专利名称：稳定的固态激光陀螺仪的制作方法
技术领域：
本发明的领域在于用于测量旋转速度的固态激光陀螺仪。这种仪器特别用于航空。
背景技术：
激光陀螺仪，大约30年前设计，目前以商业规模广泛使用。其操作原理在于基于Sagnac效应，其在沿经历旋转运动的双向作用激光器环腔的相反方向传播的两种光投射模式之间产生频率差Δv，上述传播称为反向传播模式。通常，频率差Δv等于Δv＝4AΩ/λL其中，L和A分别是腔室的长度和面积；λ是所述激光排除Sagnac效应的发射波长；而且Ω是所述装置的旋转速度。
由对两股射束冲击(beat)的光谱分析测得的Δv值用于非常准确的确定Ω值。
还可证明所述激光陀螺仪只有在高于一定旋转速度以减少联结器(intermodal coupling)影响的情况下才能正确运行。低于该界限的旋转速度范围通常称为盲区。
观测所述冲击的条件并因而观测激光陀螺仪的条件在于两个方向发射强度的稳定和相对均等。由于联结对抗现象(intermodal competitionphenomenon)这在先前不是一件容易实现的事，该现象意味着两种反向传播模式的一种可能有独占可用增益而损害另一模式的倾向。
该问题在标准激光陀螺仪中得到解决，通过使用气态放大介质——通常为在常温下作用的氦/氖混合气体。所述气体混合物的增益曲线由于原子的热扰动表现为多普勒扩展。能够传送增益到一种给定频率模式的唯一的原子为速度引发在传递频率上的多普勒迁移的原子，这把所述原子引入所讨论模式的共振中。强迫激光发射在除了增益曲线的中心进行(通过对光路长度进行压电调整)可保证与腔室发生共振的原子具备非零速度。这样，在两个方向中的一个上促进增益的原子具有这样的速度，其和那些在相反方向上促进增益的原子的速度相对。因此系统运行起来就好像有两个独立的放大介质，在一个方向上一个。由于联结对抗已经消失，稳定而平衡的双向发射发生了(实践中，为缓和其它问题，使用了由两种不同的氖同位素组成的混合物)。
然而，放大介质的气体特性成为在生产激光陀螺仪时造成技术复杂性(尤其是由于要求的高气体纯度)和在使用中过早磨损(气体泄漏、电极退化和用于建立密度倒置的高压等等)的源泉。
目前，能够制造在可见光和红外线附近运行采用例如基于钕—掺杂YAG(钇铝石榴石)晶体而代替氦/氖气体混合物的固态激光陀螺仪，光学泵激(pumping)通过在红外波段附近运行的二极管激光器提供。还可把下述介质作为放大介质半导体材料、晶体矩阵或涂有属于稀土族(铒、铱等)的离子的玻璃。因此，所有放大介质的气体特性固有的问题事实上被除去了。然而，这样的结构很难实现，这是由于固态介质的增益曲线扩展的均匀性特征，其造成非常强烈的联结对抗，并且因为大量的不同运行体系，其中的强度—平衡双向体系，称之为“冲击体系”是一种最不稳定的特别例子(N.Kravtsov and E.Lariotsev，Self-modulation oscillations and relaxations processes insolid-state ring lasers，Quantum Electronics24(10)，841-856(1994))。这一主要物理障碍大大限制了固态激光陀螺仪的发展。
为减少这样的缺陷，有一种技术解决方案为减弱在固态环形激光中反向传播模式之间对抗的影响，其通过把取决于光模式传播方向及其强度的光损失引入腔室而实现。其原理在于用反馈装置调整这些损失，该调整按照两种传送模式之间的强度差以促进较弱的模式而损害其它模式，从而持久的把所述两种反向传播模式的强度强迫维持在一个公共值。
