DE3217916A1 - Optisches system mit einrichtungen zum aussondern unerwuenschter schwingungszustaende, insbesondere in rindlaser-drehgeschwindigkeitsmessern - Google Patents
Optisches system mit einrichtungen zum aussondern unerwuenschter schwingungszustaende, insbesondere in rindlaser-drehgeschwindigkeitsmessernInfo
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Description
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VU: .!!STR. 37 SOOO MÜNCHENS
•>\L·'— O On/00 07 04
München, den 8. Mai 1982 /WtI. I
Anwaltsaktenz.: 27 - Pat. 312 I
Raytheon Company, 141 Spring Street, Lexington, Mass. 02173, \
Vereinigte Staaten von Amerika !
Die Erfindung betrifft optische Systeme und im einzelnen Mittel zum Unterdrücken oder Aussondern von quer orientierten Schwingungszuständen
höherer Ordnung in einem zur Anregung mehrerer Wellen dienenden Resonanzhohlraum eines Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmessers.
Bei einem gegenwärtig bekannten und bewährten Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser
werden vier Wellen angeregt, welche in zwei Paaren auftreten, die sich jeweils in zueinander entgegengesetzten
Richtungen ausbreiten. Systeme dieser Art sind in den US-Patentschriften
3 741 657, 3 854 819 und 4 006 989 beschrieben. Bei Lasersystemen dieser Art besitzen die vier Wellen jeweils
zirkulare Polarisation. Die Wellenpaare oder Wellenstrahlen, welche
sich im Uhrzeigersinn ausbreiten, enthalten ebenso wie das Wellenpaar, das sich im Gegenuhrzeigersinn ausbreitet, eine
linkssinnig zirkulär polarisierte und eine rechtssinnig zirkulär
polarisierte Welle. Der Vierfrequenz-Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser
bietet die Möglichkeit, das frequenzmäßige Einrasten
Optisches System mit Einrichtungen zum Aussondern unerwünschter | Schwingungszustände, insbesondere in Ringlaser-Drehgeschwindig- ί
keitsmessern. t
oder das Problem des Lock-in zu vermeiden, welches bei allen herkömmlichen Laser-Drehgeschwindigkeitsmessern auftritt, die
mit zwei Frequenzen arbeiten. Das Frequenzeinrasten oder der Lock-in-Effekt tritt auf, wenn zwei sich in entgegengesetzter
Richtung zueinander ausbreitende Wellen im Resonanzhohlraum, welche an sich geringfügig unterschiedliche Frequenzen haben,
frequenzmäßig aufeinander hingezogen werden, so daß eine einzige
Frequenz einer stehenden Welle als Kombinationsergebnis entsteht. Wenn jedoch die vier Frequenzen der in entgegengesetztem
Richtungssinn umlaufenden Wellenpaare voneinander frequenzmäßig ausreichend weit auseinanderliegen, so tritt das
Zusammenziehen der Frequenzen nicht auf. Das System des Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmessers
mit vier Frequenzen kann als ein System mit zwei unabhängig voneinander bestehenden Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmessern
betrachtet werden, welche einen einzigen stabilen Resonanz-Wellenausbreitungsweg gemeinsam
haben, jedoch statisch durch ein und dasselbe passive Vorspannungselement frequenzmäßig in entgegengesetzter Richtung
zueinander vorgespannt sind. In dem differentiellen Ausgang der beiden Ri-nglaser-Drehgeschwindigkeitsmesser löschen sich
die Vorspannungen gegenseitig aus, während sich rotationsbedingte Signale addieren, wodurch die üblichen Probleme aufgrund
eines Drifts der Vorspannung vermieden werden und sich eine Empfindlichkeit ergibt, welche das Doppelte eines einzelnen
Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmessers mit zwei Frequenzen beträgt. Nachdem eine Wobbelung oder eine schwingende Modulation
der Vorspannung nicht erforderlich ist, durchquert der Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser
niemals den Lock-in-Zustand. Es ergeben sich daher keine durch eine solche Modulation eingeführte
Fehler, welche die Qualität der Anzeige des Gerätes begrenzen würden. Aus diesem Grunde handelt es sich bei einem
Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser mit vier Frequenzen um ein Gerät mit niedrigem Störpegel. Ein derartiges Gerät eignet
sich für Anwendungsfälle, in denen rasch aktual isierbare Positionsdaten verfügbar sein müssen oder bei denen eine hohe Auflösung
gefordert wird.
j2 1 /9 ι ο
Die vier verschiedenen Frequenzen werden normalerweise dadurch
angeregt, daß zwei unterschiedliche optische Effekte zur Wirkung gebracht werden. Zum einen kann ein Kristall-Polarisationsrotator
eingesetzt werden, um eine ausbreitungsrichtungsunabhängige Polarisation vorzusehen, so daß die zur Resonanz angeregten
Wellen eine zirkuläre Polarisation in zwei Polarisationsrichtungen
besitzen. Die Polarisationsdrehung entsteht dadurch, daß der Brechungsindex des Rotators für rechtszirkular polarisierte Wellen
und linkszirkular polarisierte Wellen leicht unterschiedlich ist. Als Alternative kann ein nicht in einer Ebene gelegener, in
sich geschlossener Wellenausbreitungsweg vorgesehen werden, welcher charakteristischerweise nur zirkulär polarisierte Wellen zuläßt,
ohne daß ein Kristallrotator vorgesehen zu werden braucht. Ein Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser oder Laserkreisel mit
einem nicht in einer Ebene gelegenen Ausbreitungsweg für die elektromagnetischen Wellen ist in der US-Patentschrift 4 110 045
beschrieben. Es.findet weiterhin ein Faraday-Rotator Verwendung,
um eine nichtreziproke oder ausbreitungsrichtungsabhangige Polarisationsdrehung
herbeizuführen, wobei ein leicht unterschiedlicher Brechungsindex für sich im Uhrzeigersinn ausbreitende
Wellen gegenüber dem Brechungsindex für sich im Gegenuhrzeigersinn ausbreitende Wellen wirksam ist. Dies bewirkt eine Anregung
der rechtssinnig zirkulär polarisierten Wellen mit Ausbreitungsrichtung im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn mit leicht
unterschiedlichen Frequenzen und eine entsprechende Frequenzaufspaltung, jedoch in entgegengesetzter Richtung bei linkssinnig
zirkulär polarisierten Wellen mit Ausbreitungsrichtung im Uhrzeigersinn
und im Gegenuhrzeigersinn. Ein Laserkreisel arbeitet daher mit rechtssinnig zirkulär polarisierten Wellen, welche in
einer Drehrichtung vorgespannt sind und mit linkssinnig zirkulär polarisierten Wellen, welche in der entgegengesetzten Richtung
vorgespannt sind, wobei sich die Vorspannungen durch Subtraktion der beiden Ausgangssignale auslöschen.
