NO842881L

NO842881L - Katodeanordning for ringlasergyro

Info

Publication number: NO842881L
Application number: NO842881A
Authority: NO
Inventors: Thomas Council
Original assignee: Sundstrand Optical Tech
Priority date: 1983-07-29
Filing date: 1984-07-13
Publication date: 1985-01-30
Also published as: ZA845138B; IT1177937B; DE3425916A1; GB2144261A; IL72288A; SE8403824D0; NL8402374A; GB8419146D0; BE900236A; AU552739B2; FR2549953A1; SE8403824L; AU2973284A; IT8448635A0; US4575855A; JPS6045080A

Abstract

atodeanordning for en ringlasergyro. En metall-katodedel er forsenket inn i en utboring anbragt i gyroens hoveddel for å frembringe en lavprofils katodeanordning. Et ringformet spor er utformet i bunnen av utboringen, rundt periferien av denne. Katodedelen er opphengt fra et deksel slik at den nedre kant av katodedelen er anbragt i det ringformede sporet, og dekselet er festet til gyroens hoveddel og gir tetning mellom disse.

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en katodeanordning for

en ringlasergyro, og mer spesielt en lavprofil katodeanordning hvor katoden er forsenket ned i gyroens hoveddel.

Typiske ringlasergyroer omfatter en kavitet anlagt inne i

en solid gyro-hoveddel, hvor kaviteten utformer en lukket sløy-fe-bane. Gyroen omfatter videre en katode og et par anoder,

som hver er i forbindelse med kaviteten. Det er en hensikts-messig anordning for å etablere en gassutladning mellom katoden og hver av anodene, slik at man genererer et par kontraroterende laserstråler som beveger seg gjennom kaviteten.

Kjente katodeanordninger for ringlasergyroer har omfattet

en metall-katodedel med en i det vesentlige halvkuleformet ytre overflate. Rundt periferien av katodedelens nedre kant er det vanligvis anordnet en utadgående metallflens for å feste katoéé-delen til en øvre overflate av gyro-hoveddelen. Metallflensen av katodedelen er typisk festet til kvarts-hoveddelen av ringlasergyroen ved hjelp av en indium forsegling. Metall mot glass forseglinger feiler ofte på grunn av stress forårsaket ved end-ringer i temperaturen o.l. Derfor har slike katodeanordninger en meget begrenset levetid. Et annet problem med kjente katodeanordninger er katode-spruting, hvor en utladning mellom katoden og anodene resulterer i at ioner bombarderer metall-katodedelen, og forårsaker en utløsning av atomer fra dennes overflate. Sprutingen foregår typisk rundt skarpe hjørner på delen, såsom nær flensen. Videre, fordi metallkatoden sitter på den øvre overflate av ringlasergyroens hoveddel, har katodeanordningen en høy profil som øker totalhøyden av gyroen. I anvendelser hvor størrelsen av gyroen må minimaliseres, er slike katodeanordninger uønskede.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er ulempene med tidligere katodeanordninger for ringlasergyroer som nevnt ovenfor overvunnet. Katodeanordningen av den foreliggende oppfinnelse benytter en metallkatode i full størrelse, som er forsenket inn i en utboring i gyroens hoveddel slik at den gir en meget lav profil.

I katodeanordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse er ringlasergyroens hoveddel utstyrt med et ringformet spor ved bunnen av utboringen, rundt dennes periferi. Periferien av katodedelen ved den nedre ende er flat, og flensen ifølge den tidligere teknikk er eliminert slik at den nedre kant av katodedelen kan anbringes inne i det ringformede sporet. Det er videre anordnet et deksel som strekker seg rundt katodedelen, og som er festet til gyroens hoveddel og utformer en tetning mellom disse. Katodedelen er ved sin øvre ende festet til dekselet og understøttet av dette, slik at den nedre kant av katodedelen er opphengt i det ringformede spor i gyro-hoveddelen.

Det ringformede spor, og utformingen av metallkatode-

delen eliminerer spruting ved katodens kant. Videre, fordi metall-katodedelen er opphengt ved dekselet, og eliminerer metall mot glass tetningen mellom katodedelen og gyro-hoveddelen, har katodeanordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse en øket levetid.

