DE2800885C2

DE2800885C2 - Optisches Ausgangssystem für Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser

Info

Publication number: DE2800885C2
Application number: DE2800885A
Authority: DE
Inventors: Terry Anthony Waltham Mass. Dorschner; Irl Wilson Newton Mass. Smith
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1977-01-10
Filing date: 1978-01-10
Publication date: 1985-08-29
Also published as: FR2377028A1; FR2377028B1; IT1102275B; GB1550578A; JPS5387690A; IT7847564A0; DE2800885A1; CA1079386A; US4141651A; JPS596519B2

Description

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optischen Ausgangssystem,

F i g. 2 ein Diagramm eines optischen Ausgangssystems, bei dem zur Veranschaulichung die verschiedenen optischen Baueinheiten voneinander getrennt gezeigt sind,

F i g. 3 einen Schnitt durch ein optisches Ausgangssystem, Ir;' welchem sämtliche Einheiten mechanisch zu einer star: en Konstruktion vereinigt sind,

F i g. 4 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des optischen Ausgangssystems und

F i g. 5 einen Schnitt durch eine nochmals andere Ausführungsform des optischen Ausgangssystems.

F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ringlaser-Drehgeschwindigke'.tsmessers, welcher mit einem optischen Ausgangssy.tem der hier vorgeschlagenen Art mit Vorteil ausgerüstet werden kann. Der Ringlaserraum 5 enthält einen in sich geschlossenen Übertragungsweg, längs welchem sich die vier vom Laser angeregten elektromagnetischen Wellen ausbreiten können. Der in sich geschlossene Übertragungsweg enthält das Lasermedium 10, Spiegel 12 und 13, eine Polarisationsdispersionseigenschaft besitzende Baueinheit 16 mit einem Kristallrotator 17 und einem Faradayrotator 18, einen weiteren Spiegel 15 und einen Ausgangsspiegel 22. Aufgrund der durch den Kristallrotator 17 und den Faradayrotator 18 eingeführten Frequenzvorspannung oder Aufspaltung ergeben sich vier elektromagnetische Wellen mit den Frequenzen f\, /j, fj und ft,, welche sich innerhalb des geschlossenen Übertragungsweges ausbreite . Die Weilen mit den Frequenzen f\ und U zirkulieren im Uhrzeigersinn und bilden innerhalb des Ringlaserraumes 5 einen Wellenstrahl, während die Wellen mit den Frequenzen f₂ und Λ im Gegenuhrzeigersinn umlaufen und einen zweiten Wellenstrahl bilden. Sämtliche vier Wellen besitzen eine zirkuläre Polarisation, wobei die Wellen mit den Frequenzen f\ und h eine zirkuläre Polarisation des einen Richtungssinnes und die Wellen mit den Frequenzen h und U eine zirkuläre Polarisation des entgegengesetzten Richtungssinnes aufweisen. Die Lage der Frequenzen in der Verstärkungsgradkurve des Lasermediums 10 ist aus dem Diagramm nach F i g. 2 erkennbar.

Als Ausgangssignal des Systems wird eine digitale Zahl oder ein anderes Signal gewünscht, welches von einem vorbestimmten Zeitpunkt an die Gesamtdrehung wiedergibt, welche der Ringlaserraum 5 erfahren hat oder es wird als Ausgangssignal eine Digitalzahl oder ein anderes Signal gewünscht, welches die Drehgeschwindigkeit des Laserringraumes 5 angibt Die Drehgeschwindigkeit errechnet sich nach folgender Formel:

worin Ω die Drehgeschwindigkeit um die Rotationsfühlerachse des Ringlasers, L die Gesamtlänge des Übertragungsweges, A die wirksame Fläche des von dem Übertragungsweg umschlossenen Bereiches und λ die Wellenlänge der sich im Ringlaserraum 5 ausbreitenden Wellen bedeuten. Die Größe der Drehung erhält man durch Integration obiger Gleichung über die Zeit hinweg.

Um das Signal zu bilden, welche die Größe oder den Winkel der Drehung angibt, ist es zunächst notwendig, Signale abzuleiten, weiche den Unterschied ia—h uer Frequenzen der im Ringlaserraum umlaufenden Wellen des einen Richtungssinnes der Polarisation und welche dem Unterschied h—f\ der Frequenzen der im Ringlaserraum umlaufenden Wellen des anderen Richtungssinnes der zirkulären Polarisation entsprechen. Es ist Aufgabe des optischen Ausgangs· ;.,iems 30, die Wellenstrahlen der Frequenzen /Ί und h für eine Detektordiode und der Frequenzen h und U für die zweite Detektordiode zu kombinieren, ohne daß Anteile der jeweils anderen Wellen auf die eine bzw. die andere Diode treffen. Die Ausgangs-Signalverarbeitungsschaltung 32 wandelt die den Frequenzunterschieden der rechtssinnig und der

ίο linkssinnig zirkulär polarisierten Wellen entsprechenden Signale in eine Digitalzahl um, welche in Übereinstimmung mit obiger Gleichung die Größe oder den Winkel der Drehung angibt. Die Ausgangs-Signalverarbeitungsschaltung 32 nimmt auch Einfluß auf die Amplituden der von den beiden Detektordioden abgeleiteten Signale und erzeugt daraus ein Analogsignal zur Betätigung eines piezoelektrischen Wandlers 20 zur Aufrechterhaltung der jeweils richtigen Gesamtlänge des geschlossenen Übertragungsweges des Kingiaserraumes 5, so daß der für die beiden Wellenpaare gültige Verstärkungsgewinn im wesentlichen gleich ist.

Innerhalb der Darstellung nach F i g. 2 ist schematisch ein optisches Ausgangssystem gezeigt. Ein Ausgangsspiegel 22 bildet einen der Reflektoren, welche einen

geschlossenen Übertragungsweg innerhalb des Ringlaserraumes 5 bestimmen. Der Ausgangsspiegel 22 ist zum größten Teil reflektierend und wirft etwa 99% oder mehr der Energie der beiden eintreffenden Wellenstrahlen zurück. Ein geringer Teil jedes Ausgangswellen-Strahls jedoch wird von dem Ausgangsspiegel 22 durchgelassen und tritt von der Rückseite des Spiegels in Richtung auf weitere Spiegel 40 und 41 hin aus.

