Brevet FR2672393A1 — publié le 19920807

L'invention concerne d'une manière générale les lasers en anneau, et elle a trait en particulier à un gyroscope à laser en anneau (gyrolaser) qui comprend deux miroirs magnétiques afin de pouvoir fonctionner à toutes les vitesses de rotation souhaitées tout en évitant le verrouil- lage ou blocage. Un laser en anneau utilise deux faisceaux de lumière se propageant le long du même trajet, dans des sens opposés, le long d'une cavité rentrante à circuit fermé Dans un laser en anneau idéal, la différence de fréquence entre les faisceaux de lumière est nulle lorsque l'anneau est immobile, mais s'écarte de zéro lorsque l'anneau est tourné autour d'un axe perpendiculaire au plan de production de l'effet laser, la différence de fréquence étant propor- tionnelle à la vitesse de rotation angulaire de la cavité. Les deux faisceaux sont combinés au moyen d'un prisme pour produire un diagramme de "franges" d'interférence Les franges sont immobiles si les deux faisceaux sont de fré- quence identique et ont un déplacement de phase constant Les franges changent à une vitesse proportionnelle à toute différence de fréquence des deux faisceaux Une photodiode détecte le mouvement et produit un signal électrique cor- respondant En tant que tel, un laser en anneau est capable de fonctionner à la manière d'un gyroscope Cependant, il existe de nombreux effets qui dégradent les performances du laser en anneau L'un des plus importants et donc des plus gênants est connu sous le nom de verrouillage ou blocage Le verrouillage est provoqué par de la lumière diffusée par suite d'une interaction d'un faisceau avec le faisceau se propageant en sens opposé Un effet de cette interaction est la suppression, à de faibles vitesses de rotation, de la différence de fréquence entre les faisceaux Un autre effet de cette interaction amène la différence de fréquence en fonction de la vitesse angulaire d'entrée à présenter un comportement non linéaire et un bruit de phase accru pour des vitesses d'entrée proches du seuil de verrouillage. Lorsqu'un laser en anneau est utilisé en tant que gyroscope, connu sous le nom de gyroscope à laser, les deux faisceaux lumineux de sortie sont combinés pour produire des franges d'interférence qui sont comptées par un photo- détecteur Le nombre de franges comptées est directement proportionnel à l'angle total sur lequel le laser en anneau a tourné, pourvu que les deux faisceaux de lumière ne soient aucunement couplés Le rapport du nombre de franges comptées par unité d'angle de rotation est connu sous le nom de facteur de proportionnalité du gyroscope Cependant, par suite du verrouillage, aucune frange n'apparaît avant le seuil de verrouillage et le facteur de proportionnalité n'est pas linéaire sur une plage de vitesses de rotation proche du seuil de verrouillage Ainsi qu'on peut le réaliser, ces deux phénomènes dégradent gravement la précision du gyrolaser. On a utilisé diverses techniques pour éviter le verrouillage, allant d'un dispositif de tremblement mécanique qui fait osciller l'ensemble du laser en anneau à une faible20 amplitude, jusqu'à des dispositifs de polarisation magnéto- optiques Le procédé magnéto-optique impose une polarisation au laser en anneau en introduisant un déphasage non récipro- que dans les faisceaux lumineux se propageant en sens contraires Les dispositifs magnéto-optiques sont générale- ment classés dans l'une de deux grandes catégories, à savoir les cellules de Faraday et les miroirs de polarisation magnétique Dans les dispositifs de polarisation à cellule de Faraday, une matière paramagnétique ou ferrimagnétique, transparente à la longueur d'onde laser, est insérée dans la cavité, sur les trajets des deux faisceaux lumineux Cet agencement a pour inconvénient de nécessiter l'utilisation de composants optiques supplémentaires de haute qualité, et donc coûteux, et, en outre, ces composants peuvent donner nais- sance à une diffusion accrue de la lumière, augmentant ainsi le problème du verrouillage. Des brevets concernant cette technologie compren- nent le brevet des Etats-Unis d'Amérique N' 3 649 931 qui montre l'utilisation d'un système de cellule de polarisation de Faraday Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3 862 803 montre aussi l'utilisation d'une cellule de Faraday Le brevet des Etats-Unis d 'Amérique N' 3 973 851 décrit 1 'appli- cation d'un champ magnétique axial à un milieu à gain laser et la production, par l'effet Zeeman, d'un déplacement entre les profils de gain en fonction de la fréquence pour des ondes tournant en sens contraires. Un miroir de polarisation magnétique remplace habituellement l'un des trois miroirs habituels "d'angle" du gyrolaser d'une manière décrite, par exemple, dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 07/239 724, déposée le 2 Septembre 1988 sous le titre "Ring Laser Gyro and Magnetic Mirror Therefor", de H Lim et collaborateurs Lors de l'utilisation, un champ magnétique rapidement commutable est généré par des conducteurs situés à proximité d'un substrat du miroir et de préférence noyés dans ce substrat La polarisation de mode S est supprimée par l'utilisation d'une configuration, sur un petit périmètre, d'un nombre impair de miroirs et/ou de revêtements diélectriques multicouches Le fonctionnement en mode P unique résultant est obtenu sans fenêtres à angle de Brewster ni les problèmes associés de biréfringence et de