1994年，一种反馈装置提出，其中所述损失通过光学设备获得，该设备实质上由体现可变法拉第效应的部件和偏振部件组成(A.V.Dotsenko和E.G.Lariontsev，Use of a feedback circuit for theimprovement of the characteristics of a solid-state ring laser，Soviet Journalof Quantum Electronics14(1)，117-118(1984)以及A.V.Dotsenko，L.S.Komienko，N.V.Kravtsov，E.G.Lariontsev，O.E.Nanii和A.N.Shelaev，Use of a feedback loop for the stabilization of a beat regimein a solid-state ring laser，Soviet Journal of Quantum Electronics16(1)，58-63(1986))。
该反馈装置的原理如图1所示。它包括引入环形腔1，由三个镜11、12和13组成，以及一放大媒介19，放置在反向传播光模式5和6路径上的光设备，所述设备包括体现法拉第效应的偏振装置71和光棒72组成，其由电感线圈73弯曲而成。在腔室的输出位置，两种光模式5和6被输到一个测量光电二极管3。光束5和6的一部分通过两个半反射盘43减弱并送到两个光电探测仪42。这些光电探测仪输出的信号代表着两种反向传播光模式5和6的光强度。所述信号被送到一个电子反馈模组4，进而产生与所述两种光模式间光强差成比例的电流。该电流决定了在每一个反向传播模式5和6遭受的损失值。如果一个光束比另一个具备更高光强，其强度将会减弱，从而使输出的光束具备相同的强度水平。因此，双向系统是强度—稳定的。
按照这个规则，固态激光陀螺仪仅可在反馈装置的参数与所述系统的动力学特征匹配时才运行。为使反馈装置能够给出正确的结果，三个条件必须满足·被反馈装置引入腔室的额外损失必须与腔中本身的损失处于同样的数量级；·反馈装置的反应速度必须大于发射模式强度的变化速率从而反馈可以充分进行；和·最后，反馈装置的反馈力必须对引入腔室的效应足够大而有效的补偿强度变化。
麦克斯韦—布洛克方程用于确定反向传播光模式场的复杂值E1，2以及粒子数反转密度(population inversion density)N。这些用半—常规模型获得(N.Kravtsov和E.Lariotsev，Self-modulation oscillations andrelaxations processes in solid-state ring lasers，Quantum Electronics24(10)，841-856(1994))。
这些方程为
方程1dE1,2/dt=-(ω/2Q1,2)E1,2+i(m1,2/2)E2,1±i(Δv/2)E1,2+(σ/2T)(E1,2∫Ndx+E2,1∫Ne±2ikxdx)]]>方程2dN/dt＝W-(N/T1)-(a/T1)N|E1e-ikx+E2Eikx|2其中指数1和2代表两个反向传播光学模式；ω是排除了Sagnac效应的激光发射频率；Q1，2是两个传播反向上腔室的Q-因子；m1，2是两个传播反向上腔室的反向散射系数；σ是有效激光发射横截面；l为传播增益介质长度；T＝L/c是腔室每一种模式的传导时间；k＝2π/λ是波向量的模；W是泵激速率；T1是激发态的寿命；并且a，饱和参数，等于 方程1的右侧有四个式子。第一个式子对应腔室中由于损失引起的场中的变化、第二个式子对应在腔室中散射元素存在时一种模式对另一种模式的反向散射引起的场中的变化、第三个式子对应由Sagnac效应引起的场中的变化、以及第四个式子对应由放大介质的存在而引起的场中的变化。所述第四个式子有两个组份，第一个对应受激辐射，而第二个对应在放大介质中激发的密度倒置出现时一种模式对另一个模式的反向散射。
方程2的右侧有三个式子。第一个式子对应由于光泵激引起的粒子数反转密度中的变化、第二个式子对应由于受激发射引起的粒子数反转密度中的变化以及第三个式子对应由于自发发射引起的粒子数反转密度中的变化。
