Проблема уменьшения влияния внешних магнитных полей на точностные характеристики квантовых оптических гироскопов является одной из весьма актуальных в подавляющем большинстве практических конструкций, где используются не взаимные фазосдвигающие устройства, основанные на эффекте двойного кругового лучепреломления. Даже при небольших значениях постоянных Верде диамагнитных материалов, используемых в не взаимных элементах, чувствительность к внешним магнитным полям оценивается величиной от 170 до 34 Гц/Э в зависимости от направления поля; периметра резонатора лазерного гироскопа и длины не взаимного элемента. Обусловленное внешним магнитным полем смещение разностной частоты может при этом превосходить сдвиг частоты встречных волн, возникающий из-за вращения. Это обстоятельство усугубляется по мере уменьшения периметра резонатора, т.е. в малогабаритных конструкциях. Легко показать, например, что в КОКГ с периметром 50 см внешнее магнитное поле Земли создает большую величину разностной частоты на выходе гироскопа, чем суточное вращение планеты.

Поскольку чувствительность не взаимного элемента к внешним магнитным полям при прочих равных условиях определяется длиной его, то, уменьшая протяженность магнитооптической среды, можно добиться снижения влияния внешних магнитных полей на точностные характеристики оптического когерентного гироскопа. Предельное сокращение длины не взаимного элемента можно достичь при использовании пленочных ферромагнитных материалов. Такой не взаимный элемент может быть выполнен в виде двух четвертьволновых пластинок, на одну из склеиваемых поверхностей которых напылена тонкая пленка ферромагнитного материала, например никеля или железа, обладающего большой постоянной Верде. Для уменьшения поглощения в пленке может быть рекомендовано размещение ее в одном из узлов стоячей волны электромагнитного поля КОКГ, которые образуются у отражающих элементов резонатора.

Естественным способом уменьшения влияния внешних магнитных полей является экранирование не взаимного элемента. Необходимая степень экранировки от внешних магнитных полей может быть оценена по заданной стабильности разностной частоты на выходе КОКГ. Экранирование электромагнитных полей осуществляется с помощью экранированной цельносварной камеры.

Принимая, например, для треугольного КОКГ со стороной а=10 см величину масштабного коэффициента А = 105, примагничивающее поле над не взаимным элементом Я=10 Э, номинал разностной частоты F= = 104 Гц, можно найти, что для обеспечения дрейфа нуля менее 0,1° ч-1 внешние магнитные поля должны быть сведены к величине около 5 -10~5 Э. При этом следует отметить, что если в технических характеристиках когерентного оптического гироскопа задан дрейф нуля, что эквивалентно выбору определенной абсолютной точности установки номинала разностной частоты, то это накладывает соответствующие требования на абсолютную величину внешних магнитных полей, независимо от величины поля Я, создающего начальный разнос частот.

Если же техническими характеристиками предусмотрено достижение определенной стабильности разностной частоты, то ее относительная величина определяется не только внешним полем, но и полем иод-магничивания Я не взаимного элемента.

Таким образом, для достижения приемлемых дрейфовых характеристик и высокой стабильности частоты внешние магнитные поля должны быть сведены к значениям менее 10~5 Э. В этом случае экранировка даже от внешнего магнитного поля Земли представляет достаточно сложную задачу.

Автор: Максим Кухин