diffusion accrue. Cette technique permettant d'éviter avec succès les phénomènes de verrouillage dans un gyrolaser utilise un "tremblement" magnétique obtenu à partir d'un mince revête- ment magnétique qui forme une surface réfléchissante du miroir Cette technique consiste à faire fonctionner le gyrolaser pour produire uniquement un faisceau de lumière à polarisation P afin qu'une interaction par effet Kerr transversal de la lumière et du champ magnétique, à la surface revêtue du mince film magnétique, aboutisse à un déphasage non réciproque de la lumière se déplaçant dans les deux faisceaux se propageant en sens contraires Une consé- quence de ce déphasage est une division ou un dédoublement de fréquence entre les deux faisceaux lorsque le gyroscope est immobile dans son cadre inertiel Sans la "polarisation induite magnétiquement" appliquée par le miroir magnétique (MM), le gyrolaser produirait une fréquence de sortie nulle jusqu'à ce que le plan de production d'effet laser associé soit mis en rotation dans un espace inertiel à une vitesse de sortie supérieure au seuil de verrouillage La polarisation magnétique produite par le miroir magnétique élimine ce problème en maintenant le gyrolaser en dehors de l'état de verrouillage. En tant que tel et comme on peut le voir sur la figure 2 des dessins annexés décrits ci-après, le miroir magnétique MM décale en fait la courbe de fréquence de sortie en fonction de la vitesse de rotation du gyroscope d'une quantité égale à la polarisation induite magnétiquement. Lorsque le miroir MM est totalement établi dans l'un de ses deux sens stables possibles le long d'un axe "aisé" associé (déterminé durant la déposition du film magnétique), la polarisation induite par le miroir magnétique décale la courbe vers une vitesse de rotation angulaire plus positive. Lorsque le miroir magnétique est totalement positionné dans l'état stable opposé le long de l'axe aisé, la courbe est25 décalée vers une vitesse de rotation angulaire plus négative. La zone de verrouillage est décalée de façon correspondante afin de chevaucher la valeur de polarisation Le comportement pour les deux états du miroir magnétique est symétrique par rapport à la polarisation induite magnétiquement, produite.30 Un avantage de cette symétrie est une annulation rapide d'une amplitude de polarisation variant lentement du fait, par exemple, de variations de température dans le film magnéti- que, l'annulation rapide ou à court terme étant obtenue par l'utilisation d'un processus qui calcule la vitesse de35 rotation réelle ou vraie en faisant la somme du nombre total compté de franges à chaque cycle complet de fréquence de commutation du miroir. Cependant, on a observé que pour des vitesses de rotation au voisinage du décalage de polarisation MM, o un verrouillage tend à apparaître, deux effets indésirables apparaissent: ( 1) le bruit aléatoire de sortie du gyroscope tend à augmenter notablement, et ( 2) la fréquence réelle de sortie s'écarte notablement d'une relation rectiligne souhaitée de la fréquence en fonction de la vitesse de rotation d'entrée. Une solution à ce problème pour maintenir un niveau de bruit bas consiste à arrêter la commutation symétrique du miroir magnétique MM lorsque la vitesse de rotation approche de l'une des deux valeurs de décalage de15 polarisation MM, et à laisser le miroir MM commuter dans un état qui est le plus éloigné du verrouillage Cependant, en fonctionnement, la symétrie du décalage de polarisation et l'annulation des variations de polarisation dues à la température et à d'autres variables sont impossibles pour le système utilisant le gyrolaser pendant que le miroir magnéti- que MM n'est pas commuté Pour éliminer les erreurs, toutes ces variations doivent donc être "modélisées" et incluses dans un algorithme de correction exécuté par un calculateur de vitesse réelle, ou de navigation Ces techniques de compensation ou de correction ajoutent à la complexité et risquent de réduire la précision du système de captage de vitesse de rotation. D'autres brevets intéressants comprennent les brevets suivants Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N' 4 592 656 décrit un capteur de vitesse angulaire à laser en anneau comportant des miroirs 2 et 3 pouvant être posi- tionnés latéralement, destinés à moduler des ondes diffusées à une vitesse constante, en multiples entiers d'une variation de phase de 2 pi radians Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 410 276 décrit un gyroscope à laser en anneau construit sous la forme d'un triangle isocèle ayant deux miroirs symétriques disposés de façon à réfléchir la lumière sous un angle tel qu'une vibration égale et opposée des deux miroirs par rapport à une zone à l'intérieur du triangle peut être effectuée à une amplitude qui correspond exactement à une fonction Bessel nulle Un troisième angle, supplémentaire mais différent des deux premiers angles, est choisi de façon que le déplacement du point de réflexion sur une surface de réflecteur associée corresponde à une autre fonction de Bessel nulle. Les deux brevets des Etats-Unis d'Amérique suivants décrivent d'une façon générale des miroirs magnéti- ques, à savoir les brevets N' 3 851 973 et N' 4 195 908. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 4 522 496 décrit, dans une forme de réalisation, l'extraction de l'une des ondes primaires du trajet du laser en anneau à travers un miroir partiellement réfléchissant, l'onde extraite étant soumise à l'action d'un miroir oscillant à une fréquence angulaire qui produit un décalage Doppler de la fréquence de l'onde extraite Le mode à décalage Doppler est réintroduit dans le trajet du laser en anneau pour diminuer la plage de fréquence de verrouillage des modes primaires. Les brevets suivants décrivent d'une façon générale divers réflecteurs convenant à une utilisation dans des lasers ou des gyroscopes à laser, à savoir les brevets des Etats-Unis d'Amérique N O 4 442 414, N 4 009 933, N O 4 268 799, N O 4 201 954, N O 4 271 397 et N O 3 581 227 Le brevet EP 267672 A décrit un miroir à empilage diélectrique à couches multiples pour un gyroscope à laser. Cependant, aucun des brevets précités, considérés isolément ou en combinaison, ne résout le problème, ni ne suggère une solution au problème, du maintien de la linéarité du facteur de proportionnalité ou d'un faible niveau de bruit lorsque la vitesse de rotation angulaire d'un capteur de vitesse de rotation angulaire à laser en anneau approche de l'une des deux zones de décalage de polarisation MM. Un objet de l'invention est donc de résoudre les problèmes ci-dessus en permettant au gyrolaser de fonctionner à toutes les vitesses de rotation souhaitées sans approcher étroitement de la zone de verrouillage. Un autre objet de l'invention est de résoudre les problèmes précédents en permettant à un capteur de vitesse angulaire à laser en anneau de fonctionner à toutes les vitesses de rotation souhaitées sans approcher étroitement de la zone de verrouillage en utilisant des premier et second miroirs magnétiques à l'intérieur de la cavité optique et en faisant fonctionner les deux miroirs magnétiques, soit dans un mode additif, soit dans un mode soustractif. Les problèmes ci-dessus sont résolus et les objets de l'invention sont réalisés par un capteur de vitesse angulaire à laser en anneau qui comprend un appareil destiné à générer deux faisceaux optiques se propageant en sens contraires, parcourant dans des sens opposés un trajet optique défini par plusieurs réflecteurs Conformément à l'invention, un premier des réflecteurs comprend un premier miroir magnétique et un deuxième des réflecteurs comprend un deuxième miroir magnétique Chacun des miroirs magnétiques est couplé et sensible à un signal d'entrée associé provenant d'un dispositif de commande de miroir afin d'être excité de25 manière commandée pour polariser ainsi le capteur de vitesse angulaire à laser en anneau à un point de fonctionnement souhaité. Conformément à un procédé de l'invention pour faire fonctionner un capteur de vitesse angulaire à laser en anneau, on exécute les étapes suivantes: (a) pour une première plage de vitesses de rotation angulaire qui comprend une zone de verrouillage, on fait fonctionner de façon commandée un miroir magnétique disposé dans un trajet optique du capteur de vitesse afin de polariser le capteur de vitesse35 à un point de fonctionnement souhaité, et (b) pour une seconde plage de vitesses de rotation angulaire qui ne comprend pas une zone de verrouillage, on supprime en fait le miroir magnétique du trajet optique du capteur de vitesse. L'étape consistant à faire fonctionner de manière commandée comprend une première étape consistant à exciter de façon commutable un premier miroir magnétique et un second miroir magnétique de façon que leurs effets respectifs de déphasage magnéto-optique s'additionnent entre eux L'étape consistant à enlever en fait le miroir magnétique comprend une seconde étape consistant à exciter de façon commutable le premier miroir magnétique et le second miroir magnétique de manière que leurs effets respectifs de déphasage magnéto-optique se soustraient l'un de l'autre. Le procédé comprend en outre les étapes qui consistent à comparer la vitesse de rotation angulaire à une valeur de seuil et à choisir d'exécuter, soit la première étape d'excitation commutable, soit la seconde étape d'exci- tation commutable L'étape de sélection est réalisée en fonction de la valeur de la vitesse de rotation angulaire par rapport à la valeur de polarisation du miroir magnétique MM, la valeur sélectionnée étant une valeur prédéterminée qui tend à maintenir une quantité minimale de bruit sur une plage de vitesses de rotation du capteur de vitesse angulaire à laser en anneau et/ou à maximiser la linéarité du facteur de proportionnalité Les deux avantages sont obtenus approxi- mativement à la même valeur sélectionnée, bien que le bruit minimal puisse ne pas correspondre exactement à la linéarité maximale du facteur de proportionnalité Cependant, chaque valeur peut être optimisée suivant les exigences de la mission d'une application du gyroscope. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue en plan simplifiée d'un gyrolaser réalisé et mis en oeuvre conformément à 1 'inven- tion, comprenant deux miroirs magnétiques et des modules de circuits électroniques destinés à commander l'excitation additive/soustractive des miroirs magnétiques; la figure 2 est un graphique montrant l'effet d'un miroir magnétique unique de l'art antérieur sur le fonctionnement d'un gyrolaser; la figure 3 est un graphique montrant l'effet, sur le fonctionnement d'un gyrolaser, de deux miroirs magnétiques mis en oeuvre dans un mode additif; la figure 4 est un graphique montrant l'effet, sur le fonctionnement d'un gyrolaser, de deux miroirs magnétiques mis en oeuvre dans un mode soustractif; et la figure 5 montre graphiquement les champs appliqués pour commuter les films des miroirs magnétiques. En référence à la figure 1, il est illustré une vue de dessus simplifiée d'un gyrolaser 10 réalisé confor- mément à l'invention Cette description est donnée dans le contexte d'un gyrolaser similaire, en certains points, à celui décrit dans la demande N O 07/239 724 précitée Il20 convient de noter, cependant, que les indications de l'inven- tion peuvent être appliquées à des capteurs de vitesse à laser en anneau d'une façon générale, et qu'elles n'entendent pas être limitées uniquement à la forme de réalisation présentée dans la description qui suit. Le gyrolaser 10 comprend un bloc 11 présentant un trajet optique triangulaire défini par des alésages inté- rieurs lla, llb et llc Ces alésages définissent un périmètre optique du gyrolaser 10 Par exemple, le périmètre peut être de 15 cm Trois réflecteurs ou miroirs ( 20, 22, 24) sont montés aux sommets du triangle pour réfléchir des faisceaux lumineux A et B se propageant en sens contraires Une cathode 12 et des anodes 14 et 16 se combinent pour générer une décharge dans un milieu à hélium-néon produisant un effet laser Cependant, une seule branche 18 de gain nécessite un alésage de précision La configuration triangulaire, à faible périmètre, produit une division ou dédoublement de fréquence important entre des modes laser polarisés linéairement, adjacents S (hors du plan) et P (dans le plan) Sur la figure 1, un plan d'effet laser du gyrolaser 10 est considéré comme étant un plan parallèle à celui du papier. Conformément à l'invention, la configuration triangulaire du gyrolaser 10 est définie par les trois miroirs, à savoir un premier miroir magnétique 20, un second miroir magnétique 22 qui, dans la forme de réalisation illustrée, fonctionne aussi d'une manière classique en tant que miroir de réglage de la longueur du trajet, et un miroir 24 de sortie, partiellement réfléchissant, partiellement transmissif ou transparent Un fonctionnement en mode P est maintenu par un servomécanisme piézo- électrique de longueur de trajet (non représenté) agissant sur le miroir 22 Un mécanisme 26 de commande de miroir magnétique (MMC) comporte une entrée destinée à recevoir la vitesse de rotation angulaire mesurée du gyrolaser 10 et réagit à ce signal d'entrée pour exciter de façon commutable les miroirs magnétiques 20 et 22 dans un mode souhaité de fonctionnement, comme décrit ci-après Le gyrolaser 10 est en contact aux trois sommets avec les miroirs 20, 22 et 24 pour former un ensemble étanche, d'un seul bloc Les miroirs magnétiques 20 et 22 peuvent être réalisés comme décrit dans la demande No 07/239 724 précitée A cet égard, le miroir magnétique 22 est réalisé de façon à assumer les deux fonctions d'un miroir magnétique et d'un miroir de réglage de longueur du trajet. Une telle modification comprend principalement l'addition de bobinages de champ au miroir pour exciter une couche à film mince, disposée intérieurement, constituée d'un alliage magnétique anisotrope (alliage à magnétostriction nulle) Un miroir magnétique pourrait également être utilisé en tant que miroir de sortie, mais il n'en est pas ainsi car, habituel- lement, la lumière dont on dispose à la sortie, transmise à travers le miroir magnétique, est inférieure à celle trans- il mise à travers un miroir de sortie classique. Comme on le montrera à présent, la structure illustrée sur la figure 1 est un perfectionnement au gyro- laser "à tremblement" magnétique ayant un seul miroir magnétique. La réflectivité du revêtement à film magnétique de miroirs magnétiques doit être renforcée par un revêtement d'empilage diélectrique (habituellement des couches quart- d'ondes alternées de deux matières ayant deux constantes diélectriques différentes) afin de parvenir à des pertes globales dans la cavité qui sont inférieures au gain optique possible de la décharge laser Un empilage diélectrique ayant un nombre plus grand de couches quart- d'ondes présente une réflectance plus élevée ou une perte ou un affaiblissement plus faible Idéalement, on préfère la réflectance maximale pouvant être obtenue en pratique à partir de tous les miroirs du gyrolaser à l'exception du miroir de sortie qui est conçu pour transmettre suffisamment de lumière pour permettre un fonctionnement approprié de l'élément capteur à photodiode. Dans le cas du miroir magnétique, le film magnétique nu est lui-même réfléchissant, habituellement de l'ordre de 60 %, afin qu'une réflectance élevée puisse être obtenue avec relativement moins de couches quart-d'ondes que dans un miroir ayant seulement un empilage diélectrique et aucun revêtement sous-jacent, comme cela est propre au miroir magnétique Etant donné que la lumière laser doit pénétrer dans l'empilage diélectrique pour être soumise à un déphasage au moyen de l'effet magnéto-optique Kerr longitudinal, une polarisation induite magnétiquement dans le gyrolaser est une fonction de l'épaisseur de l'empilage diélectrique déposé sur le film magnétique Par conséquent, lorsque la réflectance est augmentée, la polarisation du miroir magnétique est abaissée en relation approximativement linéaire autour de la zone intéressante, en pratique, pour le fonctionnement du gyrolaser En tant que tel, les couches de revêtement diélectriques du miroir magnétique peuvent être ajustées en nombre pour produire une polarisation magnétique spécifique à une