Für die nachfolgenden Untersuchungen sei der Fall angenommen, daß der Durchgang einer zirkulär polarisierten Welle durch den Ausgangsspiegel 22 die Polarisation dieser Welle nicht wesentlich beeinflußt Der durchgeiasscne Weüenstrah! im Gcgcnuhrzeigersinr. umlaufender Wellen, welcher mit CCW bezeichnet ist, enthält beispielsweise die Frequenzen /j und f₃ mit linkssinniger (LCP) und rechtssinniger (RCP) zirkularer Polarisation. Wie in den kleinen Diagrammbildern innerhalb von F i g. 2 gezeigt ist, ist der Polarisationssinn jeder Welle in aufeinanderfolgenden Zweigen des geschlossenen Umlaufweges des Ringlaserraumes wegen des bekannten Wechsels des Polarisastionssinnes nach Reflexion jeweils entgegengesetzt Der Wellenstrahl im Uhrzeigersinn umlaufender Wellen, welcher mit CWbezeichnet ist enthält demgemäß Wellen mit den Frequenzen /i und /4 von rechtssinniger bzw. linkssinniger zirkularer Polarisation. Der im Uhrzeigersinn umlaufende Wellenstrahl wird von dem Spiegel 40 auf eine bestimmte Stelle des Strahlaufspalters 42 hingelenkt Der WeHenstrahl der im Gegenuhrzeigersinn umlaufenden Wellen wird in entsprechender Weise von dem Spiegel 41 auf dieselbe Stelle des Strahlaufspalters 42 hin reflektiert Jeder der auf den Strahlauf spalter 42 hingelenkten Wellenstrahlen erzeugt sowohl durchgelassene als auch reflektierte Komponenten annähernd gleicher Größe. Der Strahlauf spalter 42 ist winkelmäßig so ausgerichtet, daß er auf einer Linie Wellenstrahlen vereinigt, welche von dem Strahlaufspalter 42 bzw. seiner Oberfläche durchgelassen bzw. reflektiert worden sind. Die kombinierten Wellenstrahlen, welche von dem Strahlaufspalter 42 durchgelassen bzw. reflektiert worden sind, enthalten jeweils WeDen sämtlicher vier Frequenzen, Der durchgelassene Anteil des Wellenstrahls im Uhrzeigersinn umlaufender Wellen und der reflektierte Anteil des Wellenstrahls im Gegenuhrzeigersinn umlaufender

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ίο

Wellen verlaufen längs desselben Weges zu der Viertelwellenplatte 53 hin. In entsprechender Weise breitet sich der durchgelassene Anteil des Wellenstrahls im Gegenuhrzeigersinn umlaufender Wellen und der reflektierte Anteil des Wellenstrahls im Uhrzeigersinn umlaufender Wellen zusammen längs desselben Weges zu der Viertelwellenplaf »e 43 hin aus. Zwischen dem Strahlaufspalter 42 und d^r> Viertelwellenplatten 43 und 53 sind also die Wellenpaare mit rechtssinniger und linkssinniger zirkularer Polarisation kombiniert und breiten sich zusammen in derselben Richtung längs desselben Weges aus. Vor der Viertelwellenplatte 53 existieren also beispielsweise die Wellen mit den Frequenzen /ι und h mit linkssinniger zirkularer Polarisation und die Wellen mit den Frequenzen /3 und U mit rechtssinniger zirkularer Polarisation. Dieselben Frequenzen sind auch zwischen dem Strahlaufspalter 42 und der Viertelwellenplatte 53 bei jeweils entgegengesetztem Sinn der zirkulären Polarisation festzustellen.

Die Viertelwellenplatten 43 und 53 sind so ausgerichtet, daß beispielsweise eine linkssinnige zirkuläre Polarisation in eine vertikale Polarisation und eine rechtssinnige zirkuläre Polarisation in eine horizontale lineare Polarisation umgeformt werden. Die Polarisatoren 44 und 54 lassen jeweils nur lineare Polarisation durch. Die Polarisationsrichtungen sind dabei so gewählt, daß sie aufeinander senkrecht stehen, so daß beispielsweise der Polarisator 44 nur eine horizontale lineare Polarisation durchläßt, während der Polarisator 54 nur eine vertikale lineare Polarisation durchlassen kann. Aufgrund dieser Anordnung ergibt sich, daß die Wellenstrahlen, die zwischen dem Polarisator 54 und der Detektordiode 55 verlaufen, nur die Frequenzen f\ und /j bei linearer vertikaler Polarisation enthalten, während die Wellenstrahlen zwischen dem Polarisator 44 und der Detektordiode 45 nur die Frequenzen /3 und U bei horizontaler linearer ruiäriSäiiun enthalten. AüS vorstehendem ergibt

ohne weiteres, daß jede Detektordiode nur von Wellen mit zwei verschiedenen Frequenzen getroffen wird, während die Wellen mit den beiden anderen Frequenzen vollständig eliminiert sind.

Ein wesentlicher Vorteil des hier vorgeschlagenen Systems besteht darin, daß sowohl der durchgelassene wie auch der reflektierte Wellenstrahlanteil der den Strahlaufspalter verlassenden Wellenstrahlen zur Bildung der nutzbaren Ausgangswellenstrahlen verwendet werden. Bei bisher bekannten optischen Ausgangssystemen wurde nur einer der beiden Ausgangswellenstrahlen des Strahiaufspalters ausgenützt Ein Verlust einer Hälfte der Ausgangsleistung wird also bei dem hier vorgeschlagenen Ausgangssystem vermieden. Nachdem gegenüber bisher verwendeten Systemen nur die Hälfte der Leistung von dem Ringlaserraum abgeleitet werden muß, wird der Verstärkungsgrad verringert, welcher von dem Laserverstärker und dem Lasermedium bereitgestellt werden muß.

Fig.3 zeigt eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen optischen Ausgangssystems, bei welchem sämtliche optischen Bauteile mechanisch als kompakte und starre Einheit miteinander verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform ist ein Spiegel-Trägerkörper 104, welcher aus klarem, durchlässigem Glas bestehen kann, auf einer ebenen Oberfläche mit einer Anzahl dielektrischer Schichten 102 belegt, so daß ein zum größten Teil reflektierender Spiegel gebildet ist Dieser Spiegel bildet eines der Reflektormittel, welche den in eich geschlossenen Umlaufweg des Ringlaserraumes 5 bestimmen. Die Anzahl und der Aufbau der dielektrischen Schichten 102 ist so gewählt, daß ein kleiner Anteil der eintreffenden Wellenstrahlen in den Spiegel-Trägerkörper 104 hinein durchgelassen wird. Charakteristischerweise handelt es sich um 0,5% der Energie der auftreffenden Wellenstrahlen, welche in den Spiegel-Trägerkörper 104 hinein abgegeben werden.

