-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Diese
Erfindung betrifft allgemein eine optische Signalquelle für einen
faseroptischen interferometrischen Sensor. Insbesondere betrifft
diese Erfindung eine optische Signalquelle für einen faseroptischen Drehsensor.
Noch weiter betrifft diese Erfindung insbesondere eine optische
Signalquelle, die eine Verstärkungsfaser
einschließt,
die optisch gepumpt wird, um ein optisches Breitbandsignal zu erzeugen.
Die Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Beseitigen von zurücklaufenden
Reflektionen des Pumplichts in eine double-pass (Doppeldurchlauf) optische
gepumpte Verstärkungsfaser
bereit.
-
Eine
optische gepumpte Verstärkungsfaser mit
Doppeldurchlauf (double-pass) erzeugt eine größere Signalintensität als diejenige,
die mit einem einzelnen Durchlauf des Pumplichts durch eine Verstärkungsfaser
erzielt werden kann. Die Verstärkungsfaser
wird normalerweise mit Erbium dotiert, das eine Verstärkung in
der optischen Signalfrequenz erzeugt, die faseroptischen Drehsensoren
verwendet wird.
-
Jedoch
ist die Verwendung einer Doppeldurchlauf-Breitband-Faserquelle in
einem faseroptischen Gyroskop beschränkt gewesen. Probleme, die bei
einem optischen Doppeldurchlaufpumpen angetroffen werden, umfassen
eine Verstärkungsverarmung
innerhalb der Erbium-Faser als Folge der Rückkopplung von dem Gyroskop,
ein Nebensprechen zwischen Gyroskop-Achsen und dem Einsetzen eines
Lasing-Vorgangs
beim Pumpen der mit Erbium dotierten Faser mit einer intensiven
Pumplaserdiode, um eine Breitband-Faserquelle mit hoher Leistung
zu erhalten. Dieses Lasing-Problem verstärkt sich, wenn die Erbium-Faser
aus einer kurzen Länge hergestellt
ist. Doppeldurchlauf-Systeme mit kurzer Länge sind wünschenswert, wenn versucht
wird Effekte als Folge der Aussetzung der Erbium-Faser zu einer
ionisierenden Strahlung zu minimieren.
-
Die
in den faseroptischen Gyroskopen verwendete typische Breitband-Faserquelle
ist eine umgekehrt gepumpte Einzeldurchlauf-Faserquelle. Diese Konfiguration
verwendet eine Laserdiode, die Licht bei einer gegebenen Wellenlänge emittiert.
Dieses Licht wird durch einen Wellenlängenteilungsmultiplexer, WDM,
gerichtet, der zwei Eingangsanschlüsse und zwei Ausgangsanschlüsse aufweist.
Einer der Ausgangsanschlüsse
des WDM ist physikalisch mit einer Länge der Erbium-dotierten Faser, EDF,
verbunden. Die EDF ist an einem Ende mit einer Winkel-Kapillarröhre abgeschlossen,
die das Licht davon abhält
zurück
in die Faser reflektiert zu werden. Die EDF weist einen Kern auf,
der derart dotiert worden ist, dass eine spontane Emission auftritt, wenn
Licht mit einer spezifischen Wellenlänge und einer ausreichend hohen
Intensität
in den Kern hineingeschickt wird. Diese Emission tritt in beiden
Richtungen der EDF auf. In der umgekehrt gepumpten Einzeldurchlauf-Konfiguration wird
Licht von dem WDM in die EDF hinein gerichtet. Die EDF emittiert dann
Licht in beide Richtungen. Das vorwärtsgerichtete Licht verlässt die
EDF durch die angewinkelte Kapillarröhre in einer derartigen Weise,
dass es nicht zurück
in die Faser reflektiert werden kann. Dieses Licht geht für das System
verloren.
-
Das
in der umgekehrten Richtung emittierte Licht wird zurück in die
Richtung auf den WDM hin gerichtet. Dieses Licht ist bei einer anderen
Wellenlänge
als das Pumplicht, das durch die Laserdiode eingeleitet wird. Der
WDM wird typischerweise optimiert, um die zwei Wellenlängen zu
trennen. Licht von der EDF ist bei einer Wellenlänge derart, dass es in die
Faserverzweigung hineingekoppelt wird, die nicht mit der Laserdiode
gekoppelt ist. Dieses Licht, welches der Art nach Breitband ist,
wird dann in das faseroptische Gyroskop gekoppelt.
-
Um
diese Konfiguration auf ein Doppeldurchlauf-System zu ändern wird
die angewinkelte Kapillarröhre
durch einen Reflektor ersetzt, der vorzugsweise ein dichroitischer
Spiegel ist. Der Reflektor kann alternativ ein Bragg-Gitter oder
eine gerade Aufspaltung auf dem Ende der optischen Faser sein. Der
dichroitsche Spiegel veranlasst das Licht in der Vorwärtsrichtung
zurück
in die umgekehrte Richtung reflektiert zu werden. Dies hat den Vorteil,
dass eine kürzere
Länge der
EDF verwendet werden kann, ohne Effizienz zu verlieren, mehr Leistung
von der Breitband-Faserquelle für
eine gegeben Pumpleistung realisiert werden kann, und die Wellenlänge der Breitbandquelle über der