The ring laser gyroChow W., et al., Reviews of

Modern Physics,Vol. 57, P. 61, No. 1, January

1985

Le 18 janvier 2007

Fleur VANHERPE – IFIPS 2008

L’effet Sagnac Principe Méthodes pour faire varier la sensibilité

Le Gyro Laser Mesures Sources d’erreurs

▪ Le mode boqué Applications

Navigation Test optique de mesures de gravitation

théorique

Interféromètre capable de mesurer précisément le degré de rotation.

Deux méthodes possibles:

Interféromètre en anneau passifTemps mis pour effectuer un tour

Différence de temps de parcours suivant le mouvement de l’interférométre

Différence de chemin parcouru pendant le mouvement de l’interféromètre

Le chemin est directement proportionnel au rayon et à la vitesse de rotation de l’interféromètre.

Deux faisceaux: CW (clockwise) et CCW (counter clokwise).Ω: vitesse angulaire de l’interféromètre

ρ: rayonρΩt+: arc de cercle de mouvement de l’interféromètre

Interféromètre capable de mesurer précisément le degré de rotation.

Deux méthodes pour faire varier la sensibilité:

Méthode pour déterminer la différence de fréquence entre les rayons CW et CCW:

La plus simple façon de mesurer la différence de fréquence est de combiner les deux rayons et d’observer les battements entre les deux.Nous pouvons observer des franges d’interférences sur le détecteur et en déduire l’intensité:

Le détecteur compte le nombre de maxima d’intensité:

x: déplacement sur le détecteurλ/ε: interfrange2ΠΔνt: sens de rotationA: aire à l’intérieur du GyroΘ: angle total de rotation

Décalage du zéroSource d’erreur: cavité anisotrope

Variation du facteur d’échelleSource d’erreur:Effet dispersif du milieu actif de la cavité

Mode bloquéSource d’erreur:Couplage entre les faisceau CW et CCW

Cas idéal

A l’aide d’un champ électrique, on détermine le coefficient de rétrodiffusion:

On peut en déduire un seuil théorique minimum détectable de vitesse de rotation par l’expression :

La rétrodiffusion dans le laser en anneau signifie que, par des imperfections du chemin optique, une petite partie de l’onde est dispersée dans la direction opposée à l’onde.

Ajout d’une constante:La différence de fréquence est alors:

où α est la constante ajoutée.

Pour ajouter cette constante, la méthode consiste à utiliser l’effet Faraday. Si un rayon de lumière polarisé passe à travers le milieu actif où un champ magnétique uniforme est appliqué suivant la direction de propagation, alors le plan de polarisation de la lumière tourne d’un angle :

Où B est la densité du flux magnétiqued est la longueur du milieu actif traverséeV est la constante de Verdet du milieu.

Il existe différentes méthodes pour éviter le mode bloqué.

Ajout d’une alternance mécanique:L’effet d’alternance donne un effet sinusoïdal dans le temps à l’équation de différence de phase du mode bloqué, qui devient :

où α et wD sont l’amplitude et la fréquence de l’oscillation ajoutée.

En appliquant un courant alternatif périodique à une cellule de Faraday, on obtient ce principe d’alternance.

Il existe différentes méthodes pour éviter le mode bloqué.

« Miroirs hésitants »:

Utiliser l’oscillation d’un des miroirs de la cavité pour décaler, à l’aide de l’effet Doppler, la fréquence de l’onde rétrodiffusée dans le sens CCW afin de réduire le couplage.

Il existe différentes méthodes pour éviter le mode bloqué.

NavigationGeophysiqueRelativitéTeste de symétrieChamp quantique théorique