Der Strahlaufspalter 106, welcher ebenfalls aus dielektrischem Werkstoff besteht, befindet sich auf der gegenüberliegenden Fläche des Spiegel-Trägerkörpers

ίο 104, welche zu den dielektrischen Schichten 102 parallel verläuft. In der Schicht des Strahlaufspalters 106 sind Öffnungen vorgesehen, so daß bestimmte Wellenstrahlen durch diese Öffnungen durchtreten können, wie in der Zeichnung gezeigt ist Praktisch wird der Strahlaufspalter 106 in der Weise gebildet, daß dielektrisches Material auf einer Fläche einer Viertelwellenplatte 108 abgelagert und darauf ein Ringbereich abgeätzt wird, wofür beispielsweise eine Ionenstrahlätztechnik zum Einsatz kommt, um die gewünschten Durchbrüche her-

zustellen. Durch Ausbildung der Öffnungen des Strahlaufspalters 106 in Gestalt eines Ringes wird erreicht, daß der aus der Viertelwellenplatte 108 und dem Strahlaufspalter 106 gebildete Verband gedreht werden kann, um die richtige Wechselwirkung zwischen der Viertelwellenplatte 108 und dem Wellenstrahl zu erreichen, welcher auf sie trifft, so daß beispielsweise Wellenstrahlen linkssinniger Polarisation vollständig in eine lineare vertikale Polarisation umgesetzt werden, während Wellenstrahlen rechtssinniger zirkularer Polarisation vollständig in eine lineare horizontale Polarisation gebracht werden.

An die Oberfläche der Viertelwellenplatte 106 grenzt die Unterseite eines Retroprismas 110 an. Das Retroprisma 110 besteht aus in hohem Maße durchlässigem Glas. Gegenüber der in Berührung mit der Viertelwellenplatte 108 stehenden Oberfläche des Retroprismas ί 10 hegen zwei weitere PrisrnenRächen des RetrcpnE-mas 110, welche in der aus Fig.3 ersichtlichen Weise einen Winkel zueinander einschließen. Die zuletzt genannten Prismenflächen sind mit reflektierenden Belägen 112 und 114 versehen, welche entweder dij Gestalt einer Anzahl dielektrischer Schichten oder eines Metallbelages haben können.
An eine vierte Fläche des Retroprismas 110, welche in F i g. 3 auf der linken Seite liegend dargestellt ist, befinden sich Polarisatoren 116 und 118. An die jeweils anderen Seiten der Polarisatoren 116 und 118 sind Detektordioden 120 und 122 angesetzt, se daß diese Dioden die von den Polarisatoren durchgelassenen, linear polarisierten Wellen empfangen. Wie zuvor erwähnt, sind die Polarisatoren 116 und 118 zueinander senkrecht orientiert Eine Diodenhalterung 124 dient zur Befestigung der Detektordioden 120 und 122 und der jeweils zugehörigen Polarisatoren 116 und 118 an der linken Oberfläche des Retroprismas 110. Die Einrichtung nach F i g. 3 wirkt in ähnlicher Weise wie die schematisch in F i g. 2 gezeigte Anordnung und nimmt eine Kombination der im Ringlaserraum vorhandenen Wellen gleichen zirkulären Polarisationssinnes vor, während WeI-len des jeweils anderen zirkulären Poiarisationssinnes zurückgewiesen werden und die kombinierten Wellen zu der betreffenden Detektordiode weitergegeben werden, ohne daß ein großer Verlust der Signalleistung auftritt

Die Wirkungsweise des Systems nach F i g. 3 sei anhand der Tabelle I beschrieben, welche jeweils Ausdrükke entsprechend dem Polarisationszustand der verschiedenen Wellen an bestimmten Punkten des Systems

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ι?

enthält. Ein hochgestelltes Symbol L bedeutet, daß es sich um eine linkssinnige zirkuläre Polarisation handelt, während ein hochgestelltes Symbol R anzeigt, daß eine •echtssinnige zirkuläre Polarisation vorliegt. Ein hochgestelltes Symbol Vzeigt eine vertikale lineare Poiarisation an, und ein hochgestelltes //zeigt eine horizontale lineare Polarisation an. Die tiefgestellten Symbole oder Basiswerte benennen jeweils die Frequenz der betreffenden Welle. Die Viertelwellenplatte 108 ist so orientiert, daß die rechtssinnige zirkuläre Polarisation und die linkssinnige zirkuläre Polarisation in eine horizontale bzw. eine vertikale lineare Polarisation umgewandelt werden, d. h., der Azimutwinkel der großen Achse beträgt 45°. Außerdem ist festzustellen, daß die horizontale und die vertikale lineare Polarisation in eine rechtssinnige bzw. eine linkssinnige zirkuläre Polarisation umgewandelt werden, wenn die betreffende Welle in der einen oder anderen Richtung die V>telwellenplatte 108 durchläuft. Man erkennt, daß sämtliche Wellenstrahlen, die unterhalb d=r Viertelwellenplatte 108 auftreten, zirkulär polarisierte Wellen aufweisen, während diejenigen Wellenstrahlen, die oberhalb der Viertelwellenplatte 108 verlaufen, linear polarisiert sind. Nachdem die horizontale und vertikale lineare Polarisation die normalen Schwingungsformen für die Reflexion an Flächen sind, welche Normale aufweisen, die in der Einfallsebene liegen, tritt bei der Reflexion an irgendeiner der Flächen der Viertelwellenplatte 108 keine ein Übersprechen verursachende Depolarisator! auf.

Der Durchlauf eines charakteristischen Wellenstrahls durch die Einheit kann im einzelnen verfolgt werden. An dem Punkt A, welcher innerhalb des Ringlaserraumes 5 gelegen ist, enthält der im Gegenuhrzeigersinn zirkulierende Wellenstrahl Wellen mit den Frequenzen /j und /3, welche linkssinnig bzw. rechtssinnig zirkulär polarisiert sind. Geringe Anteile dieser Wellenstrahlen werden von den dielektrischen Schichten 102 in den Spiegel-Trägerkörper 104 hinein durchgelassen. Die Polarisationen der ir. den Trägerkörper 104 eingelassenen Wellenstrahlen bleiben aufgrund des geringen Einfallswinkels relativ zu der Normalen zu den dielektrischen Schichten 102 im wesentlichen erhalten.

