JPH0545516A - Multilayered film mirror for laser gyro - Google Patents

Multilayered film mirror for laser gyro

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JPH0545516A
JPH0545516A JP20054091A JP20054091A JPH0545516A JP H0545516 A JPH0545516 A JP H0545516A JP 20054091 A JP20054091 A JP 20054091A JP 20054091 A JP20054091 A JP 20054091A JP H0545516 A JPH0545516 A JP H0545516A
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JP
Japan
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refractive index
dielectric
wavelength
thickness
laser
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Application number
JP20054091A
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Japanese (ja)
Inventor
Takafumi Nakaishi
隆文 中石
Shinichi Kawada
伸一 河田
Yoshiyuki Okada
芳幸 岡田
Satoshi Ishikawa
智 石川
Takemori Masushima
健守 益嶋
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Tokimec Inc
Original Assignee
Tokimec Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the multilayered film mirror for a laser gyro constituted to eliminate mode coupling. CONSTITUTION:This multilayered film for the laser gyro is constituted by alternately laminating dielectrics TiO2 having a thickness d1 and a high refractive index n1 and dielectrics SiO2 12 having a thickness d2 and a low refractive index n2 and has the wavelength of the laser to be used at lambdan. The incident angle of light on such mirror, designated as thetai and the refractive angles of the above-mentioned dielectrics 11 and 12, respectively designated as theta1 and theta2 are set at n1sintheta1=n2sintheta2=sinthetai0. In addition, the number of the total layers is determined as an even number and the uppermost layer 13 thereof is formed of the dielectric SiO2 having the low refractive index n2. The thickness d3 of the dielectrics of the uppermost layer 13 is so set as to attain theta2'=(2k+1/4) (lambdan/2)k=0, 1, 2, 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はリング・レーザを用いた
レーザ・ジャイロに使用されるレーザ・ジャイロ用多層
膜ミラーに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-layer mirror for a laser gyro used in a laser gyro using a ring laser.

【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, a laser using a ring laser
As the gyro, for example, an internal mirror type laser gyro as shown in FIG. 4 is known. Since such a laser gyro is well known, its details are omitted, but in FIG. 4, 1 is a substantially triangular glass block made of low expansion and transparent glass, and a mirror 2-1 is provided at each apex of the glass block. , 2-2 and 2-3 are fixed respectively. In the glass block 1, three pores 3 that are in communication with each other and serve as a laser optical path and form a discharge path 3-
1, 3-2 and 3-3 are formed along each side of the triangle, and these pores 3-1, 3-2 and 3-3 form these three mirrors 2-1 and 2-2. , 2-3 form a resonator. 3-1 ', 3-2' and 3-3 'are the pores 3-1 and
The central axes of 3-2 and 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 laser light currently used is λn,
Exactly half of this wavelength, ie

【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】ここで従来のレーザ・ジャイロ用多層膜ミ
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レーザ・ジ
ャイロ用多層膜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。この基板10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。
The conventional multi-layer film mirrors 2-1, 2-2, 2-3 for laser gyros will be described below. FIG. 6 shows a cross section of a multilayer mirror for a laser gyro which is currently used in a normal laser gyro. The substrate 10 is a glass substrate made of the same material as the glass block 1 in FIG. When dielectrics 11 having a refractive index of n 1 and dielectrics 12 having a refractive index of n 2 are alternately stacked on this substrate 10 to stack P pairs of layers, the layers up to the second P layer as shown in the drawing are provided. Become a mirror.

【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 generally doubled in size 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11
をTiO2 (2酸化チタン)、偶数層の誘電体12をS
iO2 (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 11
Is TiO 2 (titanium dioxide) and the even-numbered dielectric layer 12 is S
A material having iO 2 (silicon dioxide) is a typical one, and in this case, a material having P of 10 or more, that is, having a total of 20 layers or more, can obtain a reflectance close to 100%.

【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。よってこの従来のレーザ・ジャ
イロ用多層膜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 conventional multi-layer mirror for laser gyro 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。
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.

