Brevet FR3050025A1 (20171013)
REVENDICATIONS1. Gyromètre optique passif résonnant (50) comprenant une cavité ( C) et fonctionnant avec trois fréquences, et comprenant : -un premier laser d'injection (L1) configuré pour injecter un premier faisceau 5 optique (F1) dans la cavité dans un premier sens, -un deuxième laser d'injection (L2) configuré pour injecter un deuxième faisceau optique (F2) dans la cavité selon un sens opposé au premier sens, - un troisième laser d'injection (L3) configuré pour injecter un troisième faisceau optique (F3) dans la cavité selon l'un des deux sens précités, 10 un laser parmi l'un des lasers d'injection étant choisi comme laser maître (L1) présentant une fréquence maître (f1 ), les deux autres lasers d'injection étant dénommés respectivement premier (L2) et deuxième (L3) lasers esclaves présentant respectivement une première (f2) et une deuxième (f3) fréquences esclaves, 15 -un dispositif d'asservissement maître (DM ) configuré pour asservir directement la fréquence maître (f1) à une fréquence propre correspondant à un mode de résonnance de la cavité ou pour asservir une fréquence propre correspondant à un mode de résonance de la cavité à la fréquence maître du laser maître, 20 -un premier étage d'asservissement comprenant un premier (D2) et un deuxième (D3) dispositifs esclaves configurés respectivement pour générer un premier (c2) et un deuxième (c3) signaux d'erreur fréquentielle présentant une valeur absolue minimale respectivement lorsque les première et deuxième fréquences esclaves correspondent chacune à un mode de 25 résonance de la cavité, - un deuxième étage d'asservissement comprenant un premier (OPLL2-1) et un deuxième (OPLL3-1) dispositif de verrouillage de phase optique comprenant respectivement un premier (Osc2) et un deuxième (Osc3) oscillateurs esclaves configurés pour générer un premier et d'un deuxième 30 signaux de décalage radiofréquence, lesdits premier (OPLL2-1) et deuxième (OPLL3-1) dispositifs de verrouillage de phase optique étant configurés pour rendre cohérents respectivement le premier laser esclave (L2) avec le laser maître (L1) et le deuxième laser esclave (L3) avec le laser maître (L1) et pour asservir la première (f2) et la 3050025 31 deuxième (f3) fréquences esclaves sur des modes de résonances de la cavité différents du mode de résonance correspondant à la fréquence maître (fl ), chaque signal de décalage radiofréquence du deuxième étage 5 d'asservissement étant déterminé à partir du signal d'erreur fréquentielle (E2, E3) correspondant du premier étage d'asservissement.\n<CLM>\1\tGyromètre selon la revendication 1 comprenant en outre: - un premier photo détecteur (PhD13) configuré pour recevoir un ou des 10 faisceaux optiques (51,\n<CLM>\1\tissus du ou des faisceaux optique injectés dans le premier sens (F1, F3) et dont au moins une partie a effectué au moins une traversée de la cavité, et - un deuxième photo détecteur (PhD2) configuré pour recevoir le ou les faisceaux optiques (52) issus du ou des faisceaux optique injectés dans le 15 deuxième sens (F2) et dont au moins une partie a effectué au moins une traversée de la cavité, lesdits photo-détecteurs étant configurés pour générer trois signaux électriques à partir des trois faisceaux optiques reçus, chaque signal' électrique étant envoyé dans le dispositif d'asservissement maître ou dans le 20 premier ou dans le deuxième dispositif esclave correspondant.\n<CLM>\1\tGyromètre selon l'une des revendications 1 ou 2 dans lequel le dispositif d'asservissement maître comprend : -un modulateur de phase maître (PM1) du faisceau optique du laser maître, 25 -un dispositif de démodulation maître (DM1) disposé à la sortie du photo détecteur correspondant: un déphaseur maître, un oscillateur maître (Oscl ) fonctionnant à une fréquence d'oscillation maître prédéterminée (fml ) également utilisée par le modulateur de phase maître, un mélangeur maître des signaux issus de l'oscillateur et du déphaseur maîtres, un signal d'erreur 30 fréquentielle maître (E1) étant obtenu à partir du signal issu du mélangeur maître, -une électronique de rétroaction maître (ER1) configurée pour générer un signal de correction à partir du signal d'erreur fréquentielle maître (E1), et pour rétroagir directement sur la fréquence maître (fi) du laser maître (L1) ou 35 sur une longueur de la cavité, la fréquence du laser maître restant fixe. 3050025 32\n<CLM>\1\tGyromètre selon la revendication 3 dans lequel le modulateur de phase maître est constitué d'un signal électrique modulant directement le courant d'alimentation du laser maître (L1) à la fréquence d'oscillation maître 5 prédéterminée (fm1).