Ein Ringlaser ist ein Drehgeschwindigkeitssensor, der unter Ausnutzung des Sagnac-Effektes Rotationen absolut erfassen kann. Er besteht aus einer Anordnung von Spiegeln in einer Ebene, zwischen denen ein Laserstrahl auf einem geschlossenen Pfad eine Fläche umschreibt. Der mit einem Helium/Neon Gasgemisch gefüllte Ringresonator wird an einer Stelle zum Lasen angeregt. Es ergeben sich zwei gleichberechtigte, gegenläufige Ausbreitungsrichtungen. Da der Sensor auf der sich drehenden Erde aufgestellt wird, lassen sich die beiden Lichtstrahlen als einen mit der Erdrotation umlaufenden und einen gegen die Erdrotation umlaufenden Strahl unterscheiden. Es gilt die Sagnacgleichung für aktive Resonatoren:
orientierte effektive Ringlaserfläche
Winkelgeschwindigkeit (Komponente senkrecht zur Ringlaserebene)
Wellenlänge des Laserlichts
Umfang (Weglänge des Laserstrahls)
Erfährt ein auf der Erde aufgestellter und fest angekoppelter Ringlaser keine weiteren Rotationsanregungen, so zeigt er über die Sagnacfrequenz 
die lokale Rotation der Erde am Aufstellungsort an.
Schematischer Aufbau eines quadratischen Ringlasers
Eine Realisierung der angestrebten Auflösung von 10-9 der Erdrotation (das entspricht einer Winkelgeschwindigkeit von 6 Nanoradian pro Tag) stellt enorme technische Anforderungen an den Ringlaser. Die Stabilität der geometrischen Größen Umfang und Fläche muß in einer Größenordnung von weniger als 1 nm gewährleistet sein, da sich eine Änderung dieser Größen unmittelbar in der Sagnac-Frequenz niederschlägt. Die Umlenkspiegel müssen von höchster Güte sein, da sich die Lichtstrahlen beider Umlaufsinne durch Rückstreuung gegenseitig beeinflussen und dadurch Einrasteffekte ("Lock-In") auftreten. Außer durch eine hohe Spiegelqualität wird die Einrastschwelle auch durch einen größeren Abstand der Spiegel herabgesetzt.
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| Letzte Änderung: 25.07.2002 |
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