In dem Resonanzraum eines Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmessers oder Laserkreisels tritt eine Anzahl von Resonanz-Schwingungs-
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zuständen auf, wobei viele derartiger Schwingungszustände unerwünscht
sind und daher unterdrückt werden müssen. Bei bisher bekannten Systemen geschah die Unterdrückung der unerwünschten
Schwingungszustände durch Einarbeiten oder Bohren einer räumlich eng begrenzten Öffnung in einen den Resonanzhohlraum
enthaltenden Blockkörper, vorzugsweise gegenüber einem sphärischen Spiegel in einem von drei Spiegeln begrenzten Resonanzhohlraum
oder Ausbreitungsweg. Eine andere Lösung sieht das Einbringen einer Kupferscheibe mit einer zentrischen Öffnung
in den Resonanzraum als Teil einer Faraday-Rotatoranordnung vor. Gemäß einer nochmals anderen bekannten Möglichkeit verläßt man
sich auf Unvollkommenheit der Wandung des Resonanzhohlraumes, wobei diese Unvollkommenheit durch die Bearbeitung des Blockkörpers
des Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmessers zustande kommt.
Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Art und Weise der Ausscheidung
oder Unterdrückung unerwünschter Schwingungszustände besteht darin, daß die Blenden oder Öffnungen nicht einstellbar
sind, so daß eine Feinabstimmung nicht möglich ist, wenn der Blockkörper des Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmessers einmal
bearbeitet und zusammengebaut ist. Außerdem entstehen Streuungen
des jeweils auftreffenden Lichtes, wodurch eine Erhöhung der
Sperrbandereignisse bei höheren Winkelgeschwindigkeiten und eine
Veränderung der Vorspannung des Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmessers
auftreten. Diese Veränderungen verschlechtern die Eigenschaften eines derartigen Gerätes.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, unerwünschte Schwingungszustände in einem Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser
in einstellbarer und justierbarer Weise ausscheiden und unterdrücken zu können, ohne eine Verschlechterung der Eigenschaften
des Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmessers in Kauf nehmen zu müssen.
Diese Aufgabe wird durch die im anliegenden Anspruch 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Im allgemeinen sind bei einem optischer System der hier interessierenden
Art Mittel zur Anregung einer Anzahl elektromagnetischer Wellen vorgesehen, welche sich in einem optischen Ausbreitungsweg
befinden. Außerdem befindet sich in diesem optischen Ausbreitungsweg dielektrisches Material zur Änderung von Phase
und Amplitude der genannten elektromagnetischen Wellen. An dem dielektrischen Material kann ein Bereich oder können mehrere Bereiche
mit einem Elektronenstrahl so behandelt sein, daß sich die Phasen- und Amplitudenänderungen bei den elektromagnetischen
Wellen ergeben. Das dielektrische Material kann eine Anzahl von dielektrischen Schichten aufweisen, welche jeweils unterschiedlichen
Brechungsindex haben. Die Schichten können einander abwechselnd aus Siliziumdioxid und Titandioxid gebildet sein, welche
jeweils auf einem geschmolzenen Kieselerdesubstrat abgelagert sind. Das dielektrische Material kann aber auch einen dielektrischen
Spiegel enthalten, auf dem bereichsweise Absorptionsmaterial abgelagert ist, um unerwünschte Resonanz-Schwingungszustände
unterdrücken zu können. Die Dicke des abgelagerten Absorptionsmaterials nimmt in Abhängigkeit von Radialabstand mit
Bezug auf die Spiegelmitte zu, so daß sich für unerwünschte Resonanz-Schwingungszustände
eine Zunahme der Energieverluste einstellt.
Die Einrichtungen zur Ausscheidung oder Unterdrückung unerwünschter
Resonanz-Schwingungszustände in einem in sich geschlossenen Ausbreitungsweg für elektromagentische Wellen, welche so angeregt
werden, daß sie sich in entgegengesetzter Richtung zueinander in dem in sich geschlossenen Ausbreitungsweg fortpflanzen, ermöglichen
eine Einstellung der Unterdrückung unerwünschter Schwingungszustände während der Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen.
Eine Frequenzaufspaltung zwischen den sich in entgegengesetzter
Richtung zueinander ausbreitenden Wellen wird durch Mittel erreicht, welche eine ausbreitungsrichtungsabhängxge Phasenverschiebung
einführen.
In einem mit einer Mehrzahl von Frequenzen arbeitenden Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser
mit den hier vorgeschlagenen Konstruk-
— 5 —
tionsmerkmalen ist in einem in sich geschlossenen Wellenausbreitungsweg
ein Verstärkermedium angeordnet und es werden mehrere elektromagentische Wellen angeregt, welche in entgegengesetzter
Richtung zueinander sich ausbreiten und welche jeweils unterschiedliche Frequenz haben. Durch geeignete Vorkehrungen ergibt
sich eine zirkuläre Polarisation der sich im geschlossenen Ausbreitungsweg
fortpflanzenden Wellen, welche in Paaren eines ersten und eines zweiten Polarisationssinnes auftreten. Mittel
zur Erzeugung einer ausbreitungsrichtungsabhängigen Phasenverschiebung in den Wellen bewirken die vorerwähnte Frequenzaufspaltung
zwischen den sich in zueinander entgegengesetzter Richtung ausbreitenden Wellen jedes Wellenpaares. Schließlich sind
Mittel zur Unterdrückung unerwünschter Resonanz-Schwingungszustände innerhalb des geschlossenen Wellenausbreitungsweges vorgesehen.