Der Ringlaserraum 5 ist beispielsweise so ausgebildet, daß der Winkel zwischen den auftreffenden Wellenstrahlen 30° oder weniger beträgt Durch Aufrechterhaltung eines solchen kleinen Einfallswinkels mit Bezug auf die dielektrischen Schichten 102 wird die zirkuläre Polarisation in besonders hohem Maße beibehalten. Für größere Einfallswinkel nimmt die elliptische Polarisation der Wellenstrahlen, welche von der Rückseite der dielektrischen Schicht 102 ausgehen, stark zu. Nimmt die elliptische Gestalt der Polarisation zu, so wird die Signalleistung, welche an jeder Detektordiode verfügbar ist, verringert, da die Polarisatoren entweder so orientiert werden müssen, daß die unerwünschten Signalkomponenten vollständig unterdrückt werden oder daß die Maximalamplitude des gewünschten Signals durchgelassen wird. Da die Wellenstrahlen bei ellipti-• scher Polarisation nicht mehr leistungsmäßig aufeinander senkrecht stehen, können die Polarisatoren nicht so eingestellt werden, daß sie einerseits die Maximalamplitude des gewünschten Signals durchlassen und andererseits sämtliche unerwünschten Signalkomponenten ausschalten. Im zuerst angesprochenen Fall tritt ein Übersprechen zwischen den erwünschten Ausgangssignalen auf, während im letzteren Fail eine Verringerung der Signalamplitude auftritt

Am Punkt B innerhalb des Spiegel-Trägerkörpers 104 sind die im Gegenuhrzeigersinn zirkulierenden Komponenten der vier Wellen vorhanden, welche sich innerhalb des Ringlaserraumes ausbreiten. Diese vier Komponenten haben die Frequenzen h und /3 und besitzen eine linkssinnige bzw. eine rechtssinnige zirkuläre Polarisation. Sind die Wellen durch den Durchoruch des Strahlaufspalters 106 und durch die Viertelwellenplatte 108 gelangt, so werden die Wellen in solche vertikaier bzw. horizontaler linearer Polarisation umgewandelt.

Nach Reflexion an den reflektierenden Belägen 114 und 112 an den oberen Prismenflächen des Retroprismas 110 bleiben die jeweiligen Polarisationsrichtungen aufrechterhalten, jedoch wird der Wellenstrahl in seitlicher Richtung um eine bestimmte Strecke versetzt, so daß er auf der Oberfläche des Strahlaufspalters 106 an derselben Stelle auftrifft, auf welche auch der mit / bezeichnete Wellenstrahl trifft, welcher Komponenten des Wellenstrahls der im Uhrzeigersinn zirkulierenden Wellen mit den Frequenzen f\ und /4 und mit rechtssinniger bzw. linkssinniger zirkularer Polarisation enthält. Die durchgelassenen und die reflektierten Wellenstrahlungsanteile werden aus den genannten Wellenstrahlen gebildet, so daß sowohl die reflektierten als auch die durchgelassenen Wellenstrahlen von dem gemeinsamen Einfallspunkt auf dem Strahlaufspalter 106 Wellen sämtlicher vier Frequenzen enthalten. Der Wellenstrahl J weist Wellen der Frequenzen /1 und /2 mit jeweils horizontaler linearer Polarisation und Wellen der Frequenzen /3 und /4 mit jeweils vertikaler linearer Polarisation auf, wobei das letztgenannte Wellenpaar durch die Viertelwellenplatte 108 von einer zirkulären in eine lineare Polarisation umgewandelt worden ist In entsprechender Weise enthält der Wellenstrahl D Wellen der Frequenzen f\ und /2 mit linkssinniger zirkularer Polarisation und Wellen der Frequenzen /3 und fs, mit rechtssinniger zirkularer Polarisation. Der Sinn der Polarisation wird bei Reflexion an der Rückseite der dielektrischen Schicht Ϊ02 umgedreht. Der Weiienstrahi E tritt durch den Durchbruch des Strahlaufspalters 106 hindurch und wird wieder in eine lineare Polarisation umgewandelt so daß der Wellenstrahl F entsteht, welcher Wellen mit den Frequenzen f\ und h sowie mit horizontaler linearer Polarisation und Wellen mit den Frequenzen /3 und /4 mit vertikaler Polarisation «"-'thält.

Die Wellenstrahlen Fund /werden durch den reflektierenden Belag 112 zu den Polarisatoren 116 und 118 hin reflektiert Der Polarisator 116 ist so orientiert, daß er nur eine horizontale lineare Polarisation durchläßt, während der Polarisator 118 so ausgerichtet ist, daß durch ihn nur eine vertikale Polarisation hindurchgelangen kann. Auf diese Weise werden Wellen mit den Frequenzen f\ und /2 zu dem Detektor 120 hin ausgekoppelt, während Wellen mit den Frequenzen /3 und U zu dem Detektor 122 ausgekoppelt werden.

Innerhalb des Detektors erfolgt eine Heterodynüberlagerung zwischen den auf den betreffenden Detektor treffenden Wellen, so daß ein Ausgangssignal entsprechend einer Sinusschwingung entsteht, welche mit einer Niederfrequenz oder einer Gleichspannungskomponente überlagert ist Die Frequenz jeder Sinusschwingung ist der Differenz der Frequenzen der beiden auf den betreffenden Detektor fallenden Wellen gleich, während die Größe der jeweiligen Gleichspannungskomponente entsprechend dem Mittelwert der Ampli- tude des Ausgangssignals proportional zur Summe der Intensitäten der beiden einfallenden Wellen ist Durch weitere Verarbeitung des Ausgangssignals vermittels der Ausgangs-Signalverarbeitungsschaltung 32 erhält

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man ein digitales Signal, welches die Größe oder den Winkel der Drehung anzeigt und ein analoges Signal zur Betätigung des piezoelektrischen Wandlers 20 zur Aufrechterhaltung der geeigneten Länge des geschlossenen Übertragungsweses innerhalb des Ringlaserraumes 5.

Man erkennt, daß das in F i g. 3 gezeigte System eine widerstandsfähige und kompakte, mechanische, einheitliche Einrichtung darstellt Bei bisher bekannten Systemen mußte jedes optische Bauteil gesondert an einer ihm zugeordneten Halterung befestigt werden, die wiederum an einer darunterliegenden Tragkonstruktion zu befestigen war. Nach dem vorliegenden Vorschlag ist das gesamte optische Ausgangssystem in einer einzigen, starren Einheit zusammengefaßt wodurch sich ein beträchtlicher Raumgewinn erzielen läßt Dieser Vorteil ist in vielen Anwendungsfällen von großer Wichtigkeit bei denen der von einem Bauteil eingenommene Raum sowie auch das Gesamtgewicht möglichst gering gehalten werden müssen.

