JPH0545370A - Laser gyro - Google Patents
Laser gyroInfo
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- JPH0545370A JPH0545370A JP3200539A JP20053991A JPH0545370A JP H0545370 A JPH0545370 A JP H0545370A JP 3200539 A JP3200539 A JP 3200539A JP 20053991 A JP20053991 A JP 20053991A JP H0545370 A JPH0545370 A JP H0545370A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は種々の角速度検出に使用
されるリング・レーザを用いたレーザ・ジャイロに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser gyro using a ring laser used for detecting various angular velocities.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、リングレーザを用いたレーザ・ジ
ャイロとしては、例えば図4に示すような内部ミラー型
レーザ・ジャイロと呼ばれるものが知られている。斯る
レーザジャイロは周知であるので、その詳細は省略する
も、図4において、1は低膨張且つ透明なガラスより成
る略々三角形のガラスブロックで、その各頂角部にミラ
ー2−1,2−2,2−3がそれぞれ固定されている。
ガラスブロック1内には、レーザ光路に供すると共に放
電路を形成する互に連通している3本の細孔3−1,3
−2,3−3が、三角形の各辺に沿って形成され、これ
等細孔3−1,3−2,3−3は、この3個のミラー2
−1,2−2,2−3と共に、共振器を構成する。尚、
3−1′,3−2′,3−3′は細孔3−1,3−2,
3−3の中心軸を夫々示す。2. Description of the Related Art Conventionally, as a laser gyro using a ring laser, what is called an internal mirror type laser gyro as shown in FIG. 4 is known. Since such a laser gyro is well known, its details will be omitted, but in FIG. 4, reference numeral 1 is a substantially triangular glass block made of low-expansion and transparent glass, and mirrors 2-1 and 2-1 are provided at respective apexes thereof. 2-2 and 2-3 are fixed respectively.
In the glass block 1, three pores 3-1 and 3 are provided which communicate with each other and serve as a laser optical path and form a discharge path.
-2, 3-3 are formed along each side of the triangle, and these pores 3-1, 3-2, 3-3 form these three mirrors 2.
A resonator is configured with -1, 2, 2 and 2-3. still,
3-1 ', 3-2', 3-3 'are pores 3-1, 3-2,
The central axes of 3-3 are shown respectively.
【0003】ガラスブロック1の各辺には、アノード4
−1,4−2及びカソード5が、夫々細孔3−1,3−
2,3−3に臨んで取付けられる。細孔3−1,3−
2,3−3の内部空間は、完全に気密に作られ、内部に
レーザ光発振の為のガス(ヘリウム,ネオン等のレーザ
媒質)が封入される。An anode 4 is provided on each side of the glass block 1.
-1, 4-2 and the cathode 5 are pores 3-1 and 3-, respectively.
It is attached facing 2, 3-3. Pores 3-1 and 3-
The internal spaces 2 and 3-3 are made completely airtight, and a gas (laser medium such as helium or neon) for oscillating laser light is enclosed inside.
【0004】6は、例えばミラー2−3の外側に設けら
れた合成プリズムで、共振器内の時計まわり及び反時計
まわりのレーザ光を合成し、角速度出力を取り出すのに
用いられている。Reference numeral 6 denotes a composite prism provided outside the mirror 2-3, for example, and is used to combine the clockwise and counterclockwise laser lights in the resonator to extract the angular velocity output.
【0005】さて、実際にリング・レーザ・ジャイロ
で、角速度を測定すると図5のような特性となる。図5
で点線が誤差の全くない理想のリング・レーザ・ジャイ
ロの特性を示している。これに対し、実線で示すよう
に、実測値は通常入力角速度Ωがごく小さいところでは
角速度出力はなくなってしまう。これは、古くより、リ
ング・レーザ・ジャイロの「ロックイン現象」として知
られて来た現象である。また、入力角速度が或る大きさ
を越えると、逆に実際の出力の方が、理想より大きくな
ってしまう。これはポジティブ・エラーと呼ばれてい
る。リング・レーザ・ジャイロでは、このような誤差を
消去するのに、通常次のような手段を用いる。Now, when the angular velocity is actually measured by a ring laser gyro, the characteristics shown in FIG. 5 are obtained. Figure 5
The dotted line shows the characteristics of an ideal ring laser gyro with no error. On the other hand, as shown by the solid line, in the measured value, the angular velocity output is usually lost when the input angular velocity Ω is very small. This is a phenomenon that has long been known as the "lock-in phenomenon" of the ring laser gyro. On the other hand, when the input angular velocity exceeds a certain value, the actual output becomes larger than the ideal value. This is called a positive error. In the ring laser gyro, the following means is usually used to eliminate such an error.