【0025】本発明は、斯る点に鑑みモードカップリン
グをなくす様にしたレーザ・ジャイロ用多層膜ミラーを
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 a multilayer film mirror for a laser gyro which eliminates mode coupling.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明レーザ・ジャイロ
用多層膜ミラーは例えば図1及び図2に示す如く厚みが
1 で高い屈折率n1 を有する第1の誘電体11と、厚
みがd2 で低い屈折率n2 を有する第2の誘電体12と
の薄膜を交互に積層して成り、使用する光の波長をλn
とするレーザ・ジャイロ用多層膜ミラーに於いて、合計
層数を偶数としてその最上層13をこの低い屈折率n2
の誘電体とし、上記光の波長の半分の波長の光に対する
上記第2の誘電体の屈折率をn2 ′、屈折角をθ2 ′と
するときこの最上層13の誘電体の厚みd3 とするようにしたものである。
A multilayer mirror for a laser gyroscope according to the present invention comprises a first dielectric 11 having a thickness d 1 and a high refractive index n 1, as shown in FIGS. become a thin film of the second dielectric 12 having a lower refractive index n 2 at d 2 are laminated alternately, the wavelength of light used λn
In the multi-layer mirror for laser gyro, the total number of layers is set to an even number and the uppermost layer 13 is set to the low refractive index n 2
When the second dielectric has a refractive index of n 2 ′ and the refraction angle is θ 2 ′ for light having a wavelength half that of the light, the thickness d 3 of the dielectric of the uppermost layer 13 is To It was made to do so.

【0027】また、本発明レーザ・ジャイロ用多層膜ミ
ラーは例えば図2及び図3に示す如く厚みがd1 で高い
屈折率n1 を有する第1の誘電体11と、厚みがd2
低い屈折率n2 を有する第2の誘電体12との薄膜を交
互に積層して成り、使用する光の波長をλnとするレー
ザ・ジャイロ用多層膜ミラーに於いて合計層数を奇数と
して、その最上層13をこの低い屈折率n2 の誘電体と
し、上記光の波長の半分の波長の光に対する上記第2の
誘電体の屈折率をn2 ′、屈折角をθ2 ′とするとき、
この最上層13の誘電体の厚みd4 とし、使用光の波長λnの略1/2の波長に対する反射
率を著しく低くするようにしたものである。
The multilayer mirror for a laser gyroscope according to the present invention has, for example, as shown in FIGS. 2 and 3, a first dielectric 11 having a high thickness d 1 and a high refractive index n 1, and a low thickness d 2 . A multilayer film mirror for a laser gyro, which is formed by alternately stacking thin films with the second dielectric 12 having a refractive index n 2 and has a wavelength of light to be used as λn, and the total number of layers is an odd number. When the uppermost layer 13 is a dielectric having a low refractive index n 2 and the refractive index of the second dielectric is n 2 ′ and the refraction angle is θ 2 ′ for light having a wavelength half the wavelength of the light,
The thickness d 4 of the dielectric of this uppermost layer 13 In addition, the reflectance for a wavelength of approximately ½ of the wavelength λn of the used light is remarkably lowered.

【0028】[0028]

【作用】本発明に依れば、厚みがd1 で高い屈折率n1
の第1の誘電体例えばTiO2 11と、厚みがd2 で低
い屈折率n2 の第2の誘電体例えばSiO2 12とを交
互に積層して成り、合計層数を偶数として、その最上層
13を低い屈折率n2の誘電体とし、この最上層13の
厚みd3 とするか又は合計層数を奇数として、最上層13を低い
屈折率n2 の誘電体とし、この最上層13の誘電体の厚
みd4 とし、使用光の波長λnの略1/2の波長に対する反射
率を著しく低くするようにしたので、この共振器を構成
するレーザ・ジャイロ用多層膜ミラーを図2に示す如く
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 の反射率を
極めて低くすることができる。
According to the present invention, the thickness d 1 and the high refractive index n 1
Of the first dielectric material such as TiO 2 11 and a second dielectric material such as SiO 2 12 having a thickness d 2 and a low refractive index n 2 are alternately laminated. The upper layer 13 is a dielectric having a low refractive index n 2 , and the thickness d 3 of the uppermost layer 13 is Or the total number of layers is an odd number, the uppermost layer 13 is a dielectric having a low refractive index n 2 , and the thickness d 4 of the dielectric of the uppermost layer 13 is Since the reflectance for the wavelength of about ½ of the wavelength λn of the used light is remarkably lowered, the multi-layer film mirror for the laser gyro which constitutes this resonator has a wavelength λn of the laser light as shown in FIG. Can be set to 100%, and the reflectance at a wavelength λ h , which is approximately ½ of the wavelength λ n of the laser light, can be made extremely low.

