyroskop-Hohlraum nicht in Resonanz kommen zu lassen. Die Fig. 9 zeigt die Eigenschaf ten des dielektrischen Spiegels 80 auf eine andere Weise. Die Fig. 9 stellt die gemessene spektrale Durchlässigkeit des Spiegels dar. Ein Pfeil 102 zeigt wieder auf die Be triebswellenlänge von 1,15 µm. Die Kurve 104 stellt die spektrale Durchlässigkeit für P-polarisiertes Licht und die Kurve 106 die Durchlässigkeit für S-polarisierte Strahlung dar. Bei der 1,15 µm entsprechenden Frequenz erleidet das S-polarisierte Licht einen Verlust und wird durchgelassen, so daß das S-polarisierte Licht keine kohärente Strahlung erzeugt. Andererseits wird das P-polarisierte Licht sehr wenig durchgelassen, so daß es kohärente Strahlung erzeugt.

Wie in Verbindung mit der Fig. 1 angegeben, weist das Gyros kop 10 drei Spiegel 20, 22 und 24 auf. Wenn der magnetische Spiegel 20 wie in der Fig. 3 gezeigt aufgebaut ist, um die S-polarisierte Strahlung zu unterdrücken, dann können die anderen beiden Spiegel 22 und 24 normale Spiegel 110 mit hohem Reflexionsvermögen sein, wie sie in der Fig. 10 ge zeigt sind. Wenn andererseits das Gyroskop 10 einen dielek trischen Spiegel wie den Spiegel 80 der Fig. 7 enthält, wird nur ein normaler Spiegel 110 verwendet. Der Spiegel 110 be steht aus einem Zerodur-Substrat 112, auf dem abwechselnd Schichten aus SiO₂ und TiO₂ angeordnet sind, beginnend mit einer SiO₂-Schicht 114. Die Schichten haben eine optische Dicke von 0,25, und es sind im allgemeinen 14 oder 15 Lagen vorgesehen. Der Spiegel 110 hat ein Reflexionsvermögen von etwa 99,9%.

Bei dem dielektrischen Spiegel der Fig. 7 haben die beiden Stapel 84 und 90, die von der Trennschicht 88 getrennt wer den, verschiedene optische Dicken, um sowohl eine additive als auch eine subtraktive gegenseitige Beeinflussung zu unterstützen, so daß die nicht erwünschte S-polarisierte Strahlung unterdrückt wird. Die Schichten bestehen aus Oxiden wie Siliziumdioxid und Titandioxid, die eine aus reichende Widerstandsfähigkeit haben, um der Laserentladung ausgesetzt werden zu können.

Claims

1. Lasergyroskop, gekennzeichnet durch

- einen Gyroskop-Block (11) mit Bohrungen (11 a, 11 b, 11 c), die wenigstens zum Teil einen in einer Ebene liegenden, geschlossenen Weg für einen Laserstrahl festlegen;
- Einrichtungen zur Vervollständigung des Weges des Laser strahles innerhalb des Blockes mit einer Anzahl von Spie geln (20, 22, 24; 30; 32; 80; 110), die mit dem Gyroskop an der Schnittstelle der Bohrungen in Kontakt stehen, um einen geschlossenen optischen Hohlraum zu bilden, wobei der Weg für den Laserstrahl vollständig innerhalb des Blocks und der Spiegel eingeschlossen ist und wobei die Spiegel abdichtend mit dem Block verbunden sind, um einen Hohlraum zu bilden, der ein Lasergas enthält; und durch
- eine Einrichtung (12, 14, 16) zum Erzeugen gegenläufiger Laserstrahlen in dem Hohlraum;
- wobei der genannte Weg für die Laserstrahlen frei von im Hohlraum befindlichen Elementen ist, so daß der Strahl, reflektiert von den Spiegeln, ungestört durch die Bohrun gen laufen kann;
- wobei einer der Spiegel (32; 80) eine Einrichtung zur Unterdrückung einer S-Polarisation gegenüber einer P-Polarisation ohne Verwendung eines Brewsterfensters aufweist; und
- wobei einer der Spiegel (20; 30; 32) so aufgebaut und angeordnet ist, daß er einen magnetischen Spiegel bildet, der zwischen den gegenläufigen Lichtstrahlen eine nicht reziproke Phasenverschiebung erzeugt, während die nicht reziproken Verluste vernachlässigbar sind.

2. Gyroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Spiegel (32; 80) eine Einrichtung zur selektiven Unterdrückung von S-polarisierter Strahlung enthält.

3. Gyroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Spiegel (32) eine Einrichtung zur selektiven Unterdrückung S-polarisierter Strahlung enthält.

4. Gyroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Spiegel

- ein Substrat (34);
- in dem Substrat angeordnete elektrische Leiter (40, 42) zur Erzeugung eines schnell umschaltbaren magnetischen Feldes;
- eine magnetisch sättigbare Schicht (36) auf dem Substrat mit einer genau definierten leicht magnetisierbaren Achse, die senkrecht zu der genannten Ebene ist;
- eine separate magnetooptische Schicht (38) direkt auf der magnetisch sättigbaren Schicht; und
- eine mehrlagige dielektrische reflektierende Schicht (54, 56, 58) über der magnetooptischen Schicht aufweist.

5. Gyroskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter in dem magnetischen Spiegel (30) ein erstes Paar (40) von parallelen Leitern und ein zweites Paar (42) von parallelen Leitern bilden, wobei die beiden Leiter paare zueinander senkrecht sind.

6. Gyroskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisch sättigbare Schicht (36) aus einer Legierung mit kleiner Magnetostriktion ist.

7. Gyroskop nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung mit kleiner Magnetostriktion Werte für die Magne tostriktion von weniger als etwa 5 ppm und vorzugsweise von weniger als etwa 1 ppm aufweist.

8. Gyroskop nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisch sättigbare Schicht (36) eine Nickel-Eisen-Legie rung mit 80 bis 84 Atomprozent Nickel und dem Rest Eisen, vorzugsweise mit 83 Prozent Nickel ist.

9. Gyroskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisch sättigbare Schicht (36) eine magnetische Ni-Fe- Legierung mit einer Dicke im Bereich von 40 bis 200 nm ist.

10. Gyroskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisch sättigbare Schicht (36) eine Metallegierung ist, die aus einer Ni-Fe-Legierung mit 80 bis 84 Prozent Nickel besteht.

11. Gyroskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetooptische Schicht (38) eine Metallegierung mit

(a) Co/Fe oder einer Zusammensetzung mit etwa 45 ± 5 Atomprozent Kobalt,
(b) Si/Fe oder eine Zusammensetzung mit etwa 10 ± 5 Atomprozent Silizium,
(c) Eisen, oder
(d) Ni/Co mit etwa 50/50 Atomprozent ist.

12. Gyroskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetooptische Schicht (38) aus Eisen oder einer Eisen- Silizium-Legierung mit etwa 10 ± 5 Atomprozent Silizium und dem Rest Eisen besteht.

13. Gyroskop nach Anpruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetooptische Schicht (38) aus Eisen und weniger als etwa 20 nm dick ist.

14. Gyroskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetooptische Schicht (38) eine Kobalt-Eisen-Legierung mit etwa 45 ± 5 Atomprozent Kobalt und dem Rest Eisen mit einer Dicke von etwa 10 bis 30 nm ist.

15. Gyroskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetooptische Schicht (38) eine Eisen-Silizium-Le gierung mit etwa 12 ± 5 Atomprozent Silizium und einer Dicke von etwa 10 bis 40 nm ist.

16. Gyroskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hoch reflektierende Spiegel einen ersten mehrlagigen dielektrischen Stapel (84) mit abwechselnden Schichten aus Materialien mit großem und mit kleinem Brechungsindex, einen zweiten Stapel (90) von Schichten aus Materialien mit ab wechselnd großem und kleinem Brechungsindex und eine den ersten und zweiten Stapel trennenden Trennschicht (88) aufweist, wobei die Trennschicht so gewählt ist, daß sie mit den genannten Stapeln derart zusammenwirkt, daß die S-Pola risationsmode der Strahlung unterdrückt ist.

17. Gyroskop nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten des ersten Stapels (84) eine optische Dicke von 0,285 und die Schichten des zweiten Stapels (90) eine optische Dicke von 0,25 haben, wobei die Stapel durch eine Trennschicht (88) mit einer optischen Dicke von 0,114 von einander getrennt sind.

18. Gyroskop nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stapel (84) sieben Paare von Schichten und der zweite Stapel (90) acht Paare von Schichten umfaßt.

19. Gyroskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Spiegel

- ein Substrat (34) mit elektrischen Leitern (40, 42) zur Erzeugung eines schnell umschaltbaren magnetischen Feldes;
- eine magnetisch sättigbare Schicht (36) auf dem Substrat;
- eine magnetooptische Schicht (38) direkt auf der magne tisch sättigbaren Schicht;
- einen ersten Stapel (62) mit abwechselnden Schichten aus Materialien mit großem und mit kleinem Brechungsindex auf der magnetooptischen Schicht;
- einen zweiten Stapel (66) mit abwechselnden Schichten aus Materialien mit großem und kleinem Brechungsindex; und
- eine den ersten und den zweiten Stapel trennende Trenn schicht (64) aufweist, die so gewählt ist, daß sie mit den genannten Stapeln derart zusammenwirkt, daß die S-Polari sationmode der Strahlung unterdrückt wird.