\n<CLM>\1\tGyromètre selon l'une des revendications précédentes dans lequel le dispositif d'asservissement maître (DA1) est de type Pound Dreyer Hall. 10\n<CLM>\1\tGyromètre selon l'une des revendications précédentes dans lequel chaque dispositif esclave (D2, D3) du premier étage d'asservissement comprend : -un modulateur de phase (PM2, PM3) du faisceau optique du laser esclave correspondant, -un dispositif de démodulation (DM2, DM3) disposé à la sortie du photo-15 détecteur ayant détecté le faisceau optique correspondant, et comprenant un déphaseur, un oscillateur fonctionnant à une fréquence d'oscillation prédéterminée (fm2, fm3) également utilisée par le modulateur de phase correspondant, un mélangeur des signaux issus de l'oscillateur et du déphaseur, le signal d'erreur fréquentielle (E2, E3) étant obtenu à partir du 20 signal issu du mélangeur, -une électronique de rétroaction (ER2, ER3) configurée pour générer un signal de correction à partir du signal d'erreur fréquentielle E3).\n<CLM>\1\tGyromètre selon la revendication 6 dans lequel le modulateur de phase 25 est constitué d'un signal électrique modulant directement le courant d'alimentation du laser esclave correspondant (L2, L3) à la fréquence d'oscillation prédéterminée (fm2, fm3).\n<CLM>\1\tGyromètre selon l'une des revendications précédentes dans lequel les 30 premier (OPLL2-1) et deuxième (OPLL3-1) dispositifs à verrouillage de phase optique comprennent respectivement un troisième (PhD012) et un quatrième photo détecteur (PhD013) configurés pour générer respectivement un premier et un deuxième signal de battement, respectivement entre un faisceau optique issu du laser maître (L1) et un 35 faisceau optique issu du premier laser esclave (L2) et entre un faisceau 3050025 33 optique issu du laser maître (L1) et un faisceau optique issu du deuxième laser esclave (L3).\n<CLM>\1\tGyromètre selon la revendication 8 dans lequel chaque signal de décalage radiofréquence présente une fréquence de référence (f2ref, f3ref) accordable et une phase de référence (02ref, 03ref),et dans lequel chaque dispositif de verrouillage de phase optique est configuré pour rétroagir sur la fréquence du laser esclave (f2, f3) correspondante de manière à asservir le signal de battement sur le signal de décalage radiofréquence, la fréquence de référence étant rendue égale à un nombre entier (n1, n2) d'intervalles spectraux libres (ISL) de la cavité en utilisant un signal de correction issu du signal d'erreur fréquentielle (e2, £3) correspondant, chaque fréquences esclave (f2, f3) étant alors respectivement décalée de la fréquence maître (f1) d'une valeur correspondant à la fréquence de référence (f2ref, f3ref) correspondante.\n<CLM>\1\tGyromètre selon la revendication 9 dans lequel le nombre entier (n1, n2) est tel que la fréquence de référence correspondante (f2ref, f3ref) est comprise dans une bande passante du troisième ou du quatrième photo-20 détecteur correspondant.\n<CLM>\1\tGyromètre selon l'une des revendications 8 à 10 dans lequel chaque dispositif à verrouillage de fréquence optique (OPLL2-1, OPLL3-1) comprend un mélangeur (M, M') configuré pour convertir une fréquence du signal de 25 battement (f241, f341) en une fréquence convertie (f2-f1-fdc, f3-f1-fdc') dans le domaine radiofréquence, l'asservissement s'opérant à partir de la fréquence convertie.\n<CLM>\1\tGyromètre selon l'une des revendications 9 à 11 dans lequel chaque 30 dispositif à verrouillage de phase optique (OPLL2-1, OPLL3-1) comprend, pour réaliser l'asservissement du signal de battement sur le signal de décalage radiofréquence : -un comparateur de phase (PC, PC') configuré pour comparer respectivement une phase du signal de battement ou du signal converti (02, 35 CD\n<CLM>\1\tet la phase (c1)2ref, 473ref) du signal de décalage radiofréquence, le 3050025 34 comparateur étant configuré pour générer un signal d'erreur de phase (ce, ccI)1), -une électronique de rétroaction (ER, ER') configurée pour générer un signal de correction et rétroagir sur la fréquence esclave (f2, f3) du laser esclave 5 (L2, L3) à partir du signal d'erreur de phase (ce, Eco).\n<CLM>\1\tGyromètre selon l'une des revendications 2 à 12 dans lequel le premier et le deuxième photo-détecteur (PHD13, PhD2) sont configurés pour recevoir des faisceaux optiques (51, 52,\n<CLM>\1\tau moins partiellement réfléchis par la 10 cavité.\n<CLM>\1\tGyromètre selon l'une des revendications 2 à 12 dans lequel le premier et le deuxième photo-détecteur (PHD13, PhD2) sont configurés pour recevoir des faisceaux optiques (51, 52,\n<CLM>\1\ttransmis par la cavité. 15\n<CLM>\1\tGyromètre selon l'une des revendications précédentes dans lequel un bloc optique comprenant les trajets des faisceaux optiques et les composants optiques nécessaires à la mise en oeuvre dudit gyromètre sont réalisés sous la forme d'au moins un circuit (PIC) en photonique intégrée.20