Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Jean-Claude RADIX : Ingénieur civil des Télécommunications - Professeur indépendant
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’expérience et la théorie montrent que l’observation de phénomènes optiques permet d’effectuer des mesures de rotations absolues. Cette possibilité, connue depuis 1913, s’est concrétisée par la mise au point de gyromètres optiques.
Leur principe de fonctionnement fait intervenir d’importants chapitres de physique théorique : mécanique quantique pour le phénomène laser, relativité générale pour l’observation de la propagation de rayons lumineux à partir d’un laboratoire en rotation.
Il s’ensuit, notamment pour l’ingénieur travaillant sur les techniques inertielles classiques, une certaine difficulté pour comprendre comment fonctionnent ces appareils, et cela d’autant plus que leur mode de fonctionnement peut faire intervenir des notions classiques d’optique ondulatoire (interférences) qui ne lui sont généralement pas familières.
L’objet de cet article est précisément de lui venir en aide, en rassemblant les notions de base nécessaires à la compréhension du gyromètre laser et du gyromètre à fibre optique et en effectuant une description sommaire de ces appareils et de leurs performances.
le lecteur pourra utilement se reporter à l’article Mécanique quantique dans le traité Sciences fondamentales.
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- Version archivée 1 de avr. 1986 par Jean-Claude RADIX
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Gyromètres à fibres optiques3. Gyromètre laser
3.1 Constitution
L’appareillage comporte une partie optique (figure 8) et une partie électronique (figure 9).
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Trajet optique
Il est de forme triangulaire (figure 8a ) ou carrée. La forme triangulaire ne nécessite que trois miroirs, la forme carrée conduit à un facteur géométrique S /p [§ 2.4, équation [20]] plus favorable.
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Ce trajet est constitué par un tube capillaire (quelques millimètres de diamètre) foré dans un matériau (par exemple le Cervit ) d’une grande stabilité dimensionnelle (coefficient de dilatation linéique de l’ordre de 10–7 K–1) et imperméable au mélange gazeux remplissant le tube capillaire.
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Ce mélange est constitué à partir d’hélium et de néon sous une pression de 3 à 5 mm Hg (400 à 700 Pa). L’ionisation est produite par une cathode et deux anodes permettant d’obtenir deux circuits ioniques présentant une grande symétrie ; cette symétrie est renforcée par une alimentation anodique équilibrée en courant (quelques milliampères) ; la longueur d’onde obtenue, voisine de 0,6 µm, correspond au rouge-orangé.
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La réflexion des rayons lumineux est effectuée par des miroirs multicouches de haute qualité conduisant à des pertes d’énergie extrêmement faibles. Ces miroirs sont souvent...
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Gyromètre laser
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BERTIN (M.), FAROUX (J.-P.), RENAULT (J.) - Optique. Cours de mathématiques spéciales. - Dunod Université 1981, 254 p. Ch. 9 : Interférences lumineuses non localisées entre deux ondes cohérentes.
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(2) - CHABANNES (F.) - Les lasers. - Cours ENSTA no 184, 1978, 216 p.
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(3) - DITCHBURN (R.W.) - Light. - 3e éd. Academic press 1976, 796 p. - Ch. 11 : Velocity of light and relativistic optics.
-
(4) - LANDAU (L.), LIFSHITZ (E.) - The classical theory of fields. - Addison-Wesley Press 1951, 254 p. Ch. 10 : Particle in a gravitational field § 10-11 Rotation.
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(5) - ARONOWITZ (F.) - The Laser Gyro. - 3e article de Laser Applications, Vol. 1 ed. by Monte Ross Academic Press, 1971, p. 133-200.
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(6) - DELPECH (J.-F.) - Mécanismes d’inversion...
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