réflectivité correspondante La polarisation peut être répartie entre deux miroirs magnétiques de manière que la polarisation magnétique totale obtenue dans le gyroscope soit la même que celle obtenue avec un seul miroir magnétique La réflectance résultante des deux miroirs magnétiques, consi- dérés ensemble, est la même que celle d'un seul miroir magnétique qui produit la même valeur de polarisation. En supposant à présent que chacun des deux miroirs 20 et 22 présente les mêmes propriétés optiques qu'un seul miroir magnétique, on observe que le gyrolaser 10 est polarisé deux fois autant qu'un seul miroir lorsque les deux miroirs magnétiques 20 et 22 sont positionnés dans la même direction par rapport au plan de l'effet laser En outre, si les deux miroirs magnétiques 20 et 22 sont commutés ensemble, la polarisation du gyrolaser 10 alterne entre des valeurs positives et négatives autour de la vitesse moyenne d'infor- mation de sortie Les avantages d'une stabilité élevée dans la commande de polarisation, obtenus par l'établissement de la moyenne de l'information des états positifs et négatifs sont donc réalisés La stabilité à la température de la vitesse de sortie calculée a été observée comme étant améliorée d'un facteur de dix lorsque l'on soumet à une commutation les miroirs magnétiques 20 et 22 plutôt que de les laisser dans un sel état Comme cela a été expliqué, lorsque l'on fait tourner le gyrolaser à une vitesse appro- chant la bande de verrouillage, la bande étant habituellement de quelques degrés par seconde, en largeur, centrée sur la vitesse de polarisation des miroirs magnétiques, le bruit aléatoire dans les données augmente notablement lorsque l'on approche du bord de la bande de verrouillage Pour cette raison, le gyrolaser n'est avantageusement pas mis en oeuvre de façon que le miroir magnétique amène par commutation le gyrolaser au voisinage du verrouillage. Avec les deux miroirs magnétiques 20 et 22 de l'invention, on évite le verrouillage car deux modes de fonctionnement des miroirs magnétiques sont aisément dispo- nibles Un effet d'un premier mode de fonctionnement est illustré sur la figure 3 et comprend une commutation des deux miroirs 20 et 22 simultanément de façon que les effets optiques, en particulier les décalages de polarisation des deux miroirs, soient additifs L'effet de cette commutation en phase ou additive à la fois sur la vitesse de sortie du gyrolaser 10 et sur sa dérive aléatoire est illustré sur une plage de vitesses d'entrée de -150 '/seconde à + 150 '/seconde. Pour le graphique de la figure 3, les deux miroirs magnéti- ques 20 et 22 sont commutés Des franges optiques de sortie sont représentées comme se déplaçant dans un sens positif (+) pour une vitesse d'entrée positive et dans le sens contraire (-) pour une vitesse d'entrée négative. Un effet d'un second mode de fonctionnement est illustré sur la figure 4 et utilise une commutation des deux miroirs magnétiques 20 et 22 simultanément de façon que les décalages de polarisation des miroirs soient soustractifs. L'effet de cette commutation hors de phase ou soustractive sur la vitesse de sortie et la dérive aléatoire du gyrolaser est illustré sur la plage de vitesses d'entrée de -1500/seconde à + 1500/seconde et au même facteur de propor- tionnalité ou d'échelle et à la même polarisation de gyros- cope que sur la figure 3 Pour le graphique de la figure 4, les deux miroirs magnétiques 20 et 22 sont commutés. Ainsi qu'on peut aisément le voir, si les deux miroirs magnétiques 20 et 22 produisent des décalages de polarisation sensiblement identiques, le résultat est un décalage de polarisation sensiblement nul pour le mode soustractif Par conséquent, on empêche en fait les miroirs magnétiques 20 et 22 de polariser activement le gyrolaser 10 lorsqu'il fonctionne dans le mode soustractif De plus, si une variation de polarisation due, par exemple, à la tempéra- ture est la même dans les deux miroirs magnétiques 20 et 22, l'annulation reste efficace sur une large gamme de tempéra- tures ambiantes. Conformément à l'invention, la commande 26 des miroirs magnétiques agit de façon à faire fonctionner les miroirs magnétiques 20 et 22 dans le mode additif pour des vitesses de rotation angulaires du gyrolaser 10 nulle et faibles et fonctionne en outre de façon à passer dans le mode soustractif pour des vitesses de rotation angulaires supé-10 rieures à approximativement la moitié de la vitesse de polarisation de décalage des deux miroirs magnétiques 20 et 22 lorsqu'ils sont considérés ensemble Ainsi, une technique de commande relativement simple change le mode des miroirs magnétiques 20 et 22 lorsque la vitesse de rotation réelle15 calculée dépasse une valeur spécifique Une valeur optimale de vitesse de rotation pour le point d'inversion de mode est la valeur qui tend à maintenir un minimum de bruit sur une plage complète de rotation du gyrolaser 10 En variante, le point d'inversion de mode peut être une valeur choisie de façon à minimiser l'erreur de facteur de proportionnalité ou d'échelle à toutes les vitesses d'entrée, bien que les deux avantages soient obtenus approximativement au même point d'inversion. Il convient de noter que la description suivante d'un système de commande électronique ne porte que sur un moyen approprié de commander le fonctionnement des deux miroirs magnétiques 20 et 22. Les faisceaux optiques de sortie du gyroscope, de sens des aiguilles d'une montre