ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 189
Скачиваний: 0
180 |
Джеймс Оуэнс |
50 km., |
Environ. Res. Paper No. 285, AFCRL-68-0153. Air |
Force Cambridge Res. Labs., Bedford, Massachusetts, 1968. |
|
20. Engelhard |
E., Vieweg R.— “Z. Angew. Phys.” , 1961, v. 13, |
580. |
|
21.Foreman J. W. (Jr.), George E. W., Jetton J. L., Lewis R. D ., Thornton J. R., Watson H. J.— “ IEEE J. Quantum Electron” , 1966, V . 2, p. 260.
22.Foster J. D. Fringe Counting Laser Interferometers for Indust rial Length Measurement Rept. SCL-DC-65-92, Livermore,
23. |
California, Sandia Corp., |
1965. |
|
“ Proc. Electro-Opt. |
|||
Fridman J. D., |
Kinnard K. F., Meister К-— |
||||||
|
Syst. Design Conf. New York, 1969” , 1970, p. |
128. |
|||||
24. |
Fried D. |
L.— |
“ Proc. IEEE” , 1967, |
v. 55, |
p. 57. |
W iley, 1966. |
|
25. |
Gardner |
F. M. |
Phaselock |
Techniques, |
New |
York, |
|
26.Gilmer R. O., Waters D. M. A Solid-State System for Measure ment of Integrated Refractive Index, ESSA Tech. Rept. IER 40-ITSA 40. Washington, U. S. Govt. Printing Office, 1967.
27.Goody R. M. Atmospheric Radiation, London and New York,
Oxford Univ. Press. (Clarendon), 1964.
28. Hall J. L.— „IEE E J. Quantum Electron” , 1968, v. 4, p. 638.
29.Hernandez E. N. Частное сообщение, 1970.
30.Herriott D. R.— “ Progr. Opt.” , 1967, v. 6, p. 171.
31. |
Herrmannsfeld |
W. B., |
Lee M. J., Spranza |
J. J., Trigger K. R.— |
|||||
|
“ Appl. Opt.” , |
1968, |
V . 7, |
p. |
995. |
|
|
|
|
32. |
Huffaker P. M. |
“ Appl. Opt.” , |
1970, v. 9, p. 1026. |
|
Dis |
||||
33. |
International |
|
Association |
of |
Geodesy. |
“ Electromagnetic |
|||
|
tance Measurement.” , London, Hilger and Watts, 1967. |
|
|||||||
34. |
Kaminow I. P., Sharpless |
W. |
M.— “ Appl. Opt” , |
1967, |
v. 6, |
||||
35. |
p. 351. |
|
|
|
|
“ Appl. O pt.” , 1966, v. 5, p. 1612. |
|||
Kaminow I. P., Turner E. H.— |
|||||||||
36. |
Kerr J. R.— |
“ Proc. IEEE” , |
1967, v. 55, p. 1686. |
|
|
||||
37. |
Lawrence R. |
S ., Strohbehn |
J. |
W.— “ Proc. IEEE” , |
1970, |
v. 58, |
|||
p. 1523.
38.Long R. K. Absorption of Laser Radiation in the Atmosphere, Antenna Lab. Rept. No. 1579-3. Dept, of Electrical Engine
ering, Columbus, Ohio, Ohio State Univ. (Clearinghouse No. AD 410571), 1963.
39.Massey G. A.— „Appl. Opt.” , 1965, v. 4, 781.
40.Massey G. A. Study of Vibration Measurement by Laser Methods. Unpubl. Tech. Rep. Sylvania Electronic Systems, Mountain View, California, 1966.
41.Massey G. A., Carter R. R. Shock and Vibration Bulletin No. 37, Pt. 2, pp. 1—6, U. S. Naval Res. Lab., Washington, 1968.
42. Mielenz K. D., Stephens R. B., Gillilland К. E., Nefflen K- F .—
“J. Opt. Soc. Amer.” , 1966, v. 56, p. 156.
43.Mollet P. Optics in Metrology, New York, Macmillan (Pergamon), 1960.