因此，经历光模式的完整旋转之后腔室引起的平均损失Pc为Pc＝ωT/2Q1，2，按照方程1右侧的第一个式子。
由于反馈装置引入的损失Pf必须和这些平均损失Pc具备同样的数量级。一般而言，这些损失具备1％的数量级。
反馈设备的反应速度可由所述反馈设备的波长宽度γ来表示。已经证明(A.V.Dotsenko和E.G.Lariontsev，Use of a feedback circuit for theimprovement of the characteristics of a solid-state ring laser，SovietJournal of Quantum Electronics 14(1)，117-118(1984)以及A.V.Dotsenko，L.S.Komienko，N.V.Kravtsov，E.G.Lariontsev，O.E.Nanii和A.N.Shelaev，Use of a feedback loop for the stabilization of a beat regimein a solid-state ring laser，Soviet Journal of Quantum Electronics16(1)，58-63(1986))，使用方程1和2，建立稳定的高于旋转速度的双向系统的充分条件可写作γ＞＞ηω/[Q1，2(ΔvT1)2]其中η＝(W-Wthreshold)/W并且η对应高于阈值Wthreshold的相对泵激速度。
例如，对10％的相对泵激速度η，18×1014的光频率ω，107的品质因子Q1，2，15kHz的频率差Δv，以及0.2ms的激发态寿命T1，则带宽γ必须大于40kHz。
为使所述环能够正确运行，下列关系也必须满足(ΔvT1)2＞＞1通常，反馈设备的反馈力q用下述方式表示q＝[(Q1-Q2)/(Q1+Q2)]/[(I2-I1)/(I2+I1)]其中I1和I2为所述两种反向传播模式的光强。
这种应用中，已经证明参数q必须大于1/(ΔvT1)2以使得反馈装置能够正确运行。
发明内容
我们发明的目的在于提供一种对固态激光陀螺仪的稳定设备，其包括反馈系统，该系统遭受取决于传播方向的光损失，并基于对三种物理效应的联合，即可逆旋转、不可逆旋转以及偏振。按照本发明的稳定设备使得获得陀螺仪激光正常运行所需要的条件成为可能。
当对具备初始偏振状态的光，光的偏振状态在所述组件中经过来回穿行后不同于该初始状态时，在光学组件中存在一个不可逆光学效应。体现法拉第效应的材料为当材料受到磁场作用时转动经过其中的直线偏振光束的偏振方向的材料。该效应是不可逆的。因此，沿相反方向传播的同样的光束将经历其相同意义上的偏振方向上的旋转。这一原理如图2a所示。直线偏振光束5的偏振方向51旋转经过一个角β，当其经过按照前文所述体现法拉第效应的组件8时发生这样的旋转(图2a中的上图)。如果以相反方向传播的同样的光束6，其偏振方向初始转过β，重新注入体现法拉第效应的组件中，光束的偏振方向51在穿过所述组件即再转过角度β，那么在经过来回穿行后旋转的总角度为2β(图2a中的中间图形)。体现可逆效应的常规部件7中，偏振方向51将转过-β，以重回到起始位置(图2a中的下图)。
更加准确的，本发明的主题为一种激光陀螺仪，包括至少一个由至少三个镜片组成的光环腔、固态放大介质和反馈系统，所述腔和所述放大介质可使得两个反向传播光模式可沿一个和另一个方向相关的相反方向在腔内传播，所述反馈系统使得两种反向传播模式的强度保持几乎相同，所述反馈系统包括腔内的至少一个光学装置，该装置由偏振元件和体现不可逆效应的设备组成，该设备参照反向传播模式偏振状态运行，所述反馈系统的特征在于所述光学装置还包括体现可逆效应的设备，此设备也按照反向传播模式偏振状态运行，所述反馈系统包括控制装置以控制所述体现可逆效应和不可逆效应的设备的至少一个效应。