et de sens contraire, sont combinés dans un prisme 29 et sont captés par une photodiode 27 Un amplificateur 34 amplifie le niveau du signal pro- venant de la photodiode 27 et délivre en sortie une forme d'onde essentiellement carrée aux circuits logiques 28 de sens Le mouvement relatif des franges optiques sur la photodiode peut être déterminé par l'utilisation d'une diode double positionnée sur le prisme 29 afin que la crête de la forme d'onde sinusoïdale optique atteigne une première desdites diodes, puis l'autre par suite d'un mouvement relatif des franges tel que capté par des signaux électriques de sortie de la diode Cette technique nécessite un amplifi- cateur séparé pour chaque diode Les deux signaux de sortie sont appliqués à la logique 28 de sens qui détermine la séquence relative des formes d'ondes en comparant les fronts de chacune des deux formes d'ondes La logique 28 de sens applique deux signaux de sortie à un compteur-décompteur numérique 30 Il s'agit des impulsions de sortie correspon- dant au mouvement relatif des franges et à un signe de sens pour commander par instruction au compteur 30 d'incrémenter ou de décrémenter les comptes Des valeurs comptées nettes et intégrées de sortie (c'est- à-dire des comptes totaux pour n cycles complets des miroirs magnétiques) sont disponibles pour un système de navigation à partir d'une bascule numéri- que 33 Ces valeurs comptées intégrées correspondent direc- tement à la rotation angulaire totale du gyroscope 10 depuis l'instant de la dernière remise à zéro des compteurs 30 par une horloge numérique 32 La bascule 33 constitue un moyen pour maintenir un échantillon de sortie constant durant une transmission de données Un circuit 31 de détermination de vitesse détermine la vitesse d'entrée du gyroscope en mesurant le nombre de valeurs comptées nettes obtenues à partir du compteur 30 sur chaque cycle complet des miroirs magnétiques Lorsque la vitesse d'entrée mesurée du gyroscope s'élève à partir de zéro et dépasse environ 50 % à 70 % de la vitesse de polarisation équivalente des miroirs magnétiques, la commande 26 des miroirs magnétiques fait passer les miroirs d'un mode additif à un mode soustractif Si la vitesse d'entrée descend au-dessous d'environ 50 à 70 % de la vitesse de polarisation équivalente des miroirs magnétiques pendant que le mode de commutation des miroirs est sous-35 tractif, on repasse dans le mode additif. Le procédé de détection du sens des franges tel que décrit ne constitue qu'un procédé pour déterminer la polarité relative de sortie et a été proposé pour expliquer clairement la commande des deux miroirs magnétiques Cepen- dant, la suggestion d'utiliser deux miroirs magnétiques pour améliorer la linéarité du facteur d'échelle ou de propor- tionnalité et réduire le bruit du gyroscope n'est pas limitée à la commande électronique spécifique décrite ici. Le fonctionnement du circuit 26 de commande des miroirs sera à présent décrit plus en détail La polarité des miroirs magnétiques est périodiquement inversée comme décrit précédemment pour annuler l'accumulation de la polarisation des miroirs magnétiques sur les données de sortie Cette inversion a lieu très rapidement afin que le temps d'inver-15 sion soit petit en comparaison avec la largeur d'un comptage de données inertielles à la vitesse d'entrée maximale du gyroscope 10 Une technique, actuellement préférée à circuit d'attaque utilise deux bobinages individuels, disposés orthogonalement, qui produisent des champs magnétisants dans le plan du film magnétique Une application convenablement séquencée d'impulsions de courant d'attaque amène le film magnétique à commuter très rapidement par rotation des domaines magnétiques L'un des deux bobinages d'attaque sur chaque miroir magnétique produit un champ, lorsqu'il est excité, suivant "l'axe magnétique aisé" d'un film magnétique mince anisotrope déposé sur le substrat du miroir L'ampli- tude de ce champ d'attaque est réglée de façon à être inférieure à la coercitivité du film, Hc, mais supérieure au produit du champ d'anisotropie, Hk, et du sinus de l'angle de30 dispersion dans l'axe aisé Le bobinage d'axe aisé est attaqué avec une impulsion de courant approximativement carrée dont la durée est juste assez grande pour assurer une commutation complète (habituellement 1 à 2 microsecondes) Le sens de circulation du courant détermine le sens de magné- tisation du film après l'achèvement de l'opération de commutation dans un sens donné. En fonctionnement, l'horloge numérique 32 applique un signal d'entrée au circuit d'attaque d'axe aisé, ce qui, pour l'un des deux miroirs, engendre une impulsion de courant approximativement carrée dans un sens Un demi-cycle de fréquence de miroir plus tard, une impulsion de courant approximativement carrée est appliquée dans le sens opposé, comme montré sur la figure 5 La fréquence de commutation des miroirs est habituellement de 1 Hz à 1000 Hz Dans le mode additif, le bobinage d'axe aisé du second miroir magnétique reçoit le même jeu d'impulsions carrées approximativement en même temps, mais d'un circuit d'attaque de courant différent dont le sens relatif du courant est commandé par la commande 26 des miroirs magnétiques Ce signal de sortie est basé sur le signal de vitesse provenant du circuit 31 de détermination de vitesse et il positionne le second miroir magnétique dans la même disposition par rapport au plan d'effet laser que celle du premier