In F i g. 4 ist ein Schnitt durch eine andere Ausführungsfcrni des optischen Ausgangssystems der hier vorgeschlagenen Art gezeigt welches ebenfalls eine kompakte und mechanisch widerstandsfähige Einheit darstellt Die Ausführungsform nach F i g. 4 arbeitet genauso wie diejenige nach F i g. 3, doch sind die Lagen des Strahlaufspalters und der Viertelwellenplatte vertauscht und es wird eine andere Form eines Prismas 130 verwendet so daß sich ein anderer Verlauf der Wellenstrahlen ergibt Die Polarisatoren 116 und 118 und die Detektordioden 120 und 122 sind außerdem auf derselben Oberfläche des Retroprismas 130 angeordnet weiche auch auf einem Teil den reflektierenden Belag 134 trägt

Die Wirkungsweise des Gerätes nach F i g. 4 läßt sich durch die Ausdrücke von Tabelle II beschreiben, welche die Frequenzen und die Polarisationszusiandc der verschiedenen in der Einrichtung vorhandenen Wellen angibt In dieser Tabelle bezeichnen die Vorzeichen + und — zum Polarisationssinn eine lineare Polarisation, weiche einen bestimmten positiven oder negativen Winkel zur Horizontalen einnimmt beispielsweise 30° bis 45°.

Ein Durchgang der Wellen durch mehrlagige dielektrische Schichten kann zu einer Änderung des Polarisationszustandes führen, so daß zirkulär polarisierte Wellen in einen elliptischen Polarisationszustand übergehen. Diese Erscheinung beruht auf einer unterschiedlichen Durchlässigkeit für elektromagnetische Wellen, deren Hauptschwingungsebene des elektrischen Feldes in der Ebene des Einfalls (p-Polarisation) gelegen ist, im Vergleich zu Wellen, deren Hauptschwingungsebene senkrecht zu dieser Ebene (s-Polarisation) gelegen ist. Das Verhältnis der Durchlässigkeit für die beiden Polarisationsrichtungen hängt von dem Einfallswinkel ab und kann beispielsweise 1,2 bis 5 betragen. Hieraus ergibt sich eine entsprechende elliptische Form der Polarisation der durchgelassenen Wellen, so daß schließlich Wellen mit elliptischer Polarisation, nicht mit linearer Polarisation, weitergegeben werden. Die Polarisatoren könnten daher nicht unerwünschte Wellen von den beiden Dioden fernhalten. Bei der Ausführungsform nach F i g. 5 sind jedoch weitere Viertelwellenplatten 136 und 138 vorgesehen, welche bewirken, daß die Polarisationen der unerwünschten Wellen in jedem Fall linear gemacht werden, wobei die Polarisatoren so ausgerichtet sind, daß sie die unterwünschte Polarisation sperren. Auf diese Weise wird ein Obersprechen vollständig vermieden. Falls weiterhin eine Änderung der Polarisation nach Reflexion an der Rückseite der spiegelnden Schicht 102 auftritt, so wird dies gleichzeitig durch dieselbe Viertelwellenplatte 138 kompensiert Wie zuvor erwähnt ergibt sich das Bestreben einer Beseitigung des Obersprechens aus der Überlegung, daß ein rauschsignalfreies Ausgangssignal des Ringlaser-Drehgescbwindigkeitsmessers erzielt werden soll. Durch das vorliegende Ausgangssystem wird ein Übersprechen auch dann vermieden, wenn die dielektrischen Schichten 102 des Spiegels unterschiedliche s- und p-Durchlässigkeiten besitzen, wobei nur eine geringe Verminderung der Signalleistung in Kauf zu nehmen ist Bei den Ausführungsformen nach den F i g. 4 und 5 ist die Viertelwellenplatte auf einen Winkel von 0°, nicht von 45°, ausgerichtet In diesem Fall werden die elliptisch polarisierten Wellen, welche von den spiegelnden Schichten 102 ausgehen, von der Viertelwellenplatte sogleich in lineare Polarisationen umgewandelt welche in zwei im wesentlichen nicht zueinander orthogonalen Ebenen liegen. Wenn daher die Wellen nicht auf weitere depola-

risierend wirkende Bauteile treffen, so kann ein Übersprechen durch Verwendung der Poiarisatoren ί iö und 118 beseitigt werden, ohne daß zusätzliche Viertel wellenplatten eingesetzt werden.
Das in F i g. 5 im Schnitt gezeigte optische Ausgangssystem gemäß einer anderen Ausführungsform bildet ebenfalls eine mechanisch widerstandsfähige, starre und kompakte Einheit Die jeweiligen Polarisationszustände der verschiedenen Wellenstrahlen sind in der nachfolgenden Tabelle IH aufgeführt Die Gestalt des Prismas stimmt mit derjenigen des Gerätes nach F i g. 4 überein. Nahe dem Strahlaufspalter 106 ist jedoch keine Viertelwellenplatte vorgesehen. Vielmehr liegen, wie zuvor bereits angedeutet, einzelne Viertelweilenplatten 136 und 138 nahe den Polarisatoren 116 und 118. Diese Konstruktion ergibt den Vorteil, daß die Viertelwellenplatte für jede Detektordiode individual! einjustiert werden kann. Dies ist in Fällen zweckmäßig, in denen ein bestimmtes Maß an Depolarisation auftritt, welche eine elliptische Polarisation der Wellen aufgrund unterschiedlicher Phasenfehler oder einer unterschiedlichen Reflexion oder Durchlässigkeit an den oder durch die verschiedenen reflektierenden Beläge und dielektrischen Schichten oder aufgrund einer nichtidealen Viertelwellenplatte verursacht Im übrigen könnte eine Viertelwellenplatte nahe dem Strahlaufspalter 106 des Systems nach F i g. 5 angeordnet werden oder es könnten einzelne Viertelwellenplatten jeweils vor den Polarisatoren 116 und 118 der Ausführungsform nach Fig.4 vorgesehen sein. Die diesbezüglichen Merkmale der Ausführungsformen nach den F i g. 4 und 5 lassen sich also vertauschen. Doppelte Viertelwellenplatten haben den Vorteil, daß nahezu sämtliche Aberration aufgrund einer Depolarisation der einzelnen Wellenstrahlen beseitigt werden kann.

