[发明专利]具有受控光泵浦的固态陀螺仪激光器

说明书

技术领域

本发明所属领域为固态陀螺仪激光器(gyrolaser)领域，其中该固 态陀螺仪激光器用于产生诸如飞机等某些类型的交通工具的导航所需 的惯性系统。陀螺仪激光器是基于萨尼亚克(Sagnac)效应的光学角 速率传感器。萨尼亚克效应是本领域技术人员所公知的，在此不再赘 述。仅回顾：当两个对旋光模式在进行旋转运动的环形激光器中循环 时，它们的光频发生偏移，该偏移代表旋转速度。

背景技术

目前，市售陀螺仪激光器使用氦氖气体混合物作为放大介质。这 种难于实现的技术具有一定的缺点。此外，目前考虑用诸如激光二极 管泵浦的掺钕钇铝石榴石(Nd-YAG)晶体等固态放大介质来取代气体 放大介质。这种陀螺仪激光器的可行性已被成功论证。关于这一点， 可参考S.Schwartz、G.Feugnet、P.Bouyer、E.Lariontsev、A.Aspect 和J.P.Pocholle在Physics Review Letters 97，093902(2006)中发表的 文章以及S.Schwartz、G.Feugnet、E.Lariontsev和J.P.Pocholle在Physics ReviewA 76，023807(2007)中发表的文章。当这种设备的频率响应更 为线性时，设备的惯性性能提高，也就是说，在尽可能宽的工作范围 内，得到两个对旋模式之间的差拍信号，其频率与组件的旋转速度成 正比。

固体激光器的频率响应的首要非线性来源与增益介质中的受激辐 射引起的粒子数反转系统的存在有关。上述参考文献已指出，通过该 增益系统所产生的与理想频率响应的偏差Δf由下面的方程(A)给出：

Δf=γ·η4πT1Ω]]>其中Ω2π=4AλL.θ.]]>

其中γ表示单位时间内的强度损耗率；

η为超出泵浦阈值的相对泵浦余量；

T₁为粒子数反转的响应时间；

A为激光腔中的写入面积；

λ为平均激光发射波长；

L为腔的长度；

为陀螺仪激光器的旋转速度。

纵向振动放大介质可以大大避免上述粒子数反转系统的影响。参 考2008年9月26日公开(issued)的专利FR 06 07394，可获得有关 该技术的其他信息。不过，泵浦率η的稳定性仍是固态陀螺仪激光器性 能的重要判据。