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光励起リングレ―ザ―ジャイロ

国内特許コード P04A006884
整理番号 KN000447
掲載日 2005年3月18日
出願番号 特願平11-077550
登録番号 特許第3041425号
出願日 平成11年3月23日(1999.3.23)
登録日 平成12年3月10日(2000.3.10)
発明者
  • 滝沢 実
出願人
  • 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
発明の名称 光励起リングレ―ザ―ジャイロ
発明の概要 【課題】 角速度検出部のレーザー発振効率を高めると共に小型化ができ、且つ厳しい電磁干渉環境下に設置しても、電磁干渉を全く受けず、耐電磁干渉処置を必要としない耐電磁干渉性にすぐれた光励起リングレーザージャイロを得る。
【解決手段】 固体レーザー素子自身にリング共振器5におけるミラー機能をもたせて構成したリングレーザー装置と光学式角速度情報取出装置7とで角速度検出部1を構成し、且つ該角速度検出部1と光励起エネルギー/光信号伝送部3を純光学部品で構成し、角速度検出部1を電気系で構成される励起光源/信号処理部2と、光ファイバーを介して接続することにより、電気的に分離した。
従来技術、競合技術の概要


航空機や自動車等の姿勢制御や飛行・走行制御システムには従来電気で駆動される機械式ジャイロや光技術を応用したリングレーザージャイロ又は光ファイバージャイロ等が使用されている。図2は従来のリングレーザージャイロの構成・原理を示している。従来のリングレーザージャイロは、一つの一部透過ミラーM1(出力ミラー)と二つ以上の全反射ミラーM2、M3(図2では2個)で構成するリング共振器20とガスレーザー活性物質を封入したレーザー発振管24とでリングレーザー部(角速度検出部)21構成し、該リングレーザー部21から出力される光情報から角速度情報を造る光出力読出部22およびリングレーザー駆動電源と出力読出部から出力される光信号を処理し、角速度・姿勢角度計測量を出力する電源・信号処理部23から構成されている。そして、リングレーザージャイロは図2に示すようにリングレーザー部21、光出力読出部および電源・信号処理部23が一体構造となっている。
上記構成において、リングレーザー部21は、レーザー発振管24に電源・信号処理部23から直流の高電圧を印加することによりリングレーザーを発振し、該リングレーザー出力を光出力読出部22で光/電気信号変換し、電源・信号処理部23で演算処理して角速度・姿勢角計測量を出力する。

産業上の利用分野


本発明は、航空機やロケットあるいは自動車や自動走行ロボット等の姿勢制御や飛行・走行制御システムにおける角速度・姿勢角度センサーとして使用されるリングレーザージャイロ、特に光励起リングレーザージャイロに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
光励起する固体レーザー素子を有するリング共振器を備えた光励起リングレーザー装置と、該光励起リングレーザー装置から出力される角速度情報を取り出す光学式角速度情報取出装置とで角速度検出部を構成し、前記光励起リングレーザー装置のリング共振器が、固体レーザー素子と全反射ミラーの機能を兼ね備えた固体レーザー素子/全反射ミラー、一部透過ミラー、全反射ミラーで構成されてなり、リングレーザーのサニャック効果を利用して角速度を検出するようにしたことを特徴とする光励起リングレーザージャイロ。

【請求項2】
前記固体レーザー素子は、前記リング共振器の外部から該固体レーザー素子の外面に垂直な光軸をもつ光によって励起されるようになっている請求項記載の光励起リングレーザージャイロ。

【請求項3】
前記光学式角速度情報取出装置は、複数個の全反射ミラーと光線干渉器とで構成されている請求項1又は2記載の光励起リングレーザージャイロ。

【請求項4】
角速度検出部、励起光源/信号処理部、励起エネルギー/信号伝送部からなり、
前記角速度検出部は、固体レーザー素子と全反射ミラーの機能を兼ね備えた固体レーザー素子/全反射ミラー、一部透過ミラー、全反射ミラーで構成されているリング共振器の外部から、前記固体レーザー素子/全反射ミラーの外面に垂直な光軸をもつ光によって励起されるようにした光励起リングレーザー装置を有してなり、
前記角速度検出部及び前記励起エネルギー/信号伝送部を純光学部品で構成し、電気系で構成される励起光源/信号処理部と前記角速度検出部を光ファイバーを介して接続することにより、
前記角速度検出部を励起光源/信号処理部及び電源部と電気的に分離したことを特徴とする光励起リングレーザージャイロ。

【請求項5】
前記角速度検出部は、前記光励起リングレーザー装置と、該光励起リングレーザー装置から出力される角速度情報を取り出す光学式角速度情報取出装置とを基盤に一体に設けて構成されている請求項4記載の光励起リングレーザージャイロ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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