Um nur eine zirkuläre Polarisation zuzulassen, kann der Wellenausbreitungsweg als ein in sich geschlossener, nicht in
einer Ebene liegender Wellenausbreitungsweg ausgebildet sein. Das Laser-Verstärkermedium enthält vorzugsweise eine Mischung aus
Helium und Neon und wird elektrisch durch Elektroden angeregt, welche eine oder mehrere Anoden und Kathoden umfassen können. Ein
Faraday-Rotator erzeugt eine ausbreitungsrichtungsabhängige Phasenverschiebung der elektromagnetischen Wellen und außerdem können
in dem in sich geschlossenen Ausbreitungsweg Mittel zur Absorption elektromagnetischer Wellen vorgesehen sein, welche von
dem Faraday-Rotator reflektiert werden.
Bei einem Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser wird der in sich geschlossene Wellenausbreitungsweg im allgemeinen durch Reflektoren
bestimmt, welche die elektromagnetischen Wellen im Ausbreitungsweg rundum ablenken. Mindestens einer dieser Reflektoren kann
justierbare oder einstellbare Mittel zur Ausscheidung oder Unterdrückung unerwünschter Resonanz-Schwingungszustände innerhalb des
in sich geschlossenen Wellenausbreitungsweges haben.
Bei einer Ausführungsform der Mittel zur Ausscheidung unerwünschter
Schwingungszustände in einem Ringlaser-Drehgeschwindigkeits-
messer enthalten diese Mittel eine phasenempfindliche Lichtsperre.
Diese Lichtsperre, weist, wie bereits angedeutet, einen ■ dielektrischen Spiegel auf, der bereichsweise mit einem Elektronenstrahl
behandelt worden ist, um einem Teil der elektromagnetischen Wellen, welche von dem behandelten Bereich des dielektrischen
Spiegels reflektiert werden, Phasenänderungen um Amplitudenänderungen aufprägen zu können. Der dielektrische Spiegel
weist eine Mehrzahl einander abwechselnder Schichten hohen und niedrigen Brechungsindexes auf. Die Schichten können, wie ebenfalls
bereits gesagt, aus Siliziumdioxid und Titandioxid gebildet sein, die auf einem geschmolzenen Kieselerdesubstrat abgelagert
sind.
Die andere Ausführungsform der Mittel zur Ausscheidung unerwünschter
Resonanz-Schwingungszustände in einem Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser, welche ebenfalls zuvor bereits kurz behandelt worden
ist, kann als Absorptions-Lichtsperre angesehen werden. Diese enthält einen dielektrischen Spiegel, auf dem bereichsweise Absorptionsmaterial
abgelagert ist. Der Spiegel ist ebenfalls aus einander abwechselnden Schichten aus Siliziumdioxid und Titandioxid
aufgebaut, die auf einem Substrat aus geschmolzener Kieselerde abgelagert sind. Die Dicke des Absorptionsmaterials, welches
auf der Oberfläche des Spiegels abgelagert ist, nimmt in Abhängigkeit von der radialen Entfernung von der Spiegelmitte zu, so daß
sich differentielle Verluste für die unerwünschten Resonanz-Schwingungszustände
ergeben. Ein für den Aufbau der Lichtsperre geeignetes Absorptionsmaterial ist beispielsweise lichtabsorbierendes
Glas.
Vorliegend kann auch ein Verfahren zur Unterdrückung unerwünschter
Resonanz-Schwingungszustände innerhalb eines Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmessers
angegeben werden. Bei dem Verfahren wird zunächst eine Anzahl sich in entgegengesetzter Richtung zueinander
ausbreitender elektromagnetischer Wellen in einem in sich geschlossenen
Wellenausbreitungsweg angeregt, wobei die Wellen jeweils unterschiedliche Frequenz aufweisen. Die Wellen werden in
. οζ I /U Iu
einem Verstärkermedium verstärkt, welches zumindest in einem Ausbreitungswegabschnitt angeordnet ist, der sämtlichen angeregten
Wellen gemeinsam ist. Weiter werden Mittel mit reziprokem oder ausbreitungsrichtungsunabhängigem Polarisationsdispersionsverhalten
und Mittel mit nichtreziprokem oder ausbreitungsrichtungsabhängigem Polarisationsdispersionsverhalten vorgesehen,
welche in dem in sich geschlossenen Wellenausbreitungsweg angeordnet werden und eine Frequenzaufspaltung bewirken, so daß
mindestens vier verschiedene Resonanzfrequenzen existieren.
Schließlich werden an mindestens einem der den in sich geschlossenen
Wellenausbreitungsweg bestimmenden Reflektoren die Mittel zur Ausscheidung unerwünschter Resonanz-Schwingungszustände angeordnet.
Diese letztgenannten Mittel können entweder als phasenempfindliche
Lichtsperre oder als Absorptionslichtsperre vorgesehen sein.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der anliegenden Ansprüche, deren Inhalt hierdurch ausdrücklich
zum Bestandteil der Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser Stelle den Wortlaut zu wiederholen. Einzelheiten werden nachfolgend
anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar :
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmessersystems
mit einer perspektivischen Darstellung eines Blockkörpers des Laserkreisels,
Fig. 2 ein Diagramm, in welchem der Verstärkungsgewinn
über der Frequenz aufgetragen ist, zur Erläuterung der Eigenschaften des Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmessersystems
nach Fig. 1, wobei die relativen Lagen der einzelnen Frequenzen der vier Wellen dieses
Systems erkennbar sind,
Fig. 3A eine Frontansicht eines in der hier angegebenen Art ausgebildeten Reflektors, welcher eine phasen-
mm m ·*. ·
empfindliche Lichtsperre enthält, von der Innenseite
des in sich geschlossenen Wellenausbreitungsweges gemäß Fig. 1 gesehen,
Fig. 3B eine maßstabsverzerrt gezeichnete Seitenansicht
eines als phasenempfindliche Lichtsperre ausgebildeten
Reflektors gemäß Fig. 3A im Schnitt,
Fig. 4A eine Frontansicht eines Reflektors, welcher als Absorptionslichtsperre
ausgebildet ist, von der Innen-. seite des in sich'geschlossenen Wellenausbreitungsweges
gemäß Fig. 1 aus gesehen,
Fig. 4B eine maßstabsverzerrt gezeichnete Seitenansicht eines Reflektors gemäß Fig. 4A im Schnitt,
Fig. 5A ein Diagramm des Grundtyps der Hermite-Gauss-
Funktion U0 (£) , welches eine eindimensionale Verteilung
der Intensität der Grundwelle zeigt,
Fig. 5B ein Diagramm der Hermite-Gauss-Funktion U4.