20. Gyroskop nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Stapel (62, 66) aus abwechselnden Schichten aus Silizi umdioxid und Titandioxid bestehen, wobei die Schichten in dem zweiten Stapel eine optische Dicke von 0,2228 haben, die durch eine Schicht aus Titandioxid mit einer optischen Dicke von 0,0689 getrennt sind.

21. Magnetischer Spiegel, gekennzeichnet durch

- ein Substrat (34);
- in dem Substrat angeordnete elektrische Leiter (40, 42) zur Erzeugung eines schnell umschaltbaren magnetischen Feldes;
- eine magnetisch sättigbare Schicht (36) mit einer genau definierten leicht magnetisierbaren Achse auf dem Sub strat;
- eine magnetooptische Schicht (38) direkt auf der magne tisch sättigbaren Schicht; und durch
- eine mehrlagige dielektrische reflektierende Schicht (56, 58; 62, 64, 66) über der magnetooptischen Schicht.

22. Magnetischer Spiegel nach Anspruch 21, dadurch gekenn zeichnet, daß die magnetisch sättigbare Schicht (36) aus eine Legierung mit kleiner Magnetostriktion ist.

23. Magnetischer Spiegel nach Anspruch 21, dadurch gekenn zeichnet, daß die magnetooptische Schicht (38) aus Eisen ist.

24. Magnetischer Spiegel nach Anspruch 21, dadurch gekenn zeichnet, daß die magnetooptische Schicht (38) aus einer Kobalt-Eisen-Legierung besteht.

25. Magnetischer Spiegel nach Anspruch 21, dadurch gekenn zeichnet, daß die magnetooptische Schicht (38) aus einer Eisen-Silizium-Legierung mit etwa 10 ± 5 Atomprozent Silizium ist.

26. Magnetischer Spiegel nach Anspruch 21, dadurch gekenn zeichnet, daß die elektrischen Leiter ein erstes Paar (40) von parallelen Leitern und ein zweites Paar (42) von paral lelen Leitern enthalten, wobei die beiden Leiterpaare zueinander senkrecht verlaufen.

27. Magnetischer Spiegel nach Anspruch 22, dadurch gekenn zeichnet, daß die Legierung eine Ni-Fe-Legierung ist.

28. Magnetischer Spiegel nach Anspruch 21, dadurch gekenn zeichnet, daß die mehrlagige dielektrische Schicht einen ersten Stapel (62) aus Materialien mit abwechselnd großem und kleinem Brechungsindex, der von der magnetooptischen Schicht durch eine Anpaßschicht (60) getrennt ist; einen zweiten Stapel (66) von Schichten aus Materialien mit ab wechselnd großem und kleinem Brechungsindex und eine den ersten und den zweiten Stapel trennende Trennschicht (64) aufweist, wobei die Trennschicht so gewählt ist, daß sie mit den genannten Stapeln derart zusammenwirkt, daß die S-Polarisationmode der Strahlung unterdrückt wird.

29. Magnetischer Spiegel nach Anspruch 28, dadurch gekenn zeichnet, daß abwechselnden Materialien mit großem und kleinem Brechungsindex Titandioxid und Siliziumdioxid sind.

30. Magnetischer Spiegel nach Anspruch 28, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schichten im ersten Stapel (62) eine optische Dicke von 0,2653 und die Schichten im zweiten Stapel (66) eine optische Dicke von 0,2228 haben und die Trennschicht (64) eine optische Dicke von 0,0689 hat.

31. Gyroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine ungerade Anzahl von Spiegeln aufweist und einen Umfang hat, der einen großen Frequenzabstand zwischen den S- und P-Moden ergibt, wodurch die Erzeugung von kohärenter Strah lung in der S-Mode unterdrückt wird.

32. Gyroskop nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Umfang von weniger als 30 cm hat und mit dem 1,15 µm-Übergang von Neon in einem Helium-Neon-Lasermedium arbeitet.

33. Ringlasergyroskop, dadurch gekennzeichnet, daß es keine im Hohlraum befindlichen Elemente enthält, und daß es aufweist

- einen polygonalen Block (11);
- Facetten an den Ecken des Polygons zum Halten von Spiegeln;
- eine Anzahl von Passagen (11 a, 11 b, 11 c) zwischen den Facetten, die einen planaren Weg durch den Hohlraum festlegen, dessen Länge derart ist, daß der Frequenzab stand zwischen S- und P-Moden zumindest größer ist als die halbe Breite der Laser-Verstärkungskurve für die P-Mode;
- eine Anzahl von Spiegeln, die an den genannten Facetten angeordnet sind, wobei einer der Spiegel ein Weglängen- Einstellspiegel (22), einer der Spiegel ein magnetischer Spiegel (20; 32), bei dem der transversale magnetooptische Kerr-Effekt für eine Vormagnetisierung ausgenutzt wird, und einer der Spiegel ein Ausgangsspiegel (24) ist.