【0006】すなわち、図4において、7はヒンジを示
し、これは、ガラスブロック1を含む全体を、図4の紙
面に垂直な軸線(0)のまわりに揺動的に弾性支持し、
これに接続される増幅器等の電気回路等と共動して、ガ
ラスブロック1に、軸線(0)のまわりに交番角振動、
即ちデイザー運動を与える。That is, in FIG. 4, reference numeral 7 denotes a hinge, which elastically supports the whole body including the glass block 1 about an axis (0) perpendicular to the paper surface of FIG.
Cooperating with an electric circuit such as an amplifier connected to this, the glass block 1 has an alternating angular vibration about the axis (0),
That is, the dither movement is given.
【0007】しかし、このような手法を用いたとして
も、誤差を皆無にすることは不可能であり、図5に示す
誤差が小さければ、必ず、最終誤差が減るので、図5に
示す、「基本特性の改善」が、常にリング・レーザ・ジ
ャイロの最大の研究テーマであると言っても過言ではな
い。However, even if such a method is used, it is impossible to eliminate the error altogether. If the error shown in FIG. 5 is small, the final error is always reduced. Therefore, as shown in FIG. It is no exaggeration to say that "improvement of basic characteristics" is always the greatest research theme of the ring laser gyro.
【0008】従来から、ミラーはリング・レーザ・ジャ
イロのキーパーツであると言われて来た。特に、性能向
上の上で障害となるロックイン現象に関しては、ミラー
の後方散乱が主因であると考えられ、多くの研究者がこ
の散乱の低減に取り組んで来た。しかし、最近の研究に
よれば、ロックイン現象とポジティブ・エラーをモード
・カップリングと言う概念で統合して解析することによ
り性能向上の糸口が見いだされた。この考え方による
と、今、使用しているレーザの光の波長をλnとする
と、丁度この波長の半分、すなわちIt has been conventionally said that the mirror is a key part of the ring laser gyro. In particular, regarding the lock-in phenomenon, which is an obstacle to improving the performance, it is considered that the backscattering of the mirror is the main cause, and many researchers have been working to reduce this scattering. However, according to a recent research, a clue for improving the performance has been found by integrating and analyzing the lock-in phenomenon and the positive error by the concept of mode coupling. According to this idea, if the wavelength of the light of the laser currently used is λn, it is exactly half of this wavelength, that is,
【0009】[0009]
【数1】 [Equation 1]
【0010】の波長に対する光路上にある物質の「電気
的感受率」(electric susceptibility )に影響され
て、モード・カップリングが発生し、その結果、ジャイ
ロの特性としてはロックイン現象とポジティブ・エラー
が引き起こされることが明らかになってきた。Mode coupling occurs under the influence of the "electric susceptibility" of the substance on the optical path with respect to the wavelength of, and as a result, the characteristics of the gyro include lock-in phenomenon and positive error. It has become clear that is caused.
【0011】電気的感受率は、理論的には複素数として
取り扱うがその実数部x′は、その物質の、その波長λ
h に対する屈折率をnh とするとき、The electrical susceptibility is theoretically treated as a complex number, but its real part x'is the wavelength λ of the substance.
When the refractive index for h is n h ,
【0012】[0012]
【数2】 [Equation 2]
【0013】の関係にある。There is a relationship of
【0014】しかしながら、本発明者が種々研究したと
ころ光路上の物質と言っても、真空に近いヘリウム・ネ
オンガスの屈折率は、十分に「1」に近く、内部ガスの
「電気的感受率」は殆ど零であって、結局、この現象を
支配しているのは、ミラーであることがわかった。However, the inventors of the present invention have made various studies, but even if it is called a substance on the optical path, the refractive index of helium / neon gas close to vacuum is sufficiently close to "1", and the "electric susceptibility" of the internal gas. Is almost zero, and it turns out that it is the mirrors that dominate this phenomenon.