welches eine eindimensionale Intensitätsverteilung des ersten achsenversetzten Typs zeigt,
Fig. 5C ein Diagramm der Hermite-Gauss-Funktion U
welches eine eindimensionale Intensitätsverteilung des zweiten achsenversetzten Typs zeigt und
Fig. 5D ein Diagramm der Hermite-Gauss-Funktion U
welches eine eindimensionale Intensitätsverteilung des dritten achsenversetzten Typs zeigt.
Es sei nun zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Hier ist ein Blockkörper des Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmessers mit 10 bezeichnet.
Innerhalb des Blockkörpers 10 befindet sich ein nicht in einer Ebene verlaufender Wellenausbreitungsweg als Resonanz-
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hohlraum 16, der für die angeregten elektromagnetischen Wellen einen in sich geschlossenen Weg bildet. Vier dielektrische Spiegel
oder Reflektoren 13, 30, 32 und 38 dienen zur Führung der elektromagnetischen Wellen rundum in dem in sich geschlossenen
Wellenausbreitungsweg. Ein Faraday-Rotator 28 führt eine nichtreziproke Polarisationsdrehung der sich ausbreitenden Wellen ein.
Weiter sind Anoden 14 und 36, eine Kathode 34 und ein Laser-Verstärkermedium
39 in dem optischen Resonanzhohlraum 16 vorgesehen, welchletzteres von einem Helium-Neon-Gasgemisch gebildet wird,
00 0 0
wobei die beiden aktiven Isotopen Neon und Neon sind. Das gasförmige Laser-Verstärkermedium 39 wird elektrisch durch Entladungsströme
angeregt, die zwischen den Anoden 14 und 36 und der Kathode 34 erzeugt werden. Hierdurch wird das Gasgemisch zu
einem lichtemittierenden Laser-Verstärkermedium oder Plasma, welches
die Resonanzschwingungszustände der Laserwellen in dem optischen Resonanzhohlraum 16 speist. Der Blockkörper 10 besteht
vorzugsweise aus einem Werkstoff mit niedrigem thermischem Ausdehnungskoeffizienten,
beispielsweise aus Glaskeramik, um Einflüsse auf den Ringlaser aufgrund von Temperaturänderungen minimal
zu halten. Bevorzugte, im Handel erhältliche Materialien sind das sogenannte "Cer-Vit", C-IOl der Firma Owens-Illinois Company
oder "Zerodur" der Firma Schott Optical Company.
Der nicht in einer Ebene liegende, in sich geschlossene Wellenausbreitungsweg
läßt charakteristischerweise nur zirkulär polarisierte Wellen zu, ohne daß ein Kristallrotator verwendet wird.
Die Anordnung der Reflektoren 13, 30, 32 und .38 in dem in sich geschlossenen Resonanzhohlraum 16 bewirkt eine Phasenänderung,
welche die Resonanzfrequenzen der Wellen ändert. Das Ergebnis ist aus Fig. 2 erkennbar. Die Wellen mit linkssinniger zirkularer Polarisation
fj_ und f2 besitzen eine Resonanzfrequenz, welche von
der Resonanzfrequenz der rechtssinnig zirkulär polarisierten Wellen
f3 und f4 verschieden ist. Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser
oder Laserkreisel mit nicht in einer Ebene liegendem Wellenausbreitungsweg sind in der US-Patentschrift 4 110 045 beschrieben.
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Der Reflektor 13 ist an einem piezoelektrischen Element 12 befestigt,
welches zur Regelung der wirksamen Weglänge im Resonanzhohlraum als Teil eines Regelsystems dient und den Reflektor
nach einwärts und nach auswärts zu bewegen vermag. Der Reflektor 30 dient nur zur Reflexion der elektromagnetischen Wellen
zur Führung derselben auf dem in sich geschlossenen Weg. Der Reflektor 32 dient zum einen ebenfalls zur Reflexion der
erwünschten elektromagnetischen Wellen zu ihrer Führung in dem in sich geschlossenen Ausbreitungsweg oder Resonanzhohlraum 16
und enthält zum anderen in der vorliegend angegebenen Weise eine Lichtsperre 33 zur Unterdrückung unerwünschter Resonanz-Schwingungszustände
in dem Wellenausbreitungsweg. Der Reflektor 38 ist ein teildurchlässiger Spiegel und gestattet einem kleinen Anteil
der Wellenenergie, welche auf die Spiegeloberfläche auftrifft, durch den Reflektor hindurch zu gelangen. Dieser ausgekoppelte
Wellenanteil erfährt eine Kombination und Weiterverarbeitung zur Ableitung der Information über die Drehung.
Der Faraday-Rotator 28 liegt bei der Ausführungsform nach Fig. in einem Abschnitt des nicht in einer Ebene verlaufenden, in sich
geschlossenen Wellenausbreitungsweges 16 zwischen den Reflektoren 30 und 32. Dieses nichtreziprok arbeitende magneto-optische
Gerät erzeugt eine Phasenverzögerungsvorspannung der Wellen des einen oder anderen Richtungssinnes der zirkulären Polarisation
und mit Ausbreitungsrichtung im Uhrzeigersinn, welche von der Phasenverzögerungsvorspannung verschieden ist, die Wellen entsprechenden
Polarisationssinnes mitgeteilt wird, die sich im Gegenuhrzeigersinn ausbreiten. Die Kombination der Reflektoren
13, 30, 32 und 38 und des Faraday-Rotators 28 wirkt in der Weise, daß in dem in sich geschlossenen Resonanzhohlraum 16 Wellen mit
Resonanzfrequenzen angeregt werden, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind. Es gibt jedoch auch andere Möglichkeiten zur Erzeugung
einer entsprechenden Wirkung, wie sie der Faraday-Rotator hervorbringt. Eine solche Möglichkeit benutzt den Zeeman-Effekt,
wie dies in der US-Patentschrift 4 229 106 beschrieben ist.