34. Ringlasergyroskop nach Anspruch 33, dadurch gekennzeich net, daß es eine Einrichtung zur Kontrolle der Laserpolari sation enthält.

35. Ringlasergyroskop nach Anspruch 34, dadurch gekennzeich net, daß es einen Polarisationsfilter zwischen einem Weglän gen-Steuerstrahl und einem Weglängen-Steuerdetektor enthält, wobei der Polarisationsfilter parallel zur Ebene des Lasers orientiert ist.

36. Ringlasergyroskop nach Anspruch 34, dadurch gekennzeich net, daß es einen selektiven Polarisationsspiegel enthält, dessen Reflexionsvermögen für P-polarisiertes Licht größer ist als für S-polarisiertes Licht.

37. Ringlasergyroskop nach Anspruch 33, dadurch gekennzeich net, daß der Magnetisierungsvektor des magnetischen Spiegels senkrecht zur Laserebene und in der Ebene des Spiegels liegt.

38. Ringlasergyroskop nach Anspruch 33, dadurch gekennzeich net, daß es einen magnetischen Spiegel (30) mit Magnetspulen enthält, die sich in unmittelbarer Nähe der Beschichtung des magnetischen Spiegels befinden, um auf das Material des ma gnetischen Spiegels einzuwirken, wobei die magnetischen Spulen jedoch außerhalb des Hohlraumes angeordnet sind und wobei die Spulen so aufgebaut und angeordnet sind, daß sie ein Magnetfeld erzeugen, das primär parallel zur Spiegel ebene und senkrecht zur Laserebene ist.

39. Ringlasergyroskop nach Anspruch 38, dadurch gekennzeich net, daß das Magnetfeld einer der Magnetspulen senkrecht zur Laserebene und das Magnetfeld einer anderen Spule parallel zur Laserebene ist.

40. Ringlasergyroskop nach Anspruch 38, dadurch gekennzeich net, daß das Magnetfeld gegen die leicht zu magnetisierende Achse des magnetischen Spiegels geneigt ist, um eine Umma gnetisierung durch Drehen des Magnetisierungsvektors zu er leichtern.

41. Ringlasergyroskop nach Anspruch 38, dadurch gekennzeich net, daß es ein elektronisches Erregungssystem enthält, das einen Strom liefert, der ausreicht, die magnetische Be schichtung in einer Richtung senkrecht zur Ebene des Lasers und in der Ebene des Spiegels in die Sättigung zu treiben.

42. Ringlasergyroskop nach Anspruch 38, dadurch gekennzeich net, daß ein Strom zugeführt wird, der ein Feld erzeugt, das stärker ist als die Koerzitivfeldstärke, um die Magnetisie rung der Beschichtung sowohl in die positive als auch die negative Magnetisierungsrichtung umzuschalten.

43. Ringlasergyroskop nach Anspruch 38, dadurch gekennzeich net, daß ein periodisch oder aperiodisch pulsierender Strom zugeführt wird, der senkrecht zur Laserebene ein Feld er zeugt, das schwächer ist als die Koerzitivfeldstärke, und daß gleichzeitig einer anderen Spule ein Impuls zugeführt wird, der ein Querfeld erzeugt, so daß die Ummagnetisierung durch Drehen des Magnetisierungsvektors eingeleitet wird.

44. Ringlasergyroskop nach Anspruch 33, gekennzeichnet durch einen selektiven Polarisationsspiegel (80), dessen dielek trische Beschichtung aus zwei Sätzen (84, 90) von Schichten paaren besteht, die durch eine Trennschicht (88) getrennt sind, so daß bei der Wellenlänge des Lasers und bei dem für das Gyroskop gegebenen Einfallswinkel das Reflexionsvermögen für P-polarisiertes Licht größer ist als für S-polarisiertes Licht.

45. Ringlasergyroskop nach Anspruch 33, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Kontrolle einer außeraxialen S-Polari sationsmode.

46. Ringlasergyroskop nach Anspruch 45, dadurch gekennzeich net, daß die Kontrolleinrichtung eine elliptische Blende aufweist, die so im Weg des Lichtstrahls angeordnet ist, daß außeraxiale S-Moden unterbrochen werden.