【0015】ここで従来のミラー2−1,2−2,2−
3を説明する。図6は、現在、通常レーザ・ジャイロに
用いられている「多重薄膜」でできたミラーの断面を示
している。基板10は図4のガラスブロック1と同じ材
質のガラス基板である。この上に、屈折率がn1 の誘電
体11と屈折率がn2 の誘電体12を交互に積み重ね
て、P対の層を積んだとき、図のような第2P層までを
有するミラーとなる。Here, conventional mirrors 2-1, 2-2, 2-
3 will be described. FIG. 6 shows a cross section of a "multi-thin film" mirror that is currently used in laser gyros. The substrate 10 is a glass substrate made of the same material as the glass block 1 in FIG. On this layer, dielectrics 11 having a refractive index of n 1 and dielectrics 12 having a refractive index of n 2 are alternately stacked, and when P pairs of layers are stacked, a mirror having a second P layer as shown in the figure is obtained. Become.
【0016】リング・レーザでは共振器として中心軸3
−1′,3−2′,3−3′に一致する光路の共振性が
極めて良い必要があるので、発振レーザ光の波長λnに
対して、殆ど完全な100%の反射率を持つことが要求
され、このようなとき、各層の厚みd1 ,d2 は、最終
層13を除いて次の関係をもつ必要があることが知られ
ている。In the ring laser, the central axis 3 is used as a resonator.
Since it is necessary for the optical path matching −1 ′, 3-2 ′, 3-3 ′ to have an extremely good resonance property, it is possible to have almost perfect 100% reflectance for the wavelength λn of the oscillation laser light. It is known that, in such a case, the thicknesses d 1 and d 2 of each layer need to have the following relationship except for the final layer 13.
【0017】[0017]
【数3】 [Equation 3]
【0018】ただし、θ1 及びθ2 は誘電体11及び1
2の夫々の屈折角であって、次のスネルの法則によって
求められるものである。Where θ 1 and θ 2 are dielectrics 11 and 1
The respective refraction angles of 2 are obtained by the following Snell's law.
【0019】[0019]
【数4】 [Equation 4]
【0020】ここで、光路上のレーザ媒質の屈折率は
「1」で、レーザ光のミラー2−1,2−2,2−3の
入射角をθi としている。最終層13は、図6の場合で
は一般的に通常の2倍の2d2 にとられる。Here, the refractive index of the laser medium on the optical path is "1", and the incident angle of the laser light on the mirrors 2-1, 2-2, 2-3 is θ i . The final layer 13 is typically doubled in the case of FIG. 6 to 2d 2 .
【0021】具体的な例をあげると、奇数層の誘電体1
1をTiO2 (2酸化チタン)、偶数層の誘電体12を
SiO2 (2酸化珪素)とするものは、典形的であり、
この場合、Pが10以上、すなわち合計20層をこえる
ものは、ほぼ100%に近い反射率が得られる。As a specific example, the odd-numbered layer dielectric 1
It is typical that 1 is TiO 2 (titanium dioxide) and the even-numbered dielectric layer 12 is SiO 2 (silicon dioxide).
In this case, when P is 10 or more, that is, when P exceeds 20 layers in total, a reflectance close to 100% is obtained.
【0022】図7に、厚みがd1 のTiO2 と厚みがd
2 のSiO2 で13対、26層にし数3の条件を満た
し、最上層13の厚みが2d2 である例の、入射光の波
長に対する反射率の測定値を示す。ヘリウム,ネオンレ
ーザのレーザ光の波長は632.8ナノメーター(n
m)であり、この波長λnに対し、図6に示す如きミラ
ーの反射率は、予定どおり100%である。In FIG. 7, TiO 2 having a thickness of d 1 and d having a thickness of d 1
SiO 2 in 13 pairs of 2, satisfies the number of three conditions to 26 layers, the example in which the thickness of the top layer 13 is 2d 2, showing the measured values of reflectivity for the wavelength of the incident light. The wavelength of the laser light of the helium and neon lasers is 632.8 nanometers (n
m), and the reflectance of the mirror as shown in FIG. 6 for this wavelength λn is 100% as planned.