Aus Fig. 1 ist weiter erkennbar, daß Photonenabsorber 24 und
- 11 -
AU
26 in dem in sich geschloasenen Wellenausbreitungsweg gesehen sind. Derartige Photonenabsorber sind bereits
Stelle vorgeschlagen worden.
16 voran anderer
Außer dem Blockkörper 10 des Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmessers
sind in Fig.l Verbindungen zu den zugehörigen elektronischen und optischen Baueinheiten des Systems dargestellt. Eine
Hochspannungsenergiequelle 50 liefert eine hohe negative Spannung an die Kathode 34 und eine hohe positive Spannung an den
piezoelektrischen Treiber 52. Ein elektronischer Entladungsregler 54 bewirkt eine Regelung des Stromflusses von den' Anoden zur
Kathode. Je nach Ausbildung und Eigenschaften des Blockkörpers
können abhängig von den innerhalb des betreffenden Blpckkörpers auftretenden optischen Verlusten jeweils unterschiedliche Werte
des Kathodenstromes erforderlich sein.
Das Regelsystem für die optische Weglänge ist eine rückgekoppelte
Schaltung, welche eine optimale optische Weglänge 'innerhalb des in sich geschlossenen Resonanzhohlraumes 16 aufrecht erhält.
Das Regelsystem enthält einen Detektor-Vorverstärker ;56, einen
zur Regelung der Weglänge dienenden Regler 58 und die; Hochspannungstreiberschaltung
52 für das piezoelektrische Element 12 als elektronische Einheiten. Wie bereits erwähnt, wird dite optische
Weglänge im Resonanzhohlraum mittels des Reflektors 13 eingestellt, welcher auf dem piezoelektrischen Element odefr Wandler
12 angeordnet ist. Der Hochspannungstreiber 52 betätigt das piezoelektrische Wandlerelement 12 durch Anlegen eine<r Spannung
im Bereich von 0 bis 400 Volt. Da stabile Betriebspunkte oder Betriebszustände jeweils bei Weglängenintervallen entsprechend
einer halben Wellenlänge der Laserschwingungen auftreten, wird normalerweise der Zustand, welcher der Mitte des dynamischen Bereiches
des Wandlers am nächsten liegt, als der Daueiqbetriebspunkt
gewählt. Der Detektor-Vorverstärker 56 trennt die Wechselspannungssignale und die Gleichspannungssignale, weldhe von der
Ausgangsoptik 35 abgenommen werden. Die Gleichspannungssignale werden zur Regelung der Weglänge des Resonanzhohlraunies verwen-
- 12 - :
det. Die Wechselspannungssignale sind Sinuswellen, welche den
Ausgang des Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmessers darstellen. Diese Signale gelangen zu einer SignalVerarbeitungsschaltung 60,
wo sie in Polgen digitaler Ausgangs impulse f-^ - f2 und f3 - f4
umgewandelt werden, wobei jeweils ein Impuls für jede Periode der eingegebenen Spannungswellen erzeugt wird. Die Regelung der
Weglänge im Resonanzhohlraum ist im einzelnen in der US-Patentschrift 4 108 553 beschrieben.
Die Ausgangsoptik 35 koppelt einen Anteil jedes sich innerhalb des Ringlaser-Resonanzhohlraums ausbreitenden Wellenstrahls aus,
um die beiden Ausgangssignale f-^ - f2 und f^ - f^ zu bilden.
Jedes dieser Signale repräsentiert die Differenz der Frequenz eines Paares von Wellen gleichen Richtungssinnes der zirkulären
Polarisation, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Der Ausgangsreflektor
38 besitzt einen teildurchlässigen Belag auf.der einen Seite
und einen Strahlaufspalterbelag auf der anderen Seite. Beide Beläge
sind üblicher Art und sind aus einander abwechselnden Schichten von Titandioxid und Siliziumdioxid aufgebaut.
Der Strahlaufspalterbelag läßt eine Hälfte der einfallenden Strahlung durch und reflektiert die andere Hälfte. Ein Retroprisma
oder Kombinationsprisma 37 dient zur überlagerung der beiden Wellenstrahlen. Dieses rechtwinkelige Prisma ist aus geschmolzenem.
Quarz hergestellt und besitzt versilberte oder verspiegelte Reflexionsflächen. Zwischen der Verspiegelung und dem
geschmolzenen Quarz ist eine dielektrische Schicht vorgesehen, um nur minimale Phasenfehler bei der Reflexion einzuführen. Eine
in der Zeichnung nicht dargestellte Viertelwellenplatte und auf diese folgend Polarisatorscheiben dienen zur Trennung der vier
Frequenzen, welche in jedem Strahl enthalten sind. Ein Keil (ebenfalls nicht dargestellt) ist zwischen dem Kombinationsprisma
oder Retroprisma und der Viertelwellenplatte angeordnet, um Energie, welche an den Trennflächen reflektiert wird, daran zu
hindern, zurück in den Resonanzhohlraum des Ringlasers zu gelangen und sich mit den dort entgegengesetzt zueinander umlaufenden
Wellen zu mischen. Eine Photodioden-Glasdeckschicht (auf einer
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Seite mit Antireflexionsbelag versehen) und eine Photodiodenanordnung
(nicht dargestellt) vervollständigen die Ausgangsoptik 35* Zwischen den verschiedenen Bauteilen ist ein optischer Kitt
vorgesehen, um die Bauteile zusammen zu halten und Reflexionen minimal zu halten. Eine Ausgangsoptik der hier verwendeten Art
ist beispielsweise in der US-Patentschrift 4 141 651 beschrieben.