Disse og andre formål og fordeler med den foreliggende oppfinnelse, såvel som detaljer av en illustrerende utforming, vil bli bedre forstått fra den følgende forklaring, under henvisning til tegningene, hvor: Figur 1 er et oppriss av et tverrsnitt av en ringlasergyro, omfattende katodeanordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse; Figur 2 er et tverrsnitt av katodeanordningen, tatt langs linjene 2-2 på figur 1.

Ringlasergyroen vist på figur 1 omfatter en hoveddel 10, som kan være laget av kvarts, inneholdende en kavitet 12 som utformer en lukket sløyfe-bane. Kaviteten 12 har en flersidet form, utformet ved kryssende forsterkningsrør 14-17. Ringlasergyroen omfatter et par anoder 18 og 19, hver av hvilke er i forbindelse med respektive forsterkningsrør 14,16 i kaviteten 12. Ringlasergyroen omfatter også en katode, generelt betegnet 20. En utboring 22, som går nedover inn i gyroens hoveddel, gir forbindelse mellom katoden 20 og kaviteten 12 gjennom et par forbindelses-utboringer 24 og 26. Kaviteten 12 inneholder en gass eller gasser som passer for laseroperasjon, såsom 90% helium og 10% neon, ved et trykk på 3 torr. En passende elektrisk eksiterings-kilde forbundet mellom katoden 20 og anodene 18 og 19 kan bli anordnet for å etablere en gassutladning mellom katoden og anodene for å generere to kontra-roterende laserstråler.

De kontraroterende laserstrålene blir reflektert rundt den lukkede sløyfe-bane utformet av kaviteten 12 ved speilene 28-34 plassert ved hjørnene av kaviteten. Når gyroen blir rotert, vil den effektive banelengde for én stråle bli økat mens den effektive banelengde for den andre strålen blir minket på grunn av Doppler-effekten. En svevefrekvens som er proporsjonal med rotasjonshastigheten blir generert som følge av heterodyn-effekt mellom de to strålene, såsom ved hjelp av en prisme forbundet med speilet 32. Svevefrekvensen genererer et kant-mønster som blir detektert ved en dobbelt fotodiode 36 som gir gyroens utgangssignal. Som vist på figur 1, kan speilene 28 og 30 være membran-speil omfattende respektive drivere 38 og 40, som vibrerer speilene periodisk i en retning som er rettvinklet med speilets forside. Speilene 28 og 30 blir drevet 180° ut av fase, slik at man holder banelengden av kaviteten 12 konstant. Hver av speil-driverne 38 og 40 er følsom for utgangssignalet fra en enkelt fotodiode 42 forbundet med speilet 34. Fotodioden overvåker intensiteten av laserstrålene, og frembringer et utgangssignal til de skjelvende speilene slik at strålene blir holdt ved modus-sentrum. Detaljer av de to skjelvende speilene og en styrekrets for å opprettholde 180° faseforhold er forklart i en samtidig patentsøknad, serie nr. 462.548.

Katoden 20 som vist i detalj på figur 2 omfatter en metall-katodedel 44 med en hul, i det vesentlige halvkuleformet utforming hvor periferien av katodedelen ved den nedre kant 46 er flat. Ringlasergyroens hoveddel 10 omfatter en utboring 48 som strekker seg fra en øvre overflate 50 og ned i gyroens hoveddel 10. Ved bunnen av utboringen 48 er det videre anordnet et ringformet spor 52 rundt periferien av utboringen, og inneholdende den nedre kant 46 av metall-katodedelen 44. Utboringen 48 og det ringformede spor 52 tillater katodedelen å bli forsenket inn i gyro-hoveddelen. Den resulterende lavprofils-katodeanordning tillater at totalhøyden av gyroen blir minimalisert.

Katodeanordningen omfatter videre et glassdeksel 60 som strekker seg rundt katodedelen 44 og er festet med epoxy til den øvre overflate 50 av gyroens hoveddel 10 for å tette mellom disse. Metallkatodedelen 44 er festet til dekselet med en indium-forsegling 62 og understøttes av dekselet slik at den nedre kant 46 av delen 44 er opphengt i det ringformede spor 52. Utformingen av den nedre del 46 av katodedelen 44 og det ringformede spor 52 ved hvilket katodedelen er opphengt, eliminerer i det vesentlige spruting ved katodekanten. Videre, fordi metallkatodedelen 44 ikke er direkte festet til kvarts-hoveddelen 10 av ringlasergyroen, blir tretthets-levetiden av katodeanordningen vesentlig øket over slike katodeanordninger hvor metall-katodedelen er festet direkte på gyro-hoveddelen.