【0029】この為本発明レーザ・ジャイロ用多層膜ミ
ラーを使用したときにはモードカップリングの影響の少
ないレーザ・ジャイロを得ることができる。
Therefore, when the multi-layer film mirror for laser gyro of the present invention is used, a laser gyro which is less affected by mode coupling can be obtained.

【0030】[0030]

【実施例】以下図1及び図2を参照しながら本発明レー
ザ・ジャイロ用多層膜ミラー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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a multilayer film mirror for a laser gyro according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In FIG. 1, parts corresponding to those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0031】本例レーザ・ジャイロ用多層膜ミラーが使
用されるレーザ・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
の各頂角部に本例のレーザ・ジャイロ用多層膜ミラー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個のレーザ・ジャイロ用多層膜
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。
The laser gyro in which the multilayer film mirror for the laser gyro of this embodiment is used is a glass block 1 having a substantially triangular shape and made of transparent glass having a low expansion as shown in FIG.
Multi-layer film mirror 2 for laser gyro of this example at each vertex of
Fix -1, 2-2 and 2-3 respectively. In the glass block 1, three pores 3-1, 3-2, 3-3 which serve as a laser optical path and communicate with each other to form a discharge path are provided.
Are formed along each side of the triangle, and these pores 3-1 and
3-2 and 3-3 form a resonator together with these three laser gyro multilayer film mirrors 2-1, 2-2 and 2-3. Anodes 4-1 and 4-on each side of the glass block 1.
2 and the cathode 5 are attached so as to face the pores 3-1, 3-2 and 3-3, respectively. The inner spaces of the pores 3-1, 3-2, 3-3 are made completely airtight, and a gas (laser medium such as helium or neon) for laser light oscillation is sealed inside.

【0032】またレーザ・ジャイロ用多層膜ミラー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。
Further, a multi-layer film mirror for laser gyro 2
A composite prism 6 is provided on the outer side of 3, and the composite prism 6
At, the clockwise and counterclockwise laser lights in the resonator are combined to obtain the angular velocity output.

【0033】本例に於いては、このガラスブロック1の
頂角部に固定するレーザ・ジャイロ用多層膜ミラー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d
2 で且つ低屈折率n2 の誘電体、例えばSiO2 12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Si
2 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
1 1 cosθ1 =n2 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
光のこのレーザ・ジャイロ用多層膜ミラー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
In this example, the multilayer film mirror for laser gyro 2 fixed to the apex of the glass block 1 is used.
1, 2, 2 and 2-3 are constructed as shown in FIG. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a glass substrate made of the same material as that of the glass block 1. On this glass substrate 10, a dielectric material having a thickness of d 1 and a high refractive index n 1 , such as TiO 2 11 and a thickness of d
2 and a low-refractive-index n 2 dielectric, for example, SiO 2 12 are alternately stacked up to (2P-1) layers, and the uppermost layer 13 thereon.
Is a dielectric having a thickness of d 3 and a low refractive index n 2 , such as Si
Stack O 2 . That is, the even number of 2P layers is 26 in this example. The thicknesses d 1 and d 2 of the respective layers are set to the relationship of Equation 3, that is, n 1 d 1 cos θ 1 = n 2 d 2 cos θ 2 = λn / 4. However, θ 1 and θ 2 are the dielectrics 11 and 12, respectively.
Is the refraction angle of each and is obtained by Snell's law of equation 4. n 1 sin θ 1 = n 2 sin θ 2 = sin θi Here, the refractive index of the laser medium on the optical path is “1”, and the multilayer mirrors 2-1 and 2-2 for the laser gyro of the laser light.
The incident angle on 2, 2-3 is θi. The wavelength of the laser light used is λn. In this example, the thickness d 3 of this uppermost layer 13 is

【0034】[0034]