Es sei nun Fig. 3A näher betrachtet. Der Reflektor 32 erfüllt die Aufgabe einer phasenempfindlichen Lichtsperre und enthält einen
dielektrischen Spiegel 31, welcher in einem bestimmten Bereich mit einem Elektronenstrahl behandelt worden ist, der von einem
Abtast-Elektronenmikroskop oder einem ähnlichen Gerät ausgeht. Dieser mittels eines Elektronenstrahls behandelte Bereich 33 erzeugt
eine Phasenverschiebung und eine kleine Amplitudenverminderung in einem bestimmten Bruchteil einer sich ausbreitenden
elektromagnetischen Welle als Folge einer Änderung des Brechungsindex in dem durch den Elektronenstrahl behandelten Bereich 33.
Aus Fig. 3B ist zu ersehen, daß der dielektrische Spiegel 31 aus einander abwechselnden Schichten von Siliziumdioxid (S1O2) 62
und Titandioxid (TiC^) 64 aufgebaut ist, die sich auf einem Substrat
66 aus geschmolzener Kieselerde oder Siliziumdioxid befinden. Der behandelte Bereich 33 erstreckt sich im wesentlichen
vollständig durch die aufeinanderfolgenden Schichten von Siliziumdioxid und Titandioxid hindurch. Die in dieser Weise ausgebildete
phasenempfindliche Lichtsperre bewirkt eine Ausscheidung bestimmter Resonanzschwingungszustände ohne eine zusätzliche
merkbare Wellenstreuung der entgegengesetzt zueinander umlaufenden
elektromagnetischen Wellen zu verursachen. Es ergibt sich zwar eine geringe Verminderung der Amplitude der elektromagnetischen
Welle, doch ist dieser Effekt selbst nicht ausreichend groß, um unerwünschte Schwingungszustände zu unterdrücken. Nachdem
jedoch außerdem bei einem geringen Bruchteil der unerwünschten entgegengesetzt zueinander umlaufenden Wellen, nämlich den
Schwingungszuständen höherer Ordnung, eine Phasenänderung innerhalb des in sich geschlossenen Resonanzhohlraums 16 eingeführt
wird, erfahren diese Schwingungszustände eine ausreichende
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Schwächung, um ihre Laserverstärkung zu verhindern.
Die Bestrahlung eines Reflektors oder eines dielektrischen Spiegels
31 zur Erzeugung eines elektronenstrahlbehandelten Bereiches 33 von etwa 4 mm Länge und 0,5 mm Breite zur Verursachung
einer Phasenverschiebung einer elektromagnetischen Welle kann mittels eines Elektronenstrahl-Behandlungsgerätes erfolgen, etwa
mittels eines Abtast-Elektronenmikroskopes, wie es von der Firma Cambridge Scientific Instrument Ltd., Cambridge, England, unter
der Bezeichnung "Model S-4 Stereoscan mit Video Presentation Unit" auf den Markt gebracht wird. Bei der Elektronenstrahlbehandlung
werden die Einstellungen an dem Gerät folgendermaßen vorgenommen :
Beschleunigungsspannung Eß 30 kVolt
Prüflingsstrom Ig 2 χ 10 A
Durchmesser der letzten Ausgangs-
appertur 700 pm
Vergrößerung 20-fach
Betriebsweise einfache Linienabtastung in Wiederholung
Neigung Null.
Bei der Behandlung eines dielektrischen Spiegels mit dem Abtast-Elektronenmikroskop
verfährt man zweckmäßig folgendermaßen :
1) Beschichten eines dielektrischen Spiegels zwecks Erdung mit einer Kupferschicht von 50 nm,
2) Einstellung des Gerätes auf ein normales Werkstück unter einem Neigungswinkel Null und Ablesen der Anzeige der Bearbeitungsentfernung
,
3) Einstellen der Video-Darstellungseinheit des Gerätes auf
einen Drehwinkel Null bei der während des Arbeitsschrittes 2) bestimmten Bearbeitungslänge,
4) Positionieren des gewünschten Bearbeitungsbereiches des dielektrischen Spiegels unter dem Elektronenstrahl,
- 15 -
5) Defokussieren des Elektronenstrahls auf eine Bearbeitungsentfernung
von 40 mm,
6) Einstellen der Video-Präsentationseinheit auf einen Drehwinkel
Null bei einer Bearbeitungsentfernung von 40 .nun,
7) Einstellung der Betriebsweise auf Linienabtastung,
8) Einwirken-lassen des Elektronenstrahls auf den dielektrischen
Spiegel während vier Stunden und
9) Abziehen der Kupferschicht von dem dielektrischen Spiegel
durch Einbringen in ein geeignetes Ätzmittel, beispielsweise Ammoniumpersulfat.
In den Fig. 5A bis 5D sind Hermite-Gauss-Funktionen graphisch
dargestellt, welche die eindimensionale Intensitätsverteilung der Grundwelle und der achsenversetzten Resonanzschwingungszustände
höherer Ordnung wiedergeben. Die Existenz dieser Schwingungszustände in einem Resonatorsystem,, beispielsweise einem
konfokalen Fabrey-Perot-Resonator oder einem Ringlaser-Resonanzhohlraum mit sphärischen und flachen Reflektoren gleicher Größe
und gleichen Reflexionsverhaltens würde bereits nachgewiesen und im einzelnen beschrieben, und zwar in den Veröffentlichungen
"Resonant Modes in a Maser Interferometer" von A.G.Fox und Tingye Li sowie "Confocal Multimode Resonator for Millimeter
Through Optical Wavelength Masers" von G.D.Boyd und J.P.Gordon in Bell System Technical Journal, März 1961, Band 40, Seiten
453 bis 488 bzw. 489 bis 508. Ein Schwingungsmodus oder eine Schwingungszustand kann als eine Feldverteilung definiert werden,
die sich selbst in räumlicher Verteilung und Phase, jedoch nicht in der Amplitude, reproduziert, wenn die Welle zwischen
zwei Reflektoren hin- und herreflektiert wird. Aufgrund der Verluste
durch Beugung und Reflexion wird das reproduzierte Wellenmuster in der Intensität bei jedem jeweils folgenden Durchgang
durch den Resonanzhohlraum geschwächt, wenn kein Verstärkermedium vorhanden ist. In den zuvor erwähnten Veröffentlichungen haben
die Autoren gezeigt, daß es eine Gruppe von Schwingungsmoden gibt,
welche sich über die Spiegel gleicher Größe des Resonators zur reproduzieren vermögen. Wenn der Effekt der Beugungsverluste auf-
- 16 -
3 2 ι 7 a I ο
grund einer endlichen Appertur eingeführt wird, so werden die Schwingungszustände zu einmaligen Vorgängen und jeder Schwingungsmodus
hat seine eigene charakteristische Abfallsgeschwindigkeit oder Dämpfungsgeschwindigkeit oder seinen eigenen Gütewert. Wird aber eine Verstärkung durch ein Helium-Neon-Entladungsplasma
eingeführt, so ergibt sich ein stabiler Zustand, bei dem sämtliche Schwingungszustände, für die die Verstärkung
größer ist als die Verluste, weiterschwingen oder im Laser wirksam sind. Die besagten Verluste für einen Schwingungsmodus umfassen
die. Beugungsverluste und die Verluste aufgrund einer Unvollkommenheit der Spiegel.