【0023】[0023]
【発明が解決しようとする課題】しかしながらモード・
カップリングに関与するλn/2=λh 316.4nm
に対応する反射率は図7に示す如く20〜30%のあた
りにある。細孔3−1,3−2,3−3の内部は、すで
に述べたとおり、真空中に僅かのガスを有するのみで、
この屈折率は「1」であるから、反射があると言うこと
は、ミラーの等価屈折率nm が「1」ではないことを示
しているので、nm をnh の代りに数2に代入して解る
ように、少くも、電気的感受率の実数部が存在している
ことをあらわしている。よってこのミラーを用いるなら
ば、モードカップリングは必ず存在する。[Problems to be Solved by the Invention]
Λn / 2 = λ h 316.4 nm involved in coupling
The reflectance corresponding to is around 20 to 30% as shown in FIG. The insides of the pores 3-1, 3-2 and 3-3 have, as already mentioned, only a slight amount of gas in the vacuum,
Since this refractive index is "1", to say that there is reflection, the equivalent refractive index n m of the mirror is shown that not "1", the n m the number 2 instead of n h As you can see by substituting, it shows that at least the real part of the electric susceptibility exists. Therefore, if this mirror is used, mode coupling always exists.
【0024】この為従来の図6に示す如きミラーを使用
したレーザ・ジャイロに於いては図5に示す如きロック
イン現象及びポジティブエラーを生じる不都合があっ
た。この解決策として従来はこのモードカップリングに
よる性能の低下に対してはせいぜい同製法で作ったミラ
ーの中で、少しでも良いものを選別使用するとか、同じ
ミラーの内で光の当たる位置を変えて多少ともこのカッ
プリングの少ない位置を用いるとかしか、対処する方法
がない不都合があった、しかも之等の方法では基本的解
決が得られない。Therefore, in the conventional laser gyro using the mirror as shown in FIG. 6, there is a disadvantage that a lock-in phenomenon and a positive error as shown in FIG. 5 occur. As a solution to this, in the past, for the deterioration of performance due to this mode coupling, among the mirrors made by the same method at best, it is possible to select and use the best one, or change the position where the light hits within the same mirror. However, there is a problem that there is no way to deal with it, such as using a position with less coupling, and the above method cannot provide a basic solution.
【0025】本発明は、斯る点に鑑みモードカップリン
グの影響の少ない、基本特性において誤差の少ない、優
れたレーザ・ジャイロを提案することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to propose an excellent laser gyro that is less affected by mode coupling and has less error in basic characteristics.
【0026】[0026]
【課題を解決するための手段】本発明レーザ・ジャイロ
は例えば図1、図2及び図4に示す如くミラー2−1,
2−2,2−3を用いた共振器と、この共振器を用いて
発振するリング・レーザとを有するレーザ・ジャイロに
於いてこのミラー2−1,2−2,2−3を低い屈折率
n2 の第1の誘電体例えばSiO2 12と高い屈折率n
1 の第2の誘電体、例えばTiO2 11の2種の薄膜を
交互に積層して成る多層膜ミラーとし、この多層膜ミラ
ーの最上層13の薄膜をこの多層膜中の同種誘電体12
の薄膜の膜厚と異ならせることにより、レーザ光の波長
λnの略1/2の波長λh に対するミラーの反射率を極
めて低くするようにしたものである。The laser gyro according to the present invention includes a mirror 2-1 as shown in FIGS. 1, 2 and 4, for example.
In a laser gyro having a resonator using 2-2 and 2-3 and a ring laser that oscillates using this resonator, the mirrors 2-1, 2-2 and 2-3 have low refraction. first dielectric example SiO 2 12 and high refractive index rate n 2 n
A second dielectric of 1 , for example, a multilayer mirror formed by alternately stacking two kinds of thin films of TiO 2 11 is used, and the thin film of the uppermost layer 13 of the multilayer mirror is the same kind of dielectric 12 in the multilayer film.
The thickness of the thin film is set to be different from the thickness of the thin film, so that the reflectance of the mirror with respect to the wavelength λ h which is approximately ½ of the wavelength λ n of the laser light is extremely lowered.
【0027】また、本発明レーザ・ジャイロは例えば図
2,図3及び図4に示す如く、ミラー2−1,2−2,
2−3を用いた共振器と、この共振器を用いて発振する
リング・レーザとを有するレーザ・ジャイロにおいて、
このミラー2−1,2−2,2−3を低い屈折率n2 の
第1の誘電体例えばSiO2 12と、高い屈折率n1 の
第2の誘電体例えばTiO211との2種の薄膜を交互
に積層して成る多層膜ミラーとし、この多層膜ミラーの
最下層と最上層とを共に第1の誘電体12とする奇数層
(2P+1)から成るミラーとすることにより、レーザ
光の波長λnの略1/2の波長λh に対するこのミラー
の反射率を極めて低くしたものである。Further, the laser gyro according to the present invention includes mirrors 2-1 and 2-2 as shown in FIGS. 2, 3 and 4, for example.