Ferner sei noch deutlich gemacht, daß der hier verwendete Ausdruck »Drehgeschwindigkeitsmesser« auch Einrichtungen umfaßt, die ausgangsseitig schließlich eine Anzeige eines Drehwinkeis liefern.
Es folgen die obenerwähnten Tabellen I, Il und III:

Tabelle I

B:

C:

D:

E:

F:

f₂ ^vf₃"

t₂ ^Rh^Lh^RU^L

OO

Tabelle	I (Fortsetzung)
G:	fz^vf^v*
H:	*(f\ ^Rf4^L)cw(f2^Rh^L)ccw*
1:	*fl^Rf4^L*
J:	*^Hf₄Vf₂Hf₃V*
K:	f_t"f₂"
Tabelle	II
A:	*(if h Irrwf t\ IA SfVf*
B:	*f₂ ^Lh^R*
C:	h~h*
D-.	*U^Rf₂ ^Rh^LU^L*
E:	*fx^Lh^Lh^Rh^R*
F:	/\|-/2-/3⁺A⁺
C:	/3⁺/4⁺
H:	*(f\ ^RU^L)cw(f2^Rh^L)ccw*
I:	W₄L
K:	f\ ⁺ ^ ⁺ fi~J4~
Tabelle	III
A:	P₂Lf₃R)_1xJf₁Lf₄R)^
B:	f₂ ^Lfz^R
C:	*h^Lh^R*
D:	*f\^LU^Rf₂ ^Lh^R*
E:	f\ ^Rf₄ ^Lf₂ ^Rh^L
F:	*W₄Lf₂Rf₃L*
G:	*f_zHf₄H*
H:	(fW^WzL)^
I:	*f\^Rfi,L*
f:	/\| ^RU^Lf₂Rf₃L
K:	fl^Vf₂ ^V

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

ίο

15

20

25

30

35

40

50

55

60

Claims

28 OO Patentansprüche:

1. Optisches Ausgangssystem für Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser, welche ein Lasermedium (10), eine ein Polarisationsdispersionsverhalten aufweisende Einheit (16) zur Anregung kontinuierlicher Wellen mit mindestens vier verschiedenen Frequenzen und eine Anzahl von Reflektoren (12, 13, 15,22; 102) enthalten, welche für die genannten WeI-ien einen in sich geschlossenen Übertragungsweg bilden, wobei mindestens einer dieser Reflektoren für die eintreffenden Wellen teildurchlässig ist, mit

a) einer Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung, auf welche die von dem teildurchlässigen Reflektor (102,104) durchgelassene Wellenstrahlung hinlenkbar ist und weiche die Wellenstrahlung teilweise durchläßt und teilweise reflektiert,

b) einer der Einrichtung (ICS) zur Strahlsufspalturig zugeordneten Einrichtung (108) zur Umwandlung einer zirkulären Polarisation in eine lineare Polarisation,

c) in dem Strahlengang der Wellen mit linearer Polarisation angeordneten Polarisatoren (116, 118) sowie

d) Detektoreinrichtungen (120, 122), welche die durch die Polarisatoren (116, 118) geleiteten Wellen empfangen,

dadurch gekennzeichnet, daß

e) der teildurchlässige kollektor (102, 104), die Einrichtung (106) zur StrahlaUiSpaltung, die Einrichtung (108) zur Umwandlung der Polarisation, die Polarisatoren (116,118) und die Detektoreinrichtungen (120, 122) als starre Einheit ausgebildet und mechanisch miteinander verbunden sind,

f) der teildurchlässige Reflektor einen mehrere dielektrische Schichten (102) als teildurchlässige Reflexionsschichten aufweisenden Trägerkörper (104) enthält, auf dessen von den dielektrischen Schichten (102) abgekehrter Oberfläche sich die bereichsweise vorgesehene Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung und die Einrichtung (108) zur Umwandlung einer zirkulären Polarisation in eine lineare Polarisation befinden,

g) an die Einrichtung (108) zur Umwandlung der zirkulären Polarisation in eine lineare Polarisation ein Dachprisma (110) mit einer Prismenfläche angrenzt,

h) dieser Prismenfläche gegenüberliegend zwei reflektierende Prismenflächenbereiche (112, 114) des Dachprismas (110) vorgesehen sind und

i) an einer weiteren Prismenfläche des Dachprismas (110) die Detektoreinrichtungen (120, 122) zusammen mit den jeweils zugehörigen Polarisatoren(116,118) angeordnet sind.

2. Optisches Ausgangssystem für Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser, welche ein Lasermedium (10), eine ein Polarisationsdispersionsverhalten aufweisende Einheit (16) zur Anregung kontinuierlicher Wellen mit mindestens vier verschiedenen Freauenzen und eine Anzahl von Reflektoren (12, 13, 15,22; 102) enthalten, weiche für die genannten Weilen einen in sich geschlossenen Übertragungsweg bilden, wobei mindestens einer dieser Reflektoren für die eintreffenden Wellen teildurchlässig ist, mit

a) einer Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung, auf welche die von dejn teildurchlässigen Reflektor (102, 104) durchgelassene We'lenstrahlung hinlenkbar ist und weiche die Wellen: irahlung teilweise durchläßt und teilweise reflektiert,

b) einer der Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung zugeordneten Einrichtung (108) zur Umwandlung einer zirkulären Polarisation in eine lineare Polarisation,

dadurch gekennzeichnet, daß

e) der teildurchlässige Reflektor (102, 104), die Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung, die Einrichtung (108) zur Umwandlung der Polarisation, die Polarisatoren (116,118) und die Detektoreinrichtungen (120. 122) als starre Einheit ausgebildet und mechanisch miteinander verbunden sind,

f) der teildurchlässige Reflektor einen mehrere dielektrische Schichten (102) als teildurchlässige Reflexionsschichten aufweisenden Trägerkörper (104) enthält, auf dessen von den dielektrischen Schichten (102) abgekehrter Oberfläche sich die Einrichtung (108) zur Umwandlung einer zirkulären Polarisation in eine lineare Polarisation und die bereichsweise vorgesehene Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung befinden,

g) an die Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung ein Dachprisma (130) mit einer Prismenfläche angrenzt,

h) dieser Prismenfläche gegenüberliegend zwei reflektierende Prismenflächenbereiche (132, 134) des Dachprismas (130) vorgesehen sind und

i) an einem weiteren Prismenflächenbereich die Detektoreinrichtungen (120, 122) zusammen mit den jeweils zugehörigen Polarisatoren (116, 118) angeordnet sind.