Für den Fall niedriger Beugungsverluste sind die Eigenfunktionen
der Schwingungsmoden immer noch in guter Näherung durch die folgenden Hermite-Gäuss-Funktionen gegeben, wie sie in den Fig. 5A
bis 5D dargestellt sind und wie sie exakt nur für den Fall der Verlustfreiheit bei unendlicher Appertur anzugeben sind :
Hierin bedeutet Uj^ das Hermite-Gauss-Polynom der Ordnung L.
Die Kurven in den Fig. 5A bis 5D zeigen die Intensitätsverteilung der elektrischen Transversalschwingungszustände niedriger
Ordnung, welche normalisiert sind, um einen konstanten Betrag der gesamten. Strahlleistung in sämtlichen Schwingungszuständen
y UL Cf) df = / darzubieten. Es ist von Bedeutung festzustellen,
daß die Schwingungszustände höherer Ordnung mehr Energie in den Nebenmaxima in größerem Abstand vom Strahlmittelpunkt enthalten
als dies bei Schwingungszuständen tieferer Ordnung der Fall ist. Das Ausscheiden unerwünschter Schwingungszustände durch
eine Lichtsperre in der hier angegebenen Art bewirkt die Einführung ausreichender Energieverluste in die Schwingungszustände
höherer Ordnung, so daß diese an einer Teilnahme an der Laserverstärkung gehindert werden, während die Grundwelle nicht in
ausreichendem Maße geschwächt wird, daß sie nicht am Lasermecha- }
nismus teilnehmen könnte. i
i . - 17 - I
22 ■"■·"· ■·■■■'
In den Fig. 4A und 4B ist eine weitere, durch Absorption wirksame Lichtsperre 70 dargestellt. Sie ist durch Ablagerung eines
Absorptionsmaterials 74 auf einem dielektrischen Spiegel 72 gebildet. Das Absorptionsmaterial, beispielsweise aufgesputtertes
lichtabsorbierendes Glas, wird auf die Oberseite eines Verbandes von annähernd zwanzig einander abwechselnden Schichten von Siliziumdioxid
und Titandioxid aufgebracht, welche ihrerseits auf einem Substrat 76 von geschmolzener Kieselerde, also von Siliziumdioxid
aufgebracht werden. Die Dicke des Absorptionsmaterials 74 verändert sich linear oder quadratisch in Abhängigkeit vom
radialen Abstand von der Mitte des Spiegels 72, um Streueffekte minimal zu halten und eine Unterdrückung von Schwingungszuständen
höherer Ordnung durch Energieabsorption zu bewirken. Allerdings ist bei dieser Art einer Lichtsperre stets eine bestimmte
Trennlinie 75 zwischen dem unbeschichteten und dem beschichteten Spiegel im Bereich des Beginns des Absorptionsmaterials
der Mitte des Spiegels 72 nächstliegend vorhanden, welche eine unerwünschte Streuung eines bestimmten Anteils der einfallenden
Lichtenergie bewirkt.
Die hier vorgeschlagene Lichtsperre bedingt eine wesentliche Verbesserung gegenüber bekannten Maßnahmen zur Unterdrückung unerwünschter
Resonanzschwingungszustände aufgrund der Möglichkeit einer Einstellung der Lichtsperre nach Herstellung und Zusammenbau
des Blockkörpers 10 und während des Betriebes, also während der Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen auf dem in sich
geschlossenen Wellenausbreitungsweg 16 gemäß Fig. 1. Diese Einstellbarkeit wird durch Veränderung der Position des Reflektors
32 relativ zu den sich ausbreitenden Wellen erreicht. Ist die Oberfläche des Reflektors flach, so kann die Einstellung in einfacher
Weise durch Verschiebung des Reflektors auf der Halterungsfläche bei gleichzeitiger Beobachtung der Verluste der
Grundwelle und der Schwingungszustände höherer·Ordnung im Ausgang der Signalverarbeitungseinheit 60 vorgenommen werden. Han- .
delt es sich bei dem Reflektor um einen sphärischen Spiegel (nicht dargestellt) und ist eine Lichtsperre 70 vorgesehen,
- 18 -
dann muß das Absorptionsinaterial in radialer Richtung abgelagert werden und die Einstellung oder Justierung bezüglich der
Schwingungsmoden wird erreicht, indem der Reflektor längs seiner Krümmungsachse gedreht wird. Außer der Einstellbarkeit
bietet die hier vorgeschlagene Lichtsperre den Vorteil, daß ein gesondertes, im Resonanzhohlraum befindliches Bauelement
zur Unterdrückung der unerwünschten Schwingungszustände vermieden wird.
Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die hier beschriebene Maßnahme zum Ausscheiden oder Unterdrücken unerwünschter Schwingungszustände
unabhängig von den hier beschriebenen Anwendungsfällen und Ausführungsbeispielen auch in anderen optischen Systemen
angewendet werden kann, in welchen eine Vielzahl elektromagnetischer Wellen angeregt wird, wobei die Phase und die
Amplitude bestimmter unerwünschter Schwingungszustände im Wellenausbreitungsweg bereichsweise so geändert oder die Wellenenergie
selektiv so abgedämpft wird, daß die unerwünschten Schwingungszustände unterdrückt werden.
