[发明专利]用于环形激光陀螺仪的增强型固态增益介质

说明书

本公开一般涉及用于环形激光陀螺仪的增强型固态增益介质。本发明公开了多层镜、环形激光陀螺仪和方法。例如，多层镜包括多个交替的高折射率光学材料层和低折射率光学材料层，设置在多个交替层上的光学材料的放大层，以及设置在光学材料放大层的最外表面上的抗反射材料涂层。

背景技术

环形激光陀螺仪(RLG)已经在惯性导航领域中利用了数十年以测量角运动或旋转。利用环形激光器测量角运动的概念于1963年首次公开发表。环形激光器利用低压氦-氖气体放电作为有源增益介质，并且由氦-氖气体放电增益介质驱动的RLG从那时起就被利用。然而，虽然现有的氦-氖气体放电RLG在惯性导航和其他测量领域中已经适当地进行，但是这些氦-氖气体放电RLG具有与气体放电本身相关的显著的寿命、可靠性、性能和尺寸限制。而且，氦-氖气体放电RLG制造昂贵。

已知利用固态增益介质代替氦-氖气体混合物的RLG。从制造的角度来看，这种固态增益介质RLG在减小尺寸、劳动力和制造成本方面可以提供优于氦-氖气体放电RLG的显著节省。而且，这种固态增益介质RLG在增加可靠性和寿命方面可以提供优于氦-氖气体放电RLG的显著技术优势。

掺杂钕的二氧化硅(掺杂Nd的SiO₂)层产生固态RLG的腔体增益。该掺杂Nd的二氧化硅层沉积在RLG腔体中的高反射多层电介质镜的顶层上。然而，存在的一个重要问题是掺杂钕的二氧化硅层的折射率与(例如，在腔体中的)空气或真空的折射率不匹配。因此，泵浦光(例如，激光二极管、闪光灯、LED)的大部分和激光信号由于反射而丢失。例如，如果泵浦光源是激光器，那么腔体损耗的此种增加不仅会提高激光器阈值，还会增加基本激光器噪声(Schawlow-Townes线宽)。

因此，需要一种技术，该技术可用于减小损失的光激发能量的量，并且从而增强固态RLG的性能。

发明内容

本文公开的实施方案提出了用于增强在RLG装置中用作激光镜的多层干涉镜的耐久性和可制造性的技术。

附图说明

当考虑到优选实施方案的描述和以下附图时，本公开的实施方案可以更容易理解，并且其进一步的优点和用途更加显而易见，在附图中：

图1是示出可用于实现本发明的一个示例性实施方案的多层镜的简化结构图。

图2是示出可用于实现本发明的一个示例性实施方案的增强型增益镜的简化结构图。

图3是示出可用于实现本发明的一个示例性实施方案的增强型环形激光陀螺仪(RLG)的简化结构图。

图4是示出可用于实现本发明的一个示例性实施方案的方法的流程图。

根据惯例，所描述的各种特征部未必按比例绘制，而是用于强调与本公开相关的特征部。参考字符在所有图和文本中表示类似的元件。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考形成其一部分的附图，并且在附图中通过可以实践这些实施方案的具体说明性实施方案的方式来示出。对这些实施方案进行了足够详细的描述，以使本领域技术人员能够实践这些实施方案，并且应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他实施方案，并且可以作出逻辑改变、机械改变和电气改变。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义。

图1是示出可用于实现本发明的一个示例性实施方案的增强型多层镜100的简化结构图。例如，在一个实施方案中，多层镜100是用于RLG(诸如例如固态增益介质RLG)的多个干涉镜的干涉镜。更准确说，多层镜100是高反射镜叠堆，其包括例如第一(例如，电介质)材料的外层，其产生用于固态RLG的增益介质，以及第二(例如，抗反射)材料的顶部涂层，该第二顶部涂层沉积在该外层材料上以增强光能进入外层的透射率，并且从而增强固态RLG的环形激光器的发射效率。