In a laser gyro having a resonator using 2-3 and a ring laser that oscillates using this resonator,
The mirrors 2-1, 2-2, 2-3 are of two types: a first dielectric material having a low refractive index n 2 such as SiO 2 12 and a second dielectric material having a high refractive index n 1 such as TiO 2 11. Laser light is obtained by forming a multilayer film mirror formed by alternately laminating the thin films of (1) and (2P + 1) as the first dielectric 12 for both the lowermost layer and the uppermost layer of the multilayer film mirror. This mirror has an extremely low reflectance for a wavelength λ h that is approximately ½ of the wavelength λ n.
【0028】[0028]
【作用】本発明に依れば共振器を構成するミラーとして
レーザ光の波長λnの反射率を100%とすると共にこ
のレーザ光の波長λnの略1/2の波長λh に対する反
射率を図2に示す如く極めて低くしたものを使用してい
るのでモードカップリングの影響の少ない基本特性にお
いて略図5の破線に近い誤差の少ない、入力角速度Ωに
対する出力を得ることができる。According to the present invention, the reflectance of the laser light at the wavelength λn is set to 100% as a mirror constituting the resonator, and the reflectance of the laser light at the wavelength λ h about ½ of the wavelength λn is shown. Since an extremely low value is used as shown in FIG. 2, it is possible to obtain an output with respect to the input angular velocity .OMEGA. With a small error close to the broken line in FIG.
【0029】[0029]
【実施例】以下図1,図2及び図4を参照しながら本発
明レーザ・ジャイロの一実施例につき説明しよう。図1
に於いて図6に対応する部分には同一符号を付し、その
詳細説明は省略する。本例レーザ・ジャイロは図4に示
す如く低膨張且つ透明なガラスより成る略々三角形のガ
ラスブロック1の各頂角部にミラー2−1,2−2,2
−3を夫々固定する。このガラスブロック1内にはレー
ザ光路に供すると共に放電路を形成する互に連通してい
る3本の細孔3−1,3−2,3−3が三角形の各辺に
沿って形成され、これ等細孔3−1,3−2,3−3
は、この3個のミラー2−1,2−2,2−3と共に、
共振器を構成する。ガラスブロック1の各辺にはアノー
ド4−1,4−2及びカソード5が夫々細孔3−1,3
−2,3−3に臨んで取付けられる。細孔3−1,3−
2,3−3の内部空間は完全に気密に作られ、内部にレ
ーザ光発振の為のガス(ヘリウム,ネオン等のレーザ媒
質)が封入される。またミラー2−3の外側に合成プリ
ズム6を設け、この合成プリズム6で共振器内の時計ま
わり及び反時計まわりのレーザ光を合成し、角速度出力
を取り出す。本例に於いては、このガラスブロック1の
頂角部に固定するミラー2−1,2−2,2−3を図1
に示す如く構成する。図1に於いて、10はガラスブロ
ック1と同じ材質のガラス基板を示し、このガラス基板
10上に厚さがd1 で且つ高屈折率n1 の誘電体、例え
ばTiO2 11及び厚さがd2 で且つ低屈折率n2 の誘
電体、例えばSiO2 を交互に(2P−1)層まで積み
重ね、その上の最上層13を厚さがd3 で且つ低屈折率
n2 の誘電体、例えばSiO2 を積み重ねる。即ち2P
層の偶数層本例では26層とした。この各層の厚み
d1 ,d2 は数3の関係,即ちn1 d1 cosθ1 =n
2 d 2 cosθ2 =λn/4とする。ただし、θ1 及び
θ2 は、夫々誘電体11及び12の夫々の屈折角であ
り、数4のスネルの法則によって求められる。 n1 sinθ1 =n2 sinθ2 =sinθi ここで光路上のレーザ媒質の屈折率は「1」で、レーザ
光のミラー2−1,2−2,2−3への入射角をθiと
している。またこの使用されるレーザ光の波長をλnと
している。また本例ではこの最上層13の厚さd3 をEXAMPLE The present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 4 below.
Let us explain one example of the Ming Laser Gyro. Figure 1
In FIG. 6, the same reference numerals are given to the portions corresponding to FIG.
Detailed description is omitted. The laser gyro of this example is shown in Fig. 4.
It is made of glass with low expansion and is almost triangular.
Mirrors 2-1, 2-2, 2 are provided at each vertex of the lath block 1.
Fix -3 respectively. In this glass block 1
The optical path and the discharge path are in communication with each other.