【数5】 [Equation 5]

【0035】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λh=λn/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、一般に異なっている。θ2 ′も
The case of k = 2 in the relation of Here, n 2 ′ is the wavelength λ h = λn / 2 of the low refractive index dielectric 12
Is the index of refraction for the wavelength n
2 is generally different. θ 2 ′ also

【0036】[0036]

【数6】 [Equation 6]

【0037】に従う屈折角である。斯る図1の構成のレ
ーザ・ジャイロ用多層膜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λn63
2.8nm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 31
6.4nmでの反射率が略0%であった。
Is the refraction angle according to. As shown in FIG. 2, the reflection characteristics of the multi-layer mirror for a laser gyro having the structure shown in FIG. 1 have a wavelength λn63 of the laser light of a helium or neon laser.
The reflectance at 2.8 nm is 100%, and the wavelength λ h 31 which is 1/2 of this wavelength λn involved in mode coupling.
The reflectance at 6.4 nm was about 0%.

【0038】斯る図2に示す如き特性の得られるd3
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。
It was confirmed that the value of d 3 for which the characteristic as shown in FIG. 2 is obtained is not limited to the above-mentioned value and may be any value satisfying the expression 5.

【0039】上述のレーザ・ジャイロは共振器を構成す
るミラー2−1,2−2,2−3として本例によるレー
ザ・ジャイロ用多層膜ミラーを使用したので、その特性
は図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、斯るレーザ・ジャイロによ
れば基本特性が略図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。
Since the laser gyro described above uses the multilayer film mirror for laser gyro according to the present example as the mirrors 2-1, 2-2, 2-3 forming the resonator, its characteristics are as shown in FIG. The reflectance at the wavelength λn of the laser light used is set to 100%, and 1 /
Since the reflectance at wavelength λ h of 2 is approximately zero, the electrical susceptibility at λn / 2 = λ h of this optical path becomes zero, and the mode
Eliminates the coupling, the basic characteristics according to斯Ru laser gyro is profit that can obtain an output angular velocity for such good input angular rate Ω is shown in dashed schematic 5.

【0040】また図3は本発明レーザ・ジャイロ用多層
膜ミラーの他の例を示す。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。
FIG. 3 shows another example of the multilayer film mirror for laser gyro of the present invention. To describe FIG. 3, parts corresponding to those in FIGS. 1 and 6 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0041】図3の例は、ガラス基板10上の誘電体の
膜の層を奇数層(2P+1)とすると共にガラス基板1
0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
1 の誘電体、例えばTiO 2 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
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
2 は数3の関係即ちn1 1 cosθ1 =n2 2
osθ2 =λn/4とする。この最上層13の厚みd4
In the example of FIG. 3, the dielectric on the glass substrate 10
The film layers are odd layers (2P + 1) and the glass substrate 1
0 has a thickness of d2And low refractive index n2Dielectric, example
For example SiO212 and the thickness of the second layer is d1With high refractive index
n1Dielectric, eg TiO 211 and exchange these sequentially
Stack up to 2P layers on top of each other, and put the top layer 13 on top of it
dFourAnd low refractive index n2Dielectric material such as SiO2Pile up
Overlap. In this example, the number of layers is 27. Thickness d of each layer1
d2Is the relation of Equation 3, that is, n1d1cos θ1= N2d2c
osθ2= Λn / 4. Thickness d of this uppermost layer 13Four
To

【0042】[0042]

【数7】 [Equation 7]

【0043】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に示す如きレー
ザ・ジャイロ用多層膜ミラーをレーザ・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。
The relationship is as follows. Such a mirror as shown in FIG. 3 also has a reflectance of 100 at the wavelength λn of the laser light as shown in FIG.
%, And it was found that the reflectance at the wavelength λ h , which is ½ of the wavelength λ n, becomes substantially zero. Needless to say, when the multilayer film mirror for a laser gyro shown in FIG. 3 is used as the mirrors 2-1, 2-2, 2-3 of the laser gyro, the same effects as the above can be obtained. ..