那么两个自由的技术选择可如此·或者可逆效应固定，而且这种情况下所述不可逆效应必须能够进行调整而使得所述反馈设备能够运行；·或者不可逆效应固定，而且这种情况下所述可逆效应必须能够进行调整而使得所述反馈设备能够运行。
在读到下述由不受限制的实施例给定的说明书以及从附图中，本发明将更加清楚的得到理解，其它优势也将会变得明显，其中图1表示的是按照现有技术的反馈设备的操作原理；图2a表示的是不可逆法拉第效应的原理；
图2b表示的是按照本发明用于引发取决于传播反向的损失的设备的总的原理；图3表示的是按照本发明的反馈设备的总图；图4表示的是由非平面型腔室引入的可逆效应的总的原理；图5表示的是单体腔室的总图；图6表示的是包括单体腔室的激光陀螺仪的总图；图7表示的是单非平面型腔室的原理图；图8a和图8b表示的是在体现法拉第效应的单体腔室中产生可变磁场的原理图；图9表示的是在体现法拉第效应的单体腔室中产生固定磁场的原理图；图10表示的是由光纤维制成的激光陀螺仪腔室的原理图。
具体实施例方式
把可逆效应和不可逆效应结合的原理如图2b所示的实施例所阐释，其中可逆和不可逆效应为线性偏振的简单旋转。该图中的两个图形表示环腔的一部分，其中两个反向传播光束5和6可循环。该腔室包括，连同其它东西，由线性偏振仪71组成的光学装置、体现可逆效应按照所述线性偏振光的偏振方向运行的第一元件7和体现不可逆效应也按照所述光的偏振方向运行的第二元件8。为清楚起见，包含该光学装置的腔室部分表示为直线。所述光束的偏振方向如箭头所示。第一元件7把所述光的偏振向前旋转一个角度α，而第二部件8把偏振也向前旋转一个角度β。第一部件7可特别的为半波长板，其轴相对于线性偏振仪71的偏振轴旋转经过一个角度α/2。部件8可如上文所述为法拉第旋转仪。考虑到，一个由线性偏振仪71线性偏振并且连续经过第一和第二部件的第一光束5，如图2b中上面的图形所示，在经过第一部件后偏振方向转过一个角度α，而且经过第二部件后偏振方向转过一个等于α+β的角度θ向前。当该光束经过一完全的旋转，再经过线性偏振仪71，其相对传递T向前如此表示T向前＝cos2(α+β)还考虑到，当旋转角为小时，相对强度损失P向前为
P向前＝(α+β)2这可通过所述余弦函数的二阶有限展开获得。
考虑到，一个第二光束6，线性偏振并沿和第一光束5相反的方向连续经过第二部件然后经过第一部件，如图2b的底部图形所示，再经过所述第二部件后，其偏振方向转过一个角度β，并且再经过所述第一部件后，其偏振方向转过等于-α+β的角度θ向后。当该光束经过其轴与所述光束的起始偏振方向平行的线性偏振仪时，其相对传递系数为T向后＝cos2(β-α)还考虑到，当旋转角度为小时，相对强度损失P向后为P向后＝(β-α)2这可通过所述余弦函数的二阶有限展开获得。
因此，反向传播方向上的损失与记录在向前方向上的损失不同，向前方向上的损失真正的对应需要的结果。因此，通过变换两个旋转角α或β中的一个可不同的变换反向传播模式的强度。
当然，上述例子可推广到任何把可逆效应和按照所述光束的偏振状态运行的不可逆效应结合在一起的情况，这样所述结合的情况可转化成由偏振元件引起的光强变化。在实际的腔室中，各种类型的组件(腔镜、放大介质、偏振仪、等等。)可能影响光束的偏振状态及其强度。为使反向传播的偏振状态在腔室中经过彻底的旋转之后能够更加精确的了解，采用了规范的琼斯矩阵。这包括用下述矩阵表示一个部件对偏振状态的影响，即一个在光束的传播方向垂直的平面上提供参考的2×2矩阵。总的来说，所选择的参考矩阵对应内腔偏振主轴，因此简化了数学表达式。为确定所有的内腔组成部件造成的影响，所有需要做的是确定代表这些部件的各种矩阵乘积的特征状态。由于该乘积不一定能代替，因此所述影响因光束的传播方向而不同。