3. Optisches Ausgangssystem für Ringiaser-Drehgeschwindigkeitsmesser, welche ein Lasermedium (10), eine ein Polarisationsdispersionsverhalten aufweisende Einheit (16) zur Anregung kontinuierlicher Wellen mit mindestens vier verschiedenen Frequenzen und eine Anzahl von Reflektoren (12, 13, 15,22; 102) enthalten, welche für die genannten Wellen einen in sich geschlossenen Übertragungsweg bilden, wobei mindestens einer dieser Reflektoren für die eintreffenden Wellen teildurchlässig ist, mit

a) einer Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung, auf welche die von dem teildurchlässigen Reflektor (102, 104) durchgelassene Wellenstrahlung hinlenkbar ist und welche die Wellenstrahlung teilweise durchläßt und teilweise reflek-

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tiert.

b) der Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung zugeordneten Einrichtungen (136, 138) zur Umwandlung einer zirkulären Polarisation in eine lineare Polarisation,

d) Delektoreinrichtungen (120, 122), welche die durch die Polarisatoren (116, 118) geleiteten Wellen empfangen,

dadurch gekennzeichnet, daß

e) der teildurchlässige Reflektor (102, 104), die Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung, die Einrichtung (136,138) zur Umwandlung der Polarisation, die Polarisatoren (116,118) und die Detektoreinrichtungen (120,122) als starre Einheit ausgebildet und mechanisch miteinander verbiindcn sind,

f) der teildurchlässige Reflektor einen me-'.rere aielektrische Schichten (102) als teildurchlässige Reflexionsschichten aufweisenden Trägerkörper (104) enthält, auf dessen von den dielektrisehen Schichten (102) abgekehrter Oberfläche sich die bereichsweise vorgesehene Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung befindet,

i) an einem weiteren Prismenflächenbereich die Detektoreinrichtungen (120, 122) zusammen mit den jeweils zugehörigen Polarisatoren (116, 118) und den Einrichtungen (136,138) zur Umwand.ung der zirkulären Polarisation in eine Iineare Polarisation angeordnet sind.

4. Optisches Ausgangssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche bereichsweise Anbringung der Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung und eine solche Orientierung der reflektierenden Prismenflächenbereiche(112,114),
daß Wellenstrahlung, welche über die dielektrischen Schichten (102) in einer bestimmten Richtung in den Trägerkörper (104) eintritt und welche von den sich in einer bestimmten Umlaufrichtung in dem in sich geschlossenen Übertragungsweg ausbreitenden Wellen ausgekoppelt ist, auf eine bestimmte Stelle eines Bereiches der Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung trifft und dort zu einem Teil über die Einrichtung (108) zur Umwandlung der Polarisation und das Dachprisma zu einer reflektierenden Prismenfläche (112) desselben durchgelassen und zu einem der Polarisatoren (116) und der zugehörigen Detektoreinrichtung (120) reflektiert wird, zu einem anderen Teil aber von der Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung über den Trägerkörper (104) zu den dielektrischen Schichten (102) hin reflektiert und von diesen abermals durch den Trägerkörper (104) hindurch, ohne auf :inen von der Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung eingenommenen Bereich zu treffen, über die EinrichtJ ig (108) zur Umwandlung der Polarisation und das Dachprisma (HO) zu dessen genannter reflektierender Prismenfläche (112) reflektiert wird, um von dort zu dem anderen Polarisator (118) und dem anderen zugehörigen Detektor (122) reflektiert zu werden, und
daß Wellenstrahlung, welche in einer anderen Richtung über die dielektrischen Schichten (102) in den Trägerkörper (104) eintritt und welche von den in der jeweils anderen Umlaufrichtung sich im in sich geschlossenen Übertragungsweg ausbreitenden Welleiv ausgekoppelt ist, ohne auf einen von der Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung eingenommenen Bereich zu treffen, durch die Einrichtung (108) zur Umwandlung der Polarisation und das Dachprisma zu den reflektierenden Prismenflächenbereichen (114, 112) gelangt und von diesen auf dieselbe bestimmte Stelle des von der Einrichtung (106) zui Strahlaufspaltung eingenommenen Bereiches von der anderen Seite her gelenkt wird und dort zum einen Teil im Dachprisma (110) zu dessen erstgenanntem reflektierenden Flächenhereich (112) reflektiert und von dort wieder zu dc.ii erstgenannten Polarisator (116) und zu der zugehörigen Detektoreinrichtung (120) geführt wird, zu einem Teil aber zu dem Trägerkörper (104) durchgelassen und an den dielektrischen Schichten (102) reflektiert wird und von dort über einen wiederum nicht von der Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung eingenommenen Bereich in das Dachprisma (HO) eintritt und an dem erstgenannten reflektierenden Flächenbereich (112) wiederum reflektiert wird und zu dem zweiten Polarisator (118) und der diesem zugeordneten Detektoreinrichtung (122) gelangt

5. Optisches Ausgangssystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine solche bereichsweise Anbringung der Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung und eine solche Orientierung der reflektierenden Prismenflächenbereiche (132,134),
daß Wellenstrahlung, welche Ober die dielektrischen Schichten (102) in einer bestimmten Richtung u: den Trägerkörper (104) eintritt und welche von den sich ir einer bestimmten Umlaufrichtung in dem sich geschlossenen Übertragungsweg ausbreitenden Wellen ausgekoppelt ist, Ober die Einrichtung (108) zur Umwandlung der Polarisation auf eine beistimmte Stelle eines Bereiches der EinrichUmg (106) zur Strahlaufspaltung trifft und dort zu einem Teil durch das Dachprisma (130) zu einem der Polarisatoren (116) und der zugehörigen Detektoreinrichtung (120) durchgelassen wird, zu einem anderen Teil aber von der Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung über die Einrichtung (108) zur Umwandlung der Polarisation und den Trägerkörper (104) zu den dielektrischen Schichten (102) hin reflektiert und von diesen abermals durch den Trägerkörper (104) und die Einrichtung (108) zur Umwandlung der Polarisation hindurch, ohne auf einen von der Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung eingenommenen Bereich zu treffen, über das Dachprisma (130) auf den anderen Polarisator (118^N und die diesem zugeordnete Detektoreinrichtung (122) reflektiert wird und
daß Wellenstrahlung, welche in einer anderen Richtung über die dielektrischen Schichten (102) in den Trägerkörper (104) eintritt und welche von den in der jeweils anderen U'.ilaufrichtung sich im in sich geschlossenen übertragungsweg ausbreitenden Wellen ausgekoppelt ist, ohne auf einen von der Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung eingenommenen Bereich zu treffen, durch den Trägerkörper