miroir magnétique pour des vitesses angu- laires d'entrée nulle ou faibles du gyroscope Une commu- tation réelle des miroirs est déclenchée par le circuit d'attaque "d'axe difficile", dont le bobinage d'attaque est positionné orthogonalement par rapport au bobinage d'attaque d'axe aisé et qui produit aussi un champ magnétique dans le plan du film magnétique Un seul circuit d'attaque d'axe difficile peut être interconnecté avec les bobinages d'atta- que d'axe difficile des deux miroirs magnétiques 20 et 22, avec des bobinages en série de façon qu'une commutation soit déclenchée simultanément dans les deux miroirs 20 et 22 Ceci est possible car le circuit d'attaque d'axe difficile doit seulement fournir une polarité d'impulsions unidirectionnelle quel que soit le sens souhaité de magnétisation des miroirs. Le circuit d'attaque d'axe difficile est commuté en coïnci- dence avec une montée de tension provenant du circuit d'attaque d'axe aisé lorsqu'il établit un courant d'attaque dans le bobinage d'axe aisé, comme illustré sur la figure 5. Le courant d'attaque d'axe difficile et le champ résultant constituent une impulsion unique dont la durée est habituel- lement d'environ 0,5 microseconde Le champ d'attaque d'axe aisé est appliqué pendant la largeur de l'impulsion de la forme d'onde du courant d'attaque d'axe difficile et il se poursuit jusqu'à ce que le courant d'axe difficile décroisse jusqu'à une valeur approximativement nulle (habituellement environ 1,2 microseconde) Etant donné que le film magnétique mince, d'une épaisseur habituellement d'environ 100 nano- mètres, conserve sa magnétisation de saturation, aucun champ ne doit être appliqué durant la partie restante du demi-cycle de la fréquence de commutation des miroirs Dans le mode additif, les circuits d'attaque d'axe aisé établissent la magnétisation du film magnétique de façon que la polarisation induite magnétiquement du gyroscope soit cumulative Lorsque la vitesse d'entrée devient supérieure à une certaine valeur de seuil préalablement établie, telle qu'environ 50 % à environ 70 % de la polarisation des miroirs, le signal provenant du circuit 31 de détermination de vitesse amène le circuit d'attaque d'axe aisé du second miroir, lors du demi- cycle suivant des miroirs, à produire une polarité qui est la même que celle qui avait été atteinte un demi-cycle plutôt. Par conséquent, la polarité du premier miroir s'inverse, mais celle du second miroir reste constante Un demi-cycle plus tard, les deux miroirs inversent leur polarité, mais la polarisation continue d'être effectivement annulée Cette situation se poursuit jusqu'à ce que la vitesse d'entrée tombe au-dessous de la valeur de seuil préalablement établie, à laquelle le second miroir magnétique est de nouveau commandé par la commande 26 des miroirs magnétiques pour établir le miroir dans le même état que celui qui l'a acquis un demi-cycle plutôt, le résultat produisant de nouveau un fonctionnement additif des miroirs magnétiques 20 et 22. En variante, plutôt que de continuer la commu- tation des miroirs magnétiques, on peut empêcher la commu- tation lorsque les miroirs magnétiques 20 et 22 sont dans le mode soustractif du fait que, de façon idéale, les miroirs ne produisent ensemble aucune polarisation nette En pratique, il est difficile de fabriquer deux miroirs magnétiques dont la polarisation est exactement la même, car la polarisation exacte dépend essentiellement de l'uniformité du processus de revêtement des miroirs En continuant la commutation dans le mode soustractif, toute polarisation due à une annulation imparfaite est également annulée de façon automatique sur chaque cycle complet des miroirs magnétiques, exactement comme dans le mode additif Ceci procure l'avantage d'une annulation complète de la polarisation des miroirs magnéti- ques, lorsque les intervalles de temps de chaque demi-cycle des miroirs magnétiques sont égaux, quel que soit le mode de fonctionnement des miroirs, et ceci évite en outre la nécessité d'une précision de revêtement extrême et des coûts élevés qui en résultent. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au capteur de vitesse et au procédé décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Capteur de vitesse angulaire à laser en anneau, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens ( 12,14, 16) destinés à générer deux faisceaux optiques (A, B) se propageant en sens contraires, parcourant en sens opposés un trajet optique défini par plusieurs réflecteurs ( 20, 22, 24), un premier des réflecteurs étant constitué d'un premier miroir magnétique ( 20) et un deuxième des réflecteurs étant constitué d'un second miroir magnétique ( 22), chacun des miroirs magnétiques étant couplé et réagissant à un signal d'entrée associé provenant d'un moyen de commande ( 26) afin d'être excité de façon commandée pour polariser ainsi le capteur de vitesse angulaire à laser en anneau à un point souhaité de fonctionnement éloigné des zones de verrouillage pour toutes les vitesses d'entrée du capteur. 2 Capteur de vitesse angulaire selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que le premier des miroirs magnétiques comprend en outre un moyen de réglage de la longueur du trajet optique destiné à maintenir à une valeur souhaitée le trajet optique. 