在如图2b所示的实施例中，包括下述内容即偏振仪71、体现可逆效应的部件7和体现不可逆效应的部件8的腔室的琼斯矩阵M向前沿向前方向可表示为 经过一个彻底的旋转以后所造成的偏振为相对偏振仪的偏振轴倾斜一个α+β角度的线性偏振并且穿过偏振仪的强度等于cos2(α+β)。
同一腔的琼斯矩阵M向后，包括偏振仪71、体现可逆效应的部件7和体现不可逆效应的部件8，在向后方向表示为 经过一个彻底的旋转以后所造成的偏振为相对偏振仪的偏振轴倾斜一个-α+β角度的线性偏振并且穿过偏振仪的强度等于cos2(-α+β)。
图3表示的是按照本发明的整体激光陀螺仪。它包括一个由至少三个镜片11、12和13组成的光环腔1、固态放大介质19和放在反向传播光模式5和6的路径上的光装置，所述装置由偏振元件7、按照反向传播模式的偏振状态体现可逆效应的设备7以及也按照反向传播模式的偏振状态体现不可逆效应的设备8，其中所述装置的至少一种效应是可调的。在腔室的出口，两种光模式5和6被送到测量光电二极管3。光束5和6的一部分被两个半反射盘43转向并送到光探测仪42。来自这两个光探测仪的信号表示的是两个反向传播光模式5和6的光强度。所述信号被送到电子反馈单元4，其依据所收到信号的强度控制具备各种效应的设备(图中的虚线箭头)。这将造成两种反向传播光束的偏振状态的变化。因此，这些偏振状态的变化在每次完成彻底的旋转后模再次经过偏振元件71时造成在反向传播光模式5和6中不同的光损失。这些损失取决于输出光束的强度。如果其中一个光束比另一个的强度高，其强度将会更被消弱以使输出光束具备同样的强度。因此，该双向系统是强度—稳定的。
有各种类型的偏振元件71。偏振元件可特别是线性偏振仪。还可通过对其中一个腔室镜进行处理而得到。还可能在具备不同指数的介质的界面上运用反射特性，例如通过在腔室中相对模式5和6的传播方向倾斜布鲁斯特角放置玻璃盘，或者通过在布鲁斯特入射角处切削腔室中一个部件(特别是放大介质或体现不可逆效应的设备)的一个面。
也存在各种方法以生产体现固定可逆效应的光学设备。
特别的，能够采用如图4a和4b所示的非平面型腔室。考虑到，具备至少四个镜片11、12、13和14的腔室1，如图4a所示，可把这些镜片这样放置使得反向传播光束在一个平面(图4a中的(X，Y)平面)中传播。这种情况下，腔室不产生在其中传播模式可逆旋转。还可能这样放置镜片，从而反向传播光束不再在平面中传播，其中镜片12沿Z轴移置，例如图4a所示。这种情况下，已经证明反向传播光束的偏振方向当光束已经在腔室中进行了彻底旋转后已经转过取决于腔室几何形状的角度(A.C.Nilsson、E.K.Gustafson和R.L.Byer，Eigenpolarization Theory of Monolithic Nonplanar Ring Oscillators，IEEEJournal of Quantum Electronics25(4)，767-790(1989))。换言之，非平面腔室可对在其中传播的模式引起可逆旋转效应，该效应固定而且有赖于腔室的几何形状。
还可能通过在腔室中增加线性偏振仪产生一种体现固定可逆效应的设备，所述线性偏振仪的偏振方向与初始偏振元件的方向不相平行。这种情况下，可逆的旋转角α等于偏振元件的两轴所形成的角度。
最后，可以通过在腔室中增加双折射光盘而获得固定的可逆效应。如果该盘为半波盘，则旋转角α为半波盘的轴与偏振元件的轴所形成角的两倍。当然，该半波盘可以与腔中的镜片构成整体，以简化装置的结构。
