TP Gyroscope Laser

Le gyroscope Laser est l’une des applications les plus fascinantes du Laser. Il s’agit d’un capteur de rotation absolue de haute précision. Ce TP aborde à la fois le réglage du montage expérimental et les principes de la mesure.

Thèmes abordés :
- Laser He-Ne en anneau
- Modes, Étalon monomode
- Interférences entre les 2 rayons contra-propagatifs
- Effet Sagnac
- Étalonnage et facteur de calibration
- Seuil de détection
- Mesure dynamique

Principes et objectifs :
Cet ensemble pédagogique permet de montrer aux étudiants comment utiliser et régler les éléments optiques et mécaniques pour réaliser les alignements d’un tel système. Dans l’anneau, les rayons lasers se propagent dans les deux sens et interfèrent. Les signaux sont détectés, amplifiés, transmis à un comparateur puis un signal TTL est généré.
Lorsque ce laser est mis en rotation, les chemins optiques horaire et anti-horaire ne sont plus identiques et une fréquence de battement va pouvoir être mesurée.
Après avoir effectué l’alignement du montage et obtenu les interférences, il convient d’étalonner le système. Pour cela, la table de rotation est entraînée avec une série de vitesses angulaires croissantes. La pente de la relation linéaire résultante donne le facteur de calibration.
Lorsque le balayage de vitesse s’effectue sur de faibles valeurs, il est possible d’accéder à la valeur seuil de détection qui correspond à la disparition des interférences.

Composition :
▪ 1 plateforme gyroscope avec laser He-Ne annulaire (tube laser, miroirs, étalon monomode)
▪ 1 photodétecteur
▪ 1 boîtier amplificateur et comparateur pour les signaux de détection
▪ 1 alimentation pour Laser He-Ne
▪ 1 système de rotation pour la plateforme
▪ 1 contrôleur pour la rotation avec Joy-Stick
▪ 1 laser d’ajustement pour l’alignement du résonateur
▪ 1 fréquencemètre
▪ 1 kit de nettoyage pour optiques
▪ 1 notice d’expériences (en anglais)