3 Capteur de vitesse angulaire selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que le moyen de commande comporte une entrée destinée à recevoir un signal de vitesse angulaire et réagit à ce signal en excitant de façon com- mandée les premier et second miroirs magnétiques dans un mode additif de fonctionnement pour des vitesses angulaires au- dessous d'une valeur de seuil de la vitesse angulaire. 4 Capteur de vitesse angulaire selon la reven- dication 3, caractérisé en ce que le moyen de commande réagit en outre au signal de vitesse angulaire afin d'exciter de façon commandée les premier et second miroirs magnétiques en un mode soustractif de fonctionnement pour des vitesses angulaires au-dessus de la valeur de seuil. Capteur de vitesse angulaire selon la reven- dication 4, caractérisé en ce que la valeur de seuil est une valeur de vitesse de rotation choisie de façon à maintenir un minimum de bruit sur une plage de vitesses de rotation du capteur de vitesse angulaire à laser en anneau et/ou à maximiser la linéarité du facteur d'échelle. 5 6 Capteur de vitesse angulaire selon la reven- dication 5, caractérisé en ce que la valeur de seuil est comprise dans une plage d'environ 50 t à environ 70 % d'un taux de polarisation équivalent des miroirs magnétiques. 7 Capteur de vitesse angulaire selon la reven- dication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens destinés à commuter les miroirs magnétiques, compre- nant un moyen destiné à exciter un axe aisé de chacun des miroirs magnétiques et un moyen destiné à exciter ensuite, simultanément, un axe difficile de chacun des miroirs15 magnétiques afin que les miroirs magnétiques soient commutés simultanément. 8 Capteur de vitesse angulaire à laser en anneau comportant des moyens ( 12, 14, 16) destinés à générer deux faisceaux optiques (A, B) se propageant en sens contraires, parcourant, dans des sens opposés, un trajet optique défini par plusieurs réflecteurs ( 20, 22, 24), le capteur de vitesse comportant en outre un premier miroir magnétique ( 20) constituant l'un des réflecteurs, le capteur étant carac- térisé en ce qu'il comporte un second miroir magnétique ( 22)25 constituant un autre des réflecteurs. 9 Capteur de vitesse selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de commande ( 26) destinés à exciter de façon commandée le premier miroir magnétique et le second miroir magnétique pour polariser le capteur de vitesse angulaire à laser en anneau à un point de fonctionnement souhaité. Capteur de vitesse selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent une entrée destinée à recevoir un signal de vitesse angulaire et réagissent à ce signal en excitant de façon commandée le premier miroir magnétique et le second miroir magnétique en un mode additif de fonctionnement sur une première plage de vitesses angulaires, et un mode soustractif de fonctionnement sur une seconde plage de vitesses angulaires, les moyens de 5 commande comprenant en outre des moyens destinés à effectuer une commutation entre le mode additif de fonctionnement et le mode soustractif de fonctionnement lorsque la vitesse de rotation passe par une valeur de seuil de vitesse de rota- tion, la valeur de seuil étant une valeur choisie de façon à10 maintenir une quantité minimale de bruit sur une plage de vitesses de rotation du capteur de vitesse angulaire à laser en anneau et/ou à maximiser la linéarité du facteur d'échelle. 11 Capteur de vitesse selon la revendication 10, caractérisé en ce que la valeur de seuil est comprise dans une plage d'environ 50 t à environ 70 % d'un taux équivalent de polarisation des miroirs magnétiques. 12 Procédé pour faire fonctionner un capteur de vitesse angulaire à laser en anneau, caractérisé en ce qu'il consiste, pour une première plage de vitesses angulaires de rotation qui comprend une zone de verrouillage, à agir sur des moyens à miroirs magnétiques ( 20, 22) disposés dans un trajet optique du capteur de vitesse afin de polariser le capteur de vitesse à un point de fonctionnement souhaité, et, sur une seconde plage de vitesses angulaires de rotation qui ne comprend pas de zone de verrouillage, à enlever en fait les moyens à miroirs magnétiques du trajet optique du capteur de vitesse, l'étape consistant à agir sur les moyens à miroirs magnétiques comprenant une première étape d'excita- tion commutable d'un premier miroir magnétique ( 20) et d'un second miroir magnétique ( 22) de manière que leurs effets optiques respectifs s'additionnent entre eux, et procédé dans lequel l'étape consistant à enlever en fait les moyens à miroirs magnétiques comprend une seconde étape d'excitation commutable du premier miroir magnétique et du second miroir magnétique afin que leurs effets optiques respectifs se soustraient l'un de l'autre. 13 Procédé selon la revendication 12, carac- térisé en ce qu'il consiste en outre à comparer la vitesse de rotation angulaire à une valeur de seuil, et à choisir d'exécuter soit la première étape d'excitation commutable, soit la seconde étape d'excitation commutable en fonction de la valeur de la vitesse de rotation angulaire par rapport à la valeur de seuil, la valeur de seuil étant une valeur choisie de façon à maintenir une quantité minimale de bruit sur une plage de vitesses de rotation du capteur de vitesse angulaire à laser en anneau et/ou à maximiser la linéarité du facteur d'échelle. 14 Procédé selon la revendication 13, carac- térisé en ce que la valeur de seuil est comprise dans une plage d'environ 50 % à environ 70 % d'un taux équivalent de polarisation des miroirs magnétiques.