Solid-state ring laser gyroscope

Abstract

Le gyrolaser est un capteur de rotation utilise dans la plupart des centrales de navigation inertielle. Dans sa forme usuelle, il est constitue d'une cavite laser en anneau remplie d'un melange d'helium et de neon pompe par des electrodes a haute tension. L'utilisation d'un milieu amplificateur gazeux, si elle permet de garantir naturellement le fonctionnement bidirectionnel stable necessaire a la mesure des rotations, constitue en revanche la principale limitation industrielle des gyrolasers actuels en termes de cout, fiabilite et duree de vie. On etudie dans cet ouvrage la possibilite de substituer au milieu a gain gazeux un milieu solide (Nd-YAG pompe diode). On presente pour cela une etude theorique et experimentale des differents regimes de fonctionnement du laser en anneau a etat solide. On montre que la stabilite du regime bidirectionnel peut etre garantie par une boucle de contre-reaction agissant sur les etats de polarisation pour creer des pertes differentielles proportionnelles a la difference d'intensite entre les modes contrarotatifs. Cette technique permet l'obtention d'un gyrolaser a etat solide, dont la reponse en frequence est perturbee par les couplages entre modes. Plusieurs solutions, optiques et mecaniques, sont ensuite etudiees, dans le but d'ameliorer la qualite de cette reponse en frequence. En particulier, la mise en vibration du milieu a gain le long de l'axe optique apparait comme une solution tres prometteuse pour l'obtention de bonnes performances inertielles avec un gyrolaser a etat solide.