3 small holes 3-1, 3-2, 3-3 on each side of the triangle
Formed along these pores 3-1, 3-2, 3-3
Together with these three mirrors 2-1, 2-2, 2-3,
Configure a resonator. Each side of the glass block 1
The cathodes 4-1 and 4-2 and the cathode 5 are pores 3-1 and 3 respectively.
It is attached facing -2, 3-3. Pores 3-1 and 3-
The inner space of 2,3-3 is made completely airtight, and
Gas for laser oscillation (laser medium such as helium, neon, etc.
Quality) is enclosed. In addition, a composite pre-print is placed outside the mirror 2-3.
The prism 6 is provided, and the synthetic prism 6 is used to
The angular velocity output is obtained by synthesizing the laser light in the counterclockwise and counterclockwise directions.
Take out. In this example, the glass block 1
The mirrors 2-1, 2-2 and 2-3 fixed to the apex are shown in FIG.
It is configured as shown in. In FIG. 1, 10 is a glass block
Click here for a glass substrate of the same material as
10 has thickness d1And high refractive index n1Dielectric, for example
If TiO211 and thickness d2And low refractive index n2Invitation
Electric body, eg SiO2Alternately stacked up to (2P-1) layers
And the top layer 13 on top of it has a thickness d3And low refractive index
n2Dielectric, eg SiO2Stack up. That is, 2P
Even number of layers In this example, there are 26 layers. Thickness of each layer
d1, D2Is the relation of Equation 3, that is, n1d1cos θ1= N
2d 2cos θ2= Λn / 4. However, θ1as well as
θ2Are the refraction angles of the dielectrics 11 and 12, respectively.
It is calculated according to Snell's law of Equation 4. n1sin θ1= N2sin θ2= Sin θi Here, the refractive index of the laser medium on the optical path is “1”, and
Let θi be the incident angle of light on the mirrors 2-1, 2-2, 2-3.
is doing. The wavelength of the laser light used is λn
is doing. Further, in this example, the thickness d of the uppermost layer 13 is3To
【0030】[0030]
【数5】 [Equation 5]
【0031】の関係のk=2の場合にとっている。ここ
でn2 ′は低屈折率の誘電体12の波長λn=λh/2
に対する屈折率であって、これは波長λnに対する値n
2 とは、一般に異っている。θ2 ′もThe case of k = 2 in the relation of is taken. Here, n 2 ′ is the wavelength λn = λ h / 2 of the low refractive index dielectric material 12.
Is the index of refraction for the wavelength n
2 is generally different. θ 2 ′ also
【0032】[0032]
【数6】 [Equation 6]
【0033】に従う屈折角である。斯る図1の構成のミ
ラーの反射特性は、図2に示す如くヘリウム,ネオンレ
ーザのレーザ光の波長λn632.8nmでの反射率が
100%であり、モードカップリングに関与するこの波
長λnの1/2の波長λh 316.4nmでの反射率が
略0%であった。斯る図2に示す如き特性の得られるd
3 の値は上述の値のみでなく数5を満足するいかなる値
であっても良いことが確かめられた。本例は上述の如く
共振器を構成するミラー2−1,2−2,2−3の特性
を図2に示す如く、使用するレーザ光の波長λnの反射
率を100%とすると共にこのレーザ光の波長λnの1
/2の波長λh の反射率を略々零としているので、この
光路のλn/2=λh の電気的感受率は零となり、モー
ド, カップリングがなくなり、本例によるレーザ・ジャ
イロによれば、この基本特性が略図5の破線に示す如き
良好な入力角速度Ωに対する出力角速度を得ることがで
きる利益がある。また本発明に使用されるミラーの例と
して、図3に示す如きものも使用できる。この図3につ
き説明するに、図1,図6に対応する部分には同一符号
を付し、その詳細説明は省略する。図3の例はガラス基
板10の誘電体の膜の層を奇数層(2P+1)とすると
共にガラス基板10上の第1層を厚さがd2 で低屈折率
n2 の誘電体、例えばSiO2 12とし、第2層を厚さ
がd1 で高屈折率n1 の誘電体、例えばTiO2 11と
し、これを順次交互に2P層まで積み重ね、その上の最
上層13を厚さがd 4 で且つ低屈折率n2 の誘電体、例
えばSiO2 を積み重ねる。本例では27層とした。こ
の各層の厚みd1 ,d2 は数3の関係即ち n1 d1 cosθ1 =n2 d2cosθ2 =λn/4 とする。この最上層13の厚みd4 をIs the refraction angle according to. Such a configuration of FIG.