Dekselet 60 er utstyrt med en sentralt plassert åpning 64 for å tillate elektrisk kontakt med katodedelen 44. Indium-delen 62 strekker seg mellom dekselet 60 og delen 44, rundt åpningen 64 for å gi en effektiv tetning.

Claims

1. Katodeanordning i en ringlasergyro som har en hoveddel inneholdende en kavitet som utformer en lukket sløyfe-bane, en katode og et par anoder, hver av hvilke er i forbindelse med kaviteten, og en innretning for å etablere en gassutladning mellom katoden og hver av anodene for å frembringe et par kontra-roterende stråler som beveger seg gjennom kaviteten, karakterisert ved at den omfatter: en metall-katodedel med en nedre kant; et ringformet spor i en overflate av gyro-hoveddelen, med den nedre kant av den nevnte katodedel anbragt i det nevnte sporet; og et deksel som strekker seg rundt katodedelen og er festet til gyro-hoveddelen, hvor dekselet understøtter katodedelen.

2. Katodeanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at katodedelen ved en øvre ende er festet til dekselet, og understøttet av dette slik at den nedre kant av katodedelen er opphengt i det nevnte ringformede spor.

3. Katodeanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at gyro-hoveddelen har en utboring i overflaten, at det nevnte ringformede spor er anbragt ved bunnen av utboringen og rundt periferien av denne slik at den er forsenket inn i gyro-hoveddelen.

4. Katodeanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at dekselet er festet til gyro-hoveddelen for å gi tetning mellom disse.

5. Katodeanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det nevnte dekselet er laget av glass, og at katodedelen er festet til dekselet ved hjelp av en indium-forsegling.

6. Katodeanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at dekselet har en åpning for å tillate adkomst til katodedelen, og at det videre omfatter en tetning mellom dekselet og katodedelen, hvor tetningen strekker seg rundt den nevnte åpningen.

7. Katodeanordning i en ringlasergyro som har en hoveddel inneholdende en kavitet som utformer en lukket sløyfe-bane, en katode og et par anoder, hver av hvilke er i forbindelse med kaviteten og en innretning for å etablere en gassutladning mellom katoden og anodene for å frembringe et par kontraroterende stråler som beveger seg gjennom kaviteten, karakterisert ved at den omfatter: en metall-katodedel; at gyroens hoveddel har en utboring i overflaten, og en anordning, festet til gyro-hoveddelen for å støtte katodedelen i utboringen, hvor katodedelen er forsenket inn i gyro-hoveddelen for å gi en lavprofils-katodeanordning.

8. Katodeanordning ifølge krav 7, karakterisert ved at katodedelen er opphengt i utboringen ved den nevnte støtteinnretning.

9. Katodeanordning ifølge krav 8, karakterisert ved at støtteanordningen utformer et deksel som strekker seg rundt katodedelen og er forseglet til gyroens hoveddel.

10. Katodeanordning ifølge krav 7, karakterisert ved at gyro-hoveddelen har et ringformet spor rundt periferien av den nevnte utboring, og at en nedre kant av katodedelen er anbragt i sporet.

11. Katodeanordning for en ringlasergyro som har en hoveddel inneholdende en kavitet som utformer en lukket sløyfe-bane, en katode og et par anoder, hver av hvilke er i forbindelse med den nevnte kaviteten, og en innretning for å etablere en gassutladning mellom katoden og hver av anodene for å frembringe et par kontra-roterende stråler som beveger seg gjennom kaviteten, karakterisert ved at den omfatter: en metall-katodedel med en nedre kant; at gyro-hoveddelen for en utboring anbragt i overflaten, og at et ringformet spor strekker seg rundt periferien av spor-ets bunn, og at den nedre kant av katodedelen er anbragt inne i sporet for å hindre katode-spruting.