【0044】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MgF2
その他の低屈折率の誘電体が使用でき、また高屈折率n
1 の誘電体としてTiO2 を使用したが、この代わりに
Ta2 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。
Although SiO 2 is used as the dielectric material having a low refractive index n 2 in the above-mentioned embodiments, other dielectric materials having a low refractive index such as MgF 2 can be used instead, and a high refractive index n 2 can be used.
Although TiO 2 was used as the dielectric of 1, the dielectric having a high refractive index such as Ta 2 O 5 can be used instead.

【0045】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。
Further, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明に依ればレーザ光の波長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
したレーザ・ジャイロ用多層膜ミラーを得ることがで
き、斯る本発明に依るレーザ・ジャイロ用多層膜ミラー
をレーザ・ジャイロに使用したときは、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%, and the reflectance for the wavelength λ h of about ½ of the wavelength λn of the laser light is made extremely low and substantially zero. It is possible to obtain a multilayer film mirror for a laser gyro, and when the multilayer film mirror for a laser gyro according to the present invention is used in a laser gyro, there is little error in the basic characteristics with little influence of mode coupling. There is a benefit of being able to obtain an output for an input angular velocity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明レーザ・ジャイロ用多層膜ミラーの一実
施例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a multilayer film mirror for a laser gyro according to 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・ジャイロ用多層膜ミラーの他
の実施例を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the multilayer film mirror for 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】従来のレーザ・ジャイロ用多層膜ミラーの例を
示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a conventional multilayer film mirror for laser gyro.

【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.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 厚みがd1 で高い屈折率n1 を有する第
1の誘電体と、 厚みがd2 で低い屈折率n2 を有する第2の誘電体との
薄膜を交互に積層して成り、 使用する光の波長をλnとするレーザ・ジャイロ用多層
膜ミラーに於いて、 合計層数を偶数としてその最上層を上記低い屈折率n2
の誘電体とし、 上記光の波長の半分の波長の光に対する上記第2の誘電
体の屈折率をn2 ′、屈折角をθ2 ′とするとき、 この最上層の誘電体の厚みd3 とするようにしたことを特徴とするレーザ・ジャイロ用
多層膜ミラー。
1. Thin films of a first dielectric having a thickness d 1 and a high refractive index n 1 and a second dielectric having a thickness d 2 and a low refractive index n 2 are alternately laminated. In a multilayer mirror for a laser gyro having a wavelength of light to be used as λn, the total number of layers is an even number, and the uppermost layer is the above-mentioned low refractive index n 2
When the second dielectric has a refractive index of n 2 ′ and the angle of refraction is θ 2 ′ for light having a wavelength half that of the light, the thickness d 3 of the uppermost dielectric is To A multilayer mirror for a laser gyro, characterized in that
【請求項2】 厚みがd1 で高い屈折率n1 を有する第
1の誘電体と、 厚みがd2 で低い屈折率n2 を有する第2の誘電体との
薄膜を交互に積層して成り、 使用する光の波長をλnとするレーザ・ジャイロ用多層
膜ミラーに於いて、 合計層数を奇数として、その最上層を上記低い屈折率n
2 の誘電体とし、 上記光の波長の半分の波長の光に対する上記第2の誘電
体の屈折率をn2 ′、屈折角をθ2 ′とするとき、 この最上層の誘電体の厚みd4 とし、上記波長λnの略1/2の波長に対する反射率を
著しく低くするようにしたことを特徴とするレーザ・ジ
ャイロ用多層膜ミラー。
2. A thin film of a first dielectric having a thickness of d 1 and a high refractive index n 1 and a thin film of a second dielectric having a thickness of d 2 and a low refractive index n 2 are alternately laminated. In a multi-layer mirror for a laser gyroscope, in which the wavelength of light used is λn, the total number of layers is an odd number, and the uppermost layer is the above-mentioned low refractive index n.
A second dielectric, a refractive index of the second dielectric for light with a wavelength half the wavelength of the light n 2 when ', the refraction angle theta 2' and the thickness d of the dielectric of the uppermost layer 4 A multilayer mirror for a laser gyro, characterized in that the reflectance for a wavelength of approximately ½ of the wavelength λn is remarkably lowered.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101707187B1 (en) * 2016-07-29 2017-02-15 한화디펜스 주식회사 Mirror of a ring laser gyroscope

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