В последнее время распространенным методом компенсации магнитного
дрейфа зеемановских лазерных гироскопов (ЗЛГ) стал так называемый квази-
четырехчастотный режим генерации [1, 2], а именно: попеременная работа на
продольных модах с противоположной круговой поляризацией. Переключе-
ние с одной моды генерации на другую осуществляется путем изменения
периметра кольцевого лазера [3].
Поскольку мгновенная перестройка с одной продольной моды на другую
невозможна, существует отрезок времени, в течение которого в лазере воз-
никает режим большой разницы интенсивностей встречных волн, вплоть до
возникновения однонаправленной генерации. При этом измеренная ЗЛГ угло-
вая скорость содержит ложную составляющую, значение которой зависит от
скорости перестройки периметра лазера. Задачей настоящей работы является
выбор оптимального алгоритма как управления периметром, так и компенса-
ции ложной составляющей сигнала на выходе ЗЛГ, исходя из условий работы
ЗЛГ: требуемой точности, такта коммутации частотной подставки, времени
непрерывной работы, углового ускорения ЗЛГ и собственных характеристик
лазера (магнитного и немагнитного дрейфов, скорости его изменения, скоро-
сти перестройки периметра).
Переключение мод ЗЛГ.
Зеемановский лазерный гироскоп представляет
собой He–Ne-лазер с неплоским контуром, образованным четырьмя диэлек-
трическими зеркалами. В таком лазере снимается вырождение с продольных
мод с ортогональными круговыми поляризациями [3].
Для устранения влияния захвата частот встречных волн используется ча-
стотная подставка на базе эффекта Зеемана, создаваемая путем наложения на
газоразрядные промежутки знакопеременного магнитного поля с периодом
коммутации
Т
(рис. 1). Кроме того переключающееся поле приводит к моду-
ляции интенсивности каждой из встречных волн [4]. Амплитуда модуляции
зависит от расстройки лазера от центра нерасщепленного магнитным полем
контура усиления активной среды по формуле [4]:
A
I
= 4
a
I
Δ
λ
c
Δ
ν
,
(1)
где
а
I
— константа, зависящая от усиления и потерь в резонаторе;
Δ
λ
—
относительная расстройка периметра, выраженная в долях длины волны ге-
нерации лазера;
с
— скорость света;
Δ
ν
— сдвиг оптического контура за счет
эффекта Зеемана. Фаза модуляции (0 или
π
) зависит от направления круговой
поляризации (правой или левой).
Равенство нулю амплитуды данного сигнала означает точную настройку
периметра на центр контура усиления активной среды, что и поддерживает
система регулировки периметра (СРП).
Частота подставки при этом описывается формулой [4, 5]:
f
=
f
0
(1
−
χ
Δ
λ
2
)
,
(2)
где
f
0
и
χ
— константы, зависящие от усиления активной среды, уровня
потерь в резонаторе, температуры активной среды.
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2014. № 2 11