为生产体现可变可逆效应的设备，一种可能的方案在于采用体现可控双折射的设备。为产生可控双折射，可以采用·铅、镧、锆和钛陶瓷(PB1-xLaxZr1-yTiyO3)，中轴的定位及其双折射均可通过用电极包围并施加几百伏的电场而在一个区域控制。这些陶瓷具备小于1mm的厚度，在红外段附近发射、具备几百伏的控制电压、微秒数量级的响应时间并与需要的确定的几十kHz的带宽一致；·厚度为大约1mm、具备大约100v控制电压的液晶电子管；·Pockel单元，其相的迁移通过改变施加的电压而改变(通常数量级1KV对应获得的相迁为π/2)。这些单元，例如由KDP或锂铌酸盐制成，与用于激发激光的单元相同。这些单元具备1到2cm的厚度和零输入损失。
为生产体现不可逆效应的设备，通常采用磁光设备，例如体现法拉第效应的设备，该设备欲操作需要产生磁场。这些法拉第效应部件可特别的直接在腔镜上通过磁光材料层来实现。如果需要获得固定的不可逆效应，需要做的是通过基于磁场的磁场电路而产生永久磁场。如果需要得到可变不可逆效应，那么需要的是产生可变磁场，例如通过围绕体现法拉第效应材料的电感线圈。
当介质允许，把放大介质用作法拉第效应介质是有利的，并因而大大简化了腔室的结构。因此，钕—掺杂YAG，被用做用于在近红外区运行激光的放大介质，由于这样使用能够产生足够的法拉第效应。这是因为其Vernet常数等于约103°T-1m-1，对厚度不超过几厘米的穿行并在小于1特斯拉的磁场存在时足够引发数量级1度的法拉第旋转。
有利的，按照本发明的固态激光仪是由图5所示的单体腔所制成。该结构具有若干优势。
所述腔可在用作放大介质的材料中直接制造。所述腔的面可用作腔镜或支撑腔镜的面，这使得生产操作更容易并确保更大的几何稳定性和对热和振动环境更好的抵抗力。图6表示的是按照本发明采用这种腔室的激光陀螺仪一个实施例。镜11、12和13直接设置在单体腔的面上。腔的材料19还用作放大介质。该材料特别基于钕—掺杂YAG(钇铝石榴石)。这种情况下，光泵激由二极管激光仪2进行，其光束22通过镜21集中在放大介质中。
单体腔还可能为非平面的，如图7所示。可逆效应因此直接由腔室的形状获得。该例中，腔室为具备两个平行平面195和196并在其间为四个倾斜侧面191、192、193和194的厚板。所述板的总形状为截断的楔形。侧面的倾斜度这样选取而使得经过腔室的光束遵循断开的菱形，如图7所示。
单体腔其它优势中的一个在于放大介质19可用作体现法拉第效应的介质。这种情况下，变化的磁场通过使电感线圈73围绕单体腔弯曲而获得，如图8a所示。为改善法拉第效应的效果，还可能仅沿腔室的一部分弯曲一个或多个电感线圈，如图8b所示，从而磁场总是与传播方向平行。这种情况下，腔室必须贯通以使得构成传导线圈的电线穿过。
固定的磁场可通过把永久磁铁放在单体腔中获得，如图9所示。
还可能由光纤组成的腔室按照本发明来制造激光陀螺仪。图10表示的是这一原理，其中腔室必要的包括环状光纤，可能使得光纤部分涂抹以用作放大介质。所有的纤维形状可以想象，如单—芯纤维、双—芯纤维(为促进与光泵激激光耦合)或偏振—稳持纤维。Y耦合仪101用于在两个反向传播光束5和6中选取。第三耦合仪101用于把光泵激光102注入光纤维。几项技术，特别是那些为光远程通信开发的，使得这样的耦合可以起作用(例如，V-槽技术)。光泵激例如由泵二极管激光仪进行，图10中未表示。
可逆光学效应可以轻易获得，例如通过对纤维施加限制的机械变形，由矩形7象征性的表示。不可逆效应还可通过法拉第效应获得，由矩形8象征性的表示。借助于远程通信技术的发展，已有全—纤维法拉第分离器，具备输入和输出处理纤维—光联结器。这些分离器包括不可逆部件，该部件旋转线性偏振光的偏振方向45°。这些分离器可以进行更改以进行不同的不可逆旋转，通过更改其几何形状或者施加在其上的磁场。
权利要求
