Optische gyroscoop

In het artikel van George Beekman over optische gyroscopen (W&O 19 dec.) bij het richten van telescopen geeft de beschrijving van de werking van zulke gyroscopen mij aanleiding tot ernstige kritiek.

De glasvezelgyroscoop is in essentie een tot het uiterste verfijnde versie van het oorspronkelijke experiment van Sagnac. Dat betekent dat bij de glasvezelgyroscoop, evenals bij Sagnac, rotatie een faseverschil veroorzaakt, resulterend in een verplaatsing van het interferentiepatroon. Dat is dus niet een doorgaande beweging zoals in uw beschrijving wordt gesuggereerd.

Verder wordt de indruk gewekt dat elk van de twee tegengesteld rondgaande golven zijn eigen glasvezelspoel zou hebben. Maar daarmee miskent Beekman het unieke principe van de Sagnacinterferometrie, namelijk dat de beide tegengesteld rondgaande golven hetzelfde circuit doorlopen.

Een voorbeeld. Om met 1100 meter glasvezel op een spoel van 26 cm diameter de aardrotatie te kunnen meten (de eisen zijn in werkelijkheid aanmerkelijk hoger) moet een wegverschil van 0.069 nanometer worden geregistreerd. Dat is een relatief verschil van 1 op 1.5 x 10¹³. Storingen (door bijvoorbeeld temperatuurverschillen) mogen het relatieve verschil van de beide weglengten dus niet meer dan bijvoorbeeld 1 op 10¹4 doen variëren. Het is duidelijk dat men dit voor twee verschillende spoelen wel kan vergeten en het blijkt zelfs voor één en dezelfde spoel al moeilijk genoeg te zijn.

In tegenstelling tot de glasvezelgyrosoop, die in wezen een verfijnde versie is van de Sagnacinterferometer, werd met de ringlasergyroscoop (Macek & Davis 1963) een essentieel nieuw aspect toegevoegd. De Sagnacinterferometer is hier een actief element, namelijk een tweevoudige lopende-golf laser. De glasvezelgyroscoop is evenals de klassieke Sagnacinterferometer een passieve interferometer die zijn licht ontvangt van een uitwendige bron. Zo'n uitwendige lichtbron is er bij de ringlasergyroscoop (RLG) niet: De RLG genereert zijn licht zelf. Rotatie induceert hier een frequentieverschil tussen de beide lopende-golf lasers, resulterend in een lopend interferentiepatroon. Het aantal interferentiestrepen dat voorbijtrekt is een maat voor de hoekverdraaiing; dit in tegenstelling tot de glasvezelgyroscoop, waar de afstand waarover het interferentiepatroon verschuift een maat is voor de verandering in hoeksnelheid.

In het bijschrift bij de figuur stelt u dat de lichtbundels "vele malen in het rond worden geleid' als ware dit een discreet proces. In werkelijkheid echter zijn de bundels continu rondlopende golven en in dit opzicht verschilt de RLG niet van de glasvezelgyroscoop. Ook daar twee continu rondlopende golven.

Verder stelt U in het bijschrijft: "Draaiing resulteert in interferentie in de lichtbundels'. Dat is een onjuiste voorstelling van zaken. In werkelijkheid interfereren de bundels altijd, dus ook bij stilstand. Het interferentiepatroon staat dan stil. Bij rotatie loopt het.

Dr. H. de Lang heeft gelijk. (George Beekman)