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(104) und die Einrichtung (108) zur Umwandlung der ma (110) eintritt und über die Einrichtung (138) zur Polarisation sowie das Dachprisma (130) hindurch zu Umwandlung der Polarisation, den anderen Polariden reflektierenden Prismenflächenbereichen (132, sator (118) und die ihm zugeordnete Detektorein-134) gelangt und von diesen auf dieselbe bestimmte richtung (122) trifft. Stelle des von der Einrichtung (106) zur Strahlauf- 5

spaltung eingenommenen Bereiches von der ande-

ren Seite her gelenkt wird und dort zum einen Teil im Dachprisma (130) zu dem erstgenannten Polarisator (116) hin sowie zu der ihm zugeordneten De- Die Erfindung betrifft optische Ausgangssysteme für tektoreinrichtung (120) reflektiert wird, zum ande- io Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser mit den Merkren Teil aber zu der Einrichtung (108) zur Umwand- malen des Oberbegriffs von Anspruch 1,2 oder 3. lung der Polarisation sowie zum Trägerkörper (104) Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser mit optihin durchgelassen und an den dielektrischen Schich- sehen Ausgangssystemen dieser Konstruktion sind aus ten (102) reflektiert wird und von dort über einen der deutschen Auslegeschrift 22 09 397 bekannt. Die wiederum nicht von der Einrichtung (106) zur Strah- 15 Anregung von vier Wellen zu jeweils zwei Paaren von laufspaltung eingenommenen Bereich in das Dach- in entgegengesetzter Richtung zueinander im in sich prisma (130) eintritt und zu dem zweitgenannten Po- geschlossenen Ausbreitungsweg umlaufenden Wellen !srisaicr (IiS) und der diesem zugeordneten Detek- mit entgegengesetztem Polarisationssinn der Wellen eitoreinrichtung (122) gelangt nes Wellenpaares hat den Vorteil, daß einerseits die 6. Optisches Ausgangssystem nach Anspruch 3, 20 »lock-inw-Erscheinung bei der Messung geringer Drehgekennzeichnet durch eine solche bereichsweise An- geschwindigkeiten durch eine bewußte Frequenzaufbringung der Einrichtung (106) zur Strahlaufspal- spaltung der in entgegengesetztem Umlaufsinn sich austung und eine solche Orientierung der reflektieren- breitenden Wellen vermieden wird, andererseits aber denPrismenflächenbereiche(132,134). Drifterscheinungen innerhalb des Ringlasers, welche daß Wellenstrahlung, welche über die dielektrischen 25 das Meßergebnis verfälschen, kompensiert werden kön-Schichten (102) in einer bestimmten Richtung in den nen.

Trägerkörper (104) eintritt und welche von den sich Das op'ische Ausgangssystem der bekannten Ringlain einer bestimmten Umlaufrichtung in dem in sich ser-Drehgeschwindigkeitsmesser besteht jedoch aus geschlossenen Übertragungsweg ausbreitenden einzelnen Baueinheiten oder Bauteilen, deren gegensei-Wellen ausgekoppelt ist, auf eine bestimmte Stelle 30 tige Ausrichtung und deren das Auftreten von Driftereines Bereiches der Einrichtung (106) zur Strahlauf- scheinungen vermeidende Anordn'ing Schwierigkeiten spaltung trifft und dort zu einem Teil über das Dach- bereitet. Auch zeigt es sich bei dem bekannten System, prisma (130) zur Einrichtung (136) zur Umwandlung daß ein Teil der Wellenenergie bei der Auswertung under Polarisation, zu einem der Polarisatoren (116) genutzt bleibt

und zu der ihm zugeordneten Detektoreinrichtung 35 Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, (120) durchgelassen und zu einem anderen Teil von ein optisches Ausgangssystem mit den Merkmalen des der Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung über den Oberbegriffs von Anspruch l, 2 oder 3 so auszugestai-Trägerkörper (104) zu den dielektrischen Schichten ten, daß Fehlausrichtungen und Driftprobleme im Be-(102) hin reflektiert und von diesen abermals durch trieb weitgehend vermieden werden und eine Verbesseden Trägerkörper (104) hindurch, ohne auf einen von 40 rung des Wirkungsgrades erzielt wird, der Einrichtung (106) zur Strahlaufspaltung einge- Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden nommenen Bereich zu treffen, über das Dachprisma Merkmale von Anspruch 1, Anspruch 2 oder Anspruch 3 (130) zur Einrichtung (138) zur Umwandlung der Po- gelöst

larisation, dem jeweils anderen Polarisator (118) und Aus der Veröffentlichung »Sperry Engineering Reder ihr zugeordneten Detektoreinrichtung (122) ge- 45 view«, Band 19,1966, Nr. 1, Seite 10, ist es zwar bekannt, langt, und in einem optischen Ausgangssystem für Ringlaserdaß Wellenstrahlung, welche in einer anderen Rieh- Drehgeschwindigkeitsmesser den teildurchlässigen Retung über die dielektrischen Schichten (102) in den flektor und die Einrichtungen zur Strahlaufspaltung zu-Trägerkörper (104) eintritt und welche von den in sammen mit einem Prismenkörper als starre Baueinheit der jeweils anderen Umlaufrichtung sich auf dem in 50 auszubilden, doch ist ein in dieser Weise aufgeb'ites sich geschlossenen Übertragungsweg ausbreitenden optisches Ausgangssystem bekannter Art nicht für Wellen ausgekoppelt ist, ohne auf einen von der Ein- Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmesser vorgesehen, bei richtung (106) zur Strahlaufspaltung eingenomme- dem in dem in sich geschlossenen Wellenausbreitungsnen Bereich zu treffen, durch das Dachprisma (130) weg Wellen mit vier verschiedenen Frequenzen angezu dessen reflektierenden Prismenflächenbereichen 55 regt werden und das Ausgangssystem Polarisatoren (132, 134) gelangt und von diesen auf dieselbe be- enthalten muß.

stimmte Stelle des von der Einrichtung (106) zur Es zeigt sich, daß das hier angegebene optische Aus-Strahlaufspaltung eingenommenen Bereiches von gangssystem innerhalb der starren Baueinheit sämtliche der anderen Seite her gelenkt wird und von dort zum notwendigen Bauteile einschließlich der Detektoren zueihen Teil durch das Dachprisma (130) hindurch auf 60 sainmenfaßt, so daß das Meßergebnis verfälschende die Einrichtung (136) zur Umwandlung der Polarisa- Drifterscheinungen wie Änderungen der vorgegebenen tion, den erstgenannten Polarisator (116) und die ihm Abmessungen und gegenseitigen Zuordnung der Bauzugeordnete Detektoreinrichtung (120) reflektiert teile aufgrund von Umgebungseinflüssen vermieden .wird, zum anderen Teil aber zum Trägerkörper (104) werden.

durchgelassen und an den dielektrischen Schichten es Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme

(102) reflektiert wird und von dort über einen wie- auf die Zeichnung näher erläutert Es stellt dar

derum nicht von der Einrichtung (106) zur Strahlauf- F i g. 1 eine in Blocksymbolen gezeichnete Skizze ei-

spaltung eingenommenen Bereich in das Dachpris- nes Ringlaser-Drehgeschwindigkeitsmessers mit einem