1.一种激光陀螺仪，包括至少一个由至少三个镜片(11、12、13)组成的光环腔(1)、一个固态放大介质(19)和一个反馈系统(4、42、43)，所述腔(1)和放大介质(19)这样布置而使得两个反向传播光模式(5、6)可在所示光腔内一个方向与另一个方向相关的相反方向上传播，所述反馈系统使得两个反向传播模式的强度保持几乎相同，反馈系统包括在腔内的至少一个由偏振元件(71)组成的光学装置和体现按照相反方向传播模式的偏振状态运行的不可逆效应的设备(8)，其特征在于所述光学装置还包括体现也按照相反方向传播模式的偏振状态运行的可逆效应的设备(7)，所述反馈系统包括用于控制所述设备(7)或(8)至少一个效应的控制装置。
2.如权利要求1所述的激光陀螺仪，其特征在于所述的偏振元件(71)为线性偏振仪。
3.如权利要求1所述的激光陀螺仪，其特征在于所述的偏振元件(71)为所述腔室的至少一个镜片(11、12、13)。
4.如权利要求1所述的激光陀螺仪，其特征在于所述的偏振元件(71)为至少或者一个倾斜的玻璃盘，那么光模式(5、6)的倾斜角大约等于布鲁斯特角，或者所述腔(7、8和19)中一个部件的以入射布鲁斯特角切削的面中的一个。
5.如权利要求1至4中一个所述的激光陀螺仪，其特征在于所述的当体现可逆效应的设备(7)为第二线性偏振仪时，其偏振方向与第一偏振仪的不平行，反馈系统由用于调整体现不可逆效应的装置(8)的不可逆效应的装置组成。
6.如权利要求1至4中一个所述的激光陀螺仪，其特征在于当所述的体现不可逆效应的设备(7)为双折射光盘时，反馈系统包括用于调整体现不可逆效应的装置(8)的不可逆效应的装置。
7.如权利要求1至4中一个所述的激光陀螺仪，其特征在于当所述的光腔为非平面腔时，反馈系统由用于调整体现不可逆效应的装置(8)的不可逆效应的装置组成。
8.如权利要求1至4中一个所述的激光陀螺仪，其特征在于当所述的体现可逆效应的设备(7)为体现电控制双折射的光盘。
9.如权利要求1至4中一个所述的激光陀螺仪，其特征在于当所述的体现不可逆效应的设备(8)由体现法拉第效应并由永久磁铁偏振的材料组成时，反馈系统由用于调整体现可逆效应的设备(7)的可逆效应的装置组成。
10.如权利要求1至4中一个所述的激光陀螺仪，其特征在于所述的体现不可逆效应的设备(8)由体现法拉第效应和由被可调电流控制的电感线圈(73)偏振的材料组成。
11.如权利要求9或10所述的激光陀螺仪，其特征在于所述的放大介质和体现法拉第效应的材料以相同材料制成。
12.如前述权利要求中任一个所述的激光陀螺仪，其特征在于所述的腔(1)为单体，所述反向传播模式(5、6)在腔中仅在固体材料中传播。
13.如前述权利要求中一个所述的激光陀螺仪，其特征在于所述的放大介质(19)基于钕-掺杂YAG(钇铝石榴石)。
14.如前述权利要求中任一个所述的激光陀螺仪，其特征在于所述的腔(1)是由至少一个二极管激光器泵激的。
15.如权利要求1至11中任一个所述的激光陀螺仪，其特征在于所述的腔(1)包括至少至少一个环形的光纤维(100)，其包括用于所述反向传播激光器和至少一个光学泵激光束(102)的进入和离开的光学耦合器(101)。
全文摘要
固态激光陀螺仪的主要问题在于光腔本质上是不稳定的。按照本发明，这种不稳定性可通过采用控制进入腔室(1)的有赖于传播方向的光损失而减小，这一点通过下述方式来进行，提供一个光学单元，包括一个偏振单元；具备可逆效应的第一单元(7)，其按照波的偏振来运行；以及具备不可逆效应的第二单元(8)，其也按照波的偏振来运行，其中所述的两种效应的至少一种是可变化的，而且所述损失可电子地进行控制以遵循反向传播效应之间地强度差。揭示了几种或者使用固定可逆效应和可变的不可逆效应或者相反的装置。所述装置适用于单体腔激光器尤其是钕－掺杂YAG型激光器以及纤维腔激光器。
文档编号H01S3/083GK1764825SQ200480008008
公开日2006年4月26日 申请日期2004年3月23日 优先权日2003年3月25日
发明者S·施瓦兹, G·福格尼特, J-P·珀科勒 申请人:泰勒斯公司