As shown in Fig. 2, the reflection characteristics of the
Of the laser light of the laser at the wavelength λn632.8 nm
This wave is 100% and is involved in mode coupling
1/2 wavelength of long λnhThe reflectance at 316.4 nm
It was about 0%. The characteristic d as shown in FIG. 2 is obtained.
3The value of is not only the above value, but any value that satisfies the equation 5.
It was confirmed that This example is as described above
Characteristics of mirrors 2-1, 2-2, 2-3 forming the resonator
As shown in Fig. 2, the reflection of the wavelength λn of the laser light used
The ratio is 100% and the wavelength λn of this laser light is 1
1/2 wavelength λhSince the reflectance of is almost zero, this
Λn / 2 = λ of optical pathhHas zero electrical susceptibility,
Do,The coupling is eliminated, and the laser
According to Iro, this basic characteristic is as shown by the broken line in FIG.
It is possible to obtain a good output angular velocity for a good input angular velocity Ω.
There is a profit Also, an example of the mirror used in the present invention
Then, the one shown in FIG. 3 can also be used. This Figure 3
The same reference numerals are given to the parts corresponding to those in FIGS.
The detailed description is omitted. The example in Figure 3 is a glass substrate
If the layers of the dielectric film of the plate 10 are odd layers (2P + 1)
Both have the thickness d of the first layer on the glass substrate 10.2With low refractive index
n2Dielectric, eg SiO212 and the thickness of the second layer
Is d1And high refractive index n1Dielectric, eg TiO211 and
Then, stack these layers one after the other up to the 2P layer,
The thickness of the upper layer 13 is d FourAnd low refractive index n2Dielectric, example
For example SiO2Stack up. In this example, the number of layers is 27. This
Thickness of each layer of1, D2Is the relation of Equation 3, that is, n1d1cos θ1= N2d2cos θ2= Λn / 4. Thickness d of this uppermost layer 13FourTo
【0034】[0034]
【数7】n2 ′d4 cosθ2 ′=kλn/4 k=1,2,3……N 2 ′ d 4 cos θ 2 ′ = kλn / 4 k = 1, 2, 3 ...
【0035】の関係とする。斯る図3に示す如きミラー
も図2に示す如くレーザ光の波長λnで反射率が100
%であり、この波長λnの1/2の波長λhの反射率が
略々零となることがわかった。斯る図3に示す如きミラ
ーをレーザ・ジャイロのミラー2−1,2−2,2−3
として使用したときも上述と同様の作用効果が得られる
ことは勿論である。また上述実施例では低屈折率n2の
誘電体としてSiO2 を使用したが、この代わりにMg
F2 等その他の低屈折率の誘電体が使用でき、また高屈
折率n1 の誘電体としてTiO2 を使用したが、この代
わりにTa2 O 5 等その他の高屈折率の誘電体が使用で
きることは勿論である。また本発明は上述実施例に限る
ことなく本発明の要旨逸脱することなくその他種々の構
成が取り得ることは勿論である。The relationship is as follows. Such a mirror as shown in FIG.
Also has a reflectance of 100 at the wavelength λn of the laser light as shown in FIG.
%, And a wavelength λ that is 1/2 of this wavelength λnhThe reflectance of
It turned out to be almost zero. Such a Mira as shown in FIG.
The laser gyro mirrors 2-1, 2-2, 2-3
When used as, the same effects as above can be obtained.
Of course. Further, in the above embodiment, the low refractive index n2of
SiO as a dielectric2Was used instead of Mg
F2Other low refractive index dielectrics can be used, and
Folding rate n1As a dielectric of2I used
Instead Ta2O FiveOther high refractive index dielectrics can be used
Of course you can. Further, the present invention is limited to the above embodiment
Without departing from the spirit of the present invention
Of course, it is possible.
【0036】[0036]
【発明の効果】本発明に依れば共振器を構成するミラー
としてレーザ光の波長λnの反射率を100%とすると
共にこのレーザ光の波長λnの略1/2の波長λh に対
する反射率を極めて低く略零としたものを使用している
ので、モードカップリングの影響の少ない基本特性にお
いて誤差の少ない入力角速度に対する出力を得ることが
できる利益がある。According to the present invention, the reflectance of the laser light at the wavelength λn is set to 100% as a mirror constituting a resonator, and the reflectance of the laser light at the wavelength λ h which is approximately ½ of the wavelength λn is obtained. Since the value of is extremely low and substantially zero is used, there is an advantage that an output for an input angular velocity with a small error can be obtained in the basic characteristic that the influence of mode coupling is small.
【図1】本発明レーザ・ジャイロに使用されるミラーの
一例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an example of a mirror used in a laser gyro of the present invention.
【図2】図1のミラーの反射特性を示す線図である。FIG. 2 is a diagram showing a reflection characteristic of the mirror of FIG.
【図3】本発明のレーザ・ジャイロに使用されるミラー
の他の例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of a mirror used in the laser gyro of the present invention.
【図4】レーザ・ジャイロの例を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of a laser gyro.
【図5】本発明の説明に供する線図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the present invention.
【図6】従来のミラーの例を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing an example of a conventional mirror.
【図7】図6のミラーの反射特性を示す線図である。FIG. 7 is a diagram showing a reflection characteristic of the mirror of FIG.
1 ガラスブロック 2−1,2−2,2−3 ミラー 3−1,3−2,3−3 細孔 4−1,4−2 アノード 5 カソード 6 合成プリズム 7 ヒンジ 10 基板 11,12 誘電体 13 最上層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass block 2-1, 2-2, 2-3 Mirror 3-1, 3-2, 3-3 Micropores 4-1, 4-2 Anode 5 Cathode 6 Synthetic prism 7 Hinge 10 Substrate 11, 12 Dielectric material 13 top layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 智 東京都大田区南蒲田2丁目16番46号 株式 会社トキメツク内 (72)発明者 益嶋 健守 東京都大田区南蒲田2丁目16番46号 株式 会社トキメツク内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Satoshi Ishikawa 2-16-46 Minami-Kamata, Ota-ku, Tokyo Within Tokimetsu Co., Ltd. (72) Inventor Kenmori Masushima 2-16-46 Minami-Kamata, Ota-ku, Tokyo No. Stock Company Tokimetsu
Claims (2)
ザ・ジャイロに於いて、 上記ミラーを低い屈折率の第1の誘電体と高い屈折率の
第2の誘電体の2種の薄膜を交互に積層して成る多層膜
ミラーとし、 該多層膜ミラーの最上層薄膜を上記多層膜中の同種誘電
体の薄膜の膜厚と異ならせることにより、 レーザ光の波長の略1/2の波長に対する上記ミラーの
反射率を極めて低くするようにしたことを特徴とするレ
ーザ・ジャイロ。1. A laser gyro having a resonator using a mirror and a ring laser oscillating using the resonator, wherein the mirror comprises a first dielectric material having a low refractive index and a high refractive index material. A multilayer mirror formed by alternately stacking two kinds of thin films of the second dielectric, and by making the uppermost thin film of the multilayer mirror different from the film thickness of the thin film of the same dielectric in the multilayer film, A laser gyro, wherein the reflectance of the mirror is extremely low for a wavelength that is approximately ½ the wavelength of the laser light.
ザ・ジャイロにおいて、 上記ミラーを低い屈折率の第1の誘電体と、高い屈折率
の第2の誘電体との2種の薄膜を交互に積層して成る多
層膜ミラーとし、 該多層膜ミラーの最下層と最上層とを共に第1の誘電体
とする奇数層から成るミラーとすることにより、レーザ
光の波長の略1/2の波長に対する上記ミラーの反射率
を極めて低くしたことを特徴とするレーザ・ジャイロ。2. A laser gyro having a resonator using a mirror and a ring laser oscillating using the resonator, wherein the mirror comprises a first dielectric material having a low refractive index and a first dielectric material having a high refractive index. A multilayer film mirror formed by alternately stacking two kinds of thin films with two dielectrics, and a mirror composed of an odd number layer in which both the lowermost layer and the uppermost layer of the multilayer film mirror are first dielectrics. Thus, the reflectance of the mirror for the wavelength of about ½ of the wavelength of the laser light is extremely low, and the laser gyro.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3200539A JPH0545370A (en) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | Laser gyro |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3200539A JPH0545370A (en) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | Laser gyro |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0545370A true JPH0545370A (en) | 1993-02-23 |
Family
ID=16425992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3200539A Pending JPH0545370A (en) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | Laser gyro |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0545370A (en) |
-
1991
- 1991-08-09 JP JP3200539A patent/JPH0545370A/en active Pending
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