44.Ochs G. R., Lawrence R. S. Measurements of Laser Beam Spread and Curvature over Near-Horizontal Atmospheric Paths, ESSA Tech. Rept. ERL 106-W PL6, Washington, U. S. Govt. Printing Office, -1969.
|
|
|
Лазеры, в метрологии и геодезии |
|
|
І8І |
||
45. |
Owens J. С.— “ Appl. Opt.” , 1967, v. 6, р. 51. |
|
|
|||||
46. |
Owens |
J. С.— |
“ Bulletin Geodesique” , 1968, |
v. |
89, |
p. 277. |
||
47. |
Owens |
J. C — |
“ Proc. IE E E ” , 1969, |
v. 57, p. |
530. |
|
||
48. |
Peck E. R.— |
“ J. Opt. Soc. Amer.” , |
1962, v. 52, |
p. 253. |
||||
49. |
Peck E. R., |
Obetz S. W.— “ J. Opt. Soc. Amer.” , |
1953, v. 43, |
|||||
p.505.
50.Rinner K-, Benz F. (Eds.). Handbuch der Vermessungskunde, Vol. VI, Stuttgart, Metzlersche, 1966.
51.Ross M. Laser Receivers, New York, Wiley, 1966; русский пере
вод: Монт |
Росс, |
Лазерные приемники, |
изд-во «Мир», |
1969. |
52. Rowley W. |
R. С.— |
“ IEEE Trans. Instrum. |
Meas.” , 1966, |
v. 15, |
p. 146.
53.Shurcliff W. A., Ballard S. S. Polarized Light, Princeton, New Jersey, Van Nostrand, 1964.
54. |
Smith H. M. Principles of Holography, New York, W iley, 1969. |
|
55. |
Steel W. H. Interferometry, London and New York, Cambridge |
|
56. |
Univ. Press, |
1967. |
Strohbehn J. |
W.— “ Proc. IE E E ” , 1968, v. 56, p. 1301. |
|
57.Thayer G. D. Atmospheric Effects on Multiple-Frequency Range Measurements, ESSA Tech. Rept. IER 56-ITSA 53, Washington, U. S. Govt. Printing Office, 1967.
58. |
Thompson |
M. C. (Jr.), Janes H. B.— “ Bulletin |
of the Seismolo- |
|||
|
gical Society of America” , 1967, v. 57, p. 641. |
|
||||
59. |
Thompson |
M. C. |
(Jr,), |
Vetter M. J.— “ Rev. |
Sei. Instrum.” , |
|
|
1958, V. |
29, p . |
148. |
|
|
|
60. |
Valley S. L. (ed.). Handbook of Geophysics and Space Environ |
|||||
|
ments, Ch. 3, New York, McGraw-Hill, 1965. |
|
||||
61. |
Van Heel A. C. S.— |
“ Progr. Opt.” , 1965, v. 1, |
p. 289. |
|||
62. |
Walsh P. J., Krause |
I.— |
“ Proc. 8th Annu. Electron Laser Beam |
|||
|
Sym p.” , |
Ann. Arbor, Mich., 1966, p. 139. |
|
|||
63.Watson H. J. Частное сообщение, 1967.
64.Wood E. A. Crystals and Light, Van Nostrand, Princeton, New Jersey, 1964.
65. |
Wood L. E., |
Thompson |
M. C. (Jr.) — “ Nature” , 1966, v. |
211, |
|
p. 173. |
|
M. C. (Jr.) — “ Appl. O pt.” , 1968, |
|
66. |
Wood L. E., |
Thompson |
v. 7, |
|
|
p. 1955. |
|
|
|
ЛАЗЕРНЫЕ ГИРОСКОПЫ
Фредерик Ароновиц1)2
1. ВВЕДЕНИЕ
Одной из наиболее перспективных областей применения лазеров является гироскопия [35, 44, 56, 58, 70]. Лазерный гироскоп представляет собой интегрирующий скоростной гироскоп (в точном смысле слова называть его гироскопом нельзя, так как в нем нет вращающейся массы). В лазер ном гироскопе используется кольцевой оптический резо натор, в котором генерируются две независимые проти воположно направленные оптические бегущие волны.
Частоты бегущих волн зависят от вращения кольцевого резонатора в инерциальном пространстве. Из разности частот двух встречных волн можно непосредственно опре делять параметры вращения резонатора.
В данной статье детально рассматривается принцип действия лазерного гироскопа. Анализ работы лазерного гироскопа можно разбить на три части: физические прин ципы, лежащие в основе работы лазерного гироскопа (разд.2); свойства активной лазерной среды и свойства резонатора2).
Свойства резонатора кратко рассмотрены в разд. 7. Не большое внимание, уделяемое в данной статье свойствам пассивного резонатора, объясняется тем, что при его кон струировании возникают те же вопросы, что и в случае расчета и изготовления большинства лазеров. Основное внимание уделяется исследованию лазерной среды, что позволяет выявить основные проблемы при создании лазер ных гироскопов.
1)Frederick Aronowitz, Systems, and Research Center, Honey well Inc. Minneapolis, Minnesota.
2)Детальному рассмотрению принципов действия лазерного
гироскопа, а также основам его использования в системах нави гации и управления посвящена вышедшая в 1973 г. книга совет ских авторов Федорова В. Ф., Шереметьева А. Г. и Умникова В. Н. [1*]. См. также научно-популярное изложение этих вопросов в работе [2*].— Прим, перев.
Лазерные гироскопы |
183 |
2.ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
2.1. Пассивный интерферометр Саньяка
Анализ принципа действия лазерного гироскопа лучше всего начать' с описания вращающегося кольцевого интер ферометра, свойства которого впервые были исследованы Саньяком в 1913 г. 172]. Поскольку специфика этих свойств проявляется уже в первом порядке разложения по
в
Ф и г . 1. Интерферометр Саньяка.
величине отношения и!с, классическая теория позволяет получить правильный ответ в первом приближении [25]. Вообще говоря, строгое рассмотрение этой задачи возмож но лишь на основе представлений общей теории относитель ности [49, 50]. Однако для наглядности изложения вращаю щийся интерферометр будем рассматривать с точки зрения классической теории.
На фиг. 1 приведена схема идеальнрго кольцевого интер ферометра радиусом R. Свет приходит в точку А и разде ляется на два луча, которые распространяются по окруж ности в противоположных направлениях. После прохожде ния света по замкнутому контуру два луча объединяются в один.
184 |
Фредерик Ароновиц |
В неподвижном интерферометре время прохождения света по замкнутому контуру для двух лучей одинаково и равно
t = 2«К/с, |
(1) |
где с — скорость света.
Во вращающемся интерферометре с постоянной скоро стью ß время прохождения луча по замкнутому контуру отлично от времени, определяемого равенством (1). Дей ствительно, время прохождения света по замкнутому контуру различно для лучей, распространяющихся по направ лению и против направления вращения. Это обусловлено тем, что за время прохождения света по замкнутому контуру лучерасщепитель, первоначально находившийся в точке А, перемещается в точку В. Таким образом, в инерциальном пространстве лучи, распространяющиеся по направлению и против направления вращения, должны проходить соот ветственно меньшее или большее расстояние, чем при от сутствии вращения. Заметим, что скорость света в этом
рассмотрении — величина инвариантная. |
контуру |
|
Время прохождения |
лучей по замкнутому |
|
определяется выражением |
|
|
2tzR ± Х ± = ct± , |
|
|
где |
|
|
Х ± = RQt± , |
|
|
или |
2k R/(c ^ p R Q ) . |
(2) |
t ± = |
||
Индекс плюс в выражении (2) относится к лучу, проходя щему по контуру в направлении вращения. Переменная X соответствует расстоянию между точками А к В в инерци альном пространстве. Выражение (2) можно аналогичным образом вывести и для лучей, распространяющихся с раз личной скоростью в двух направлениях, при постоянной длине оптического пути.
Разность времен прохождения по замкнутому контуру для лучей, распространяющихся в противоположных на правлениях, равна
At = t+ — t- .