- 19 -
Claims (16)
- •o21 7916PatentansprücheIy Optisches System mit einem ein Verstärkermedium enthaltenden optischen Wellenausbreitungsweg (16), in welchem eine Anzahl elektromagnetischer Wellen anregbar ist, insbesonder Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser mit einer Anzahl von Reflektoren (13, 30, 32, 38) zur Führung der elektromagnetischen Wellen auf einem in sich geschlossenen Wellenausbreitungsweg, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Wellenausbreitungsweg dielektrisches Material enthaltende Einrichtungen (31, 62, 64, 33 bzw. 72, 76, 78, 74) zur Änderung der Phase und der Amplitude mindestens einiger der elektromagnetischen Wellen aufweist.
- 2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das dielektrische Material enthaltenden Einrichtungen einen Dielektrikumswerkstoff (33, 62, 64) enthalten, der in einem Bereich oder in mehreren Bereichen mit einem Elektronenstrahl derart behandelt ist, daß er auftreffenden elektromagnetischen Wellen eine Phasenänderung und eine Amplitudenänderung mitteilt.
- 3. Optisches System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dielektrikumswerkstoff aus einer Anzahl von Schichten (33, 62, 64) aufgebaut ist, welche jeweils unterschiedlichen, insbesondere anwechselnd großen und kleinen. Brechungsindex aufweisen.
- 4. Optisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schichtenverband aufeinanderfolgender Schichten (62, 64) von Siliziumdioxid und Titandioxid vorgesehen sind, welche auf einem Substrat (66) aus geschmolzener Kieselerde abgelagert sind.
- 5. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das dielektrische Material enthaltenden Einrichtungen einen dielektrischen Spiegel (70) enthalten, auf dem bereichsweise (74, 75) Absorptionsmaterial zur Unterdrückung unerwünschter Resonanz-Schwingungszustände abgelagert ist.
- 6. Optisches System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des abgelagerten Absorptionsmaterials (74) in Abhängigkeit vom Radialabstand von der Spiegelmitte zunimmt, um eine Zunahme der Energieverluste für unerwünschte Resonanz-Schwingungszustände zu bewirken.
- 7. Optisches System nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorptionsmaterial, welches bereichsweise auf dem dielektrischen Spiegel (70) abgelagert ist, ein lichtabsorbierendes Glas enthält.
- 8. Optisches System nach einem der Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Spiegel (70) aus einer Anzahl abwechselnd aufeinanderfolgender Schichten (76, 78) von Siliziumdioxid und Titandioxid aufgebaut ist, die auf einem Substrat (76) aus geschmolzener Kieselerde abgelagert sind.
- 9. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die das dielektrischeJMaterial enthaltenden Einrichtungen (32 bzw. 70) zur Unterdrückung unerwünschter Resonanz-Schwingungszustände in einem in sich geschlossenen Wellenausbreitungsweg (16) befinden, in welchem sich in zueinander entgegengesetztem Umlaufsinn ausbreitende elektromagnetische Wellen anregbar sind, welche durch Mittel (28), welche eine ausbreitungsrichtungsabhängige Phasenverschiebung einführen, eine Frequenzaufspaltung erfahren.
- 10. Optisches System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem in sich geschlossenen Wellenausbreitungsweg (16) ein Lasermedium mit einer Helium-Neon-Mischung enthalten ist, welche durch eine elektrische Entladung zwischen einer Mehrzahl von Anoden-'· und Kathodenelektroden (34, 36) anregbar ist.
- 11. Optisches System nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einführung einer ausbreitungsrichtungsabhängigen Phasenverschiebung von einer magneto-optischen Vorrich-1 7 ο ι , / jtung oder von einem Faraday-Rotator (28) gebildet sind.
- 12. Optisches System nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der in sich geschlossene Wellenausbreitungsweg (16) durch eine Anzahl von Reflektoren (13, 30, 32, 38) bestimmt wird.
- 13. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die das dielektrische Material enthaltenden Einrichtungen (32 bzw. 70) während des Betriebes justierbar sind.
- 14. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die das dielektrische Material enthaltenden Einrichtungen (32 bzw. 70) an einem oder von einem der Reflektoren (13, 30, 32, 35) gebildet sind, welche den Ausbreitungsweg für die elektromagnetischen Wellen bestimmen.
- 15. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die das dielektrische Material enthaltenden Einrichtungen (32 bzw. 70) zur Unterdrückung unerwünschter Schwingungszustände in einem Wellenausbreitungsweg (16) angeordnet sind, in dem zirkulär polarisierte, sich entgegengesetzt zueinander ausbreitende elektromagnetische Wellen in Paaren des ersten und des zweiten Polarisationssinnes anregbar sind und welcher hierzu insbesondere nicht in einer Ebene liegend ausgebildet ist, wobei Mittel zur Erzeugung einer ausbreitungsrichtungsabhängigen Phasenverschiebung der Wellen vorgesehen sind, derart, daß eine 'Frequenzaufspaltung zwischen den sich entgegengesetzt zueinander ausbreitenden Wellen jedes Paares auftritt.
- 16. Verfahren zur Unterdrückung unerwünschter Resonanzschwingungszustände in einem Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser, in dessen in sich geschlossenem Wellenausbreitungsweg zirkulär polarisierte elektromagnetische Wellen des einen und des anderen Polarisationssinnes und des einen und anderen Umlaufsinnes in dem in sich geschlossenen Wellenausbreitungsweg anregbar und mittels eines imWellenausbreitungsweg befindlichen Lasermediums anregbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem der den in sich geschlossenen Wellenausbreitungsweg bestimmenden Reflektoren bereichsweise durch Elektronenstrahl behandeltes Dielektrikumsmaterial zur selektiven Amplitudenänderung und Phasenänderung der elektromagnetischen Wellen oder bereichsweise Absorptionsmaterial in insbesondere mit der Radialentfernung von der Spiegelmitte zunehmender Dicke vorgesehen wird, daß die von einem ausgekoppelten Teil der angeregten elektromagnetischen Wellen abgeleiteten Signale überwacht werden und in Abhängigkeit von diesen Signalen eine Justierung an dem genannten mindestens einen Reflektor zur Unterdrückung unerwünschter Schwingungszustände vorgenommen wird.
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