DE3742201C2 - Faserkreisel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Faserkreisel gemäß den Merkma­ len des Anspruchs 1.

Aus der DE 34 28 147 A1 ist es bekannt, daß bei einem Faser­ kreisel das aus der Sensorspule zurücklaufende Licht einem Detektor zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Detektors wird zur Gewinnung des Drehratensignals einem phasenempfind­ lichen Gleichrichter zugeführt. Ebenfalls ist es aus der DE 34 28 147 A1 bekannt, zur Stabilisierung der Laserlei­ stung einen am rückwärtigen Ausgang der Lichtquelle (z. B. Laserdiode) befindlichen Detektor zu verwenden, dessen Aus­ gangssignal dazu verwendet wird, um über die Steuerung des Anregungsstromes der Laserdiode deren Ausgangsleistung zu stabilisieren. Gemäß diesem Stand der Technik ist neben einer Detektordiode für den Empfang des aus der Faserspule austretenden Signals eine zweite Detektordiode vorhanden, welche an die Laserdiode angekoppelt ist und allein für die Stabilisierung der Laser-Ausgangsleistung zuständig ist. In einer anderen in der DE 34 28 147 A1 beschriebenen Ausfüh­ rung des Faserkreisels entfällt die zweite Detektordiode, und die Stabilisierung der Laser-Ausgangsleistung erfolgt über ein Signal, das dem Spitzenwert des von der ersten Detektordiode ermittelten Ausgangssignals der Faserspule entspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Faserkreisel anzugeben, der die Laserleistung nicht lediglich über das Ausgangssignal der Faserspule ableitet und der einen möglichst wenig aufwendigen mechanischen und elektrischen Aufbau besitzt.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merk­ male gelöst. Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung geht aus dem Unteranspruch hervor.

Der Vorteil dieser Erfindung besteht insbesondere darin, daß einige optische Bauteile eingespart werden, wodurch das Volumen und die Herstellungskosten des Faserkreisels gesenkt werden. Ein weiterer Vorteil entsteht da­ durch, daß die Anzahl der Spleiße gesenkt wird und ein optisches Bauteil (Koppler) entfällt, wodurch die Leistung des Kreisels verbessert wird.

Es ist festgestellt worden, daß der am rückwärtigen Ausgang der Licht­ quelle befindliche Detektor sowohl den unmodulierten Gleichlichtanteil des Lasers als auch den durch den im Interferometer befindlichen Phasen­ modulator modulierten Lichtanteil des aus der Sensorspule zurücklaufenden Lichts detektiert. Das vom Detektor abgegebene Signal enthält einen Gleichstromanteil der unmodulierten Lichtquelle und einen Wechselstroman­ teil des modulierten von der Sensorspule zurücklaufenden Lichts.

Durch ein Wechselstrom-/Gleichstrom-Filter werden die beiden Anteile voneinander getrennt. Der Wechselstrom-Anteil wird zum Nachweis der Drehra­ te einem phasenempfindlichen Gleichrichter und der Gleichstrom-Anteil einer Regeleinrichtung zur Stabilisierung der Lichtquellenleistung zugeführt.

Dabei ist die Ausführung des Faserkreisels unabhängig vor, der Realisier­ barkeit der Erfindung. Insbesondere ist es unwichtig ob

• - der Aufbau aus polarisationserhaltender Faser oder normaler Monomodefaser erstellt ist,
• - ein Depolarisator eingesetzt ist,
• - ein Polarisator eingesetzt ist,
• - der Faserkreisel im "open-loop"-Verfahren oder im "closed-loop"-Verfahren betrieben wird,
• - ob faseroptische oder integriert optische Komponenten eingesetzt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der einzigen Zeichnung näher erläutert. Die Fig. zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Faserkreisels.

Das von der Lichtquelle 2 ausgestrahlte Licht wird direkt einem Polarisator 3 zur Polarisationsfilterung und dann einem Koppler 4 zugeführt. In bekann­ ter Weise erfolgt die weitere Verarbeitung des Lichts durch den Koppler 4, der Sensorspule 5 und durch den Modulator 6.

Das durch den Phasenmodulator 6 modulierte Licht wird nach dem gegensinni­ gen Durchlaufen der Sensorspule 5 über den Koppler 4 und Polarisator 3 vom Detektor 1 ebenso detektiert, wie das unmodulierte Licht der Lichtquelle 2. Das Ausgangssignal des Detektors 1 ist ein Gleichstromsignal welches von einem Wechselstromsignal, das die Modulationsfrequenz f_mod und deren Oberwellen n·f_mod enthält, überlagert ist. Durch das Filter 9 werden die beiden Signalanteile voneinander getrennt. Das Gleichstromsignal wird zur Regelung der Leistung der Lichtquelle 2 einer Regelelektronik 10 zugeführt, welche über die Ansteuerung des Anregungsstromes die Leistung der Licht­ quelle 2 stabilisiert.

Das Wechselstromsignal wird in einem folgenden phasenempfindlichen Gleich­ richter 8, der vom Oszillator 7 mit der Referenzfrequenz f_Ref versorgt wird, phasenempfindlich gleichgerichtet und gelangt als Drehratensignal zum Aus­ gang 11 des Faserkreisels.

Bezugszeichenliste

1 Detektor
2 Lichtquelle (z. H. Laser oder Superluminenszenzdiode)
3 Polarisator
4 Koppler
5 Sensorspule
6 Phasenmodulator
7 Oszillator
8 phasenempfindlicher Gleichrichter
9 Filter
10 Regelelektronik
11 Ausgang des Faserkreisels
a Ausgangssignal des Detektors D₁
b Regelsignal zur Leistungsstabilisierung
c Nutzsignal zur Drehratenauswertung.

Claims (2)

1. Faserkreisel, mit
einem Detektor (1), der gegensinnig in der Faser (5) umlaufende, phasen­ modulierte Lichtstrahlen am Ausgang der Faser (5) detektiert und in ein elektri­ sches Nutzsignal umwandelt, und der weiter ein Signal direkt aus dem Aus­ gangssignal einer das Licht in die Faser (5) einspeisenden Lichtquelle (2) ablei­ tet, das für die Stabilisierung der Ausgangsleistung der Lichtquelle herangezo­ gen wird, wobei dem Detektor (1) ein Filter (9) zur Trennung des Nutzsignals und des Stabilisierungssignals nachgeschaltet ist, und einem phasenempfindlichen Gleichrichter, der aus dem Nutzsignal ein Drehratensignal gewinnt.

2. Faserkreisel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (1) direkt an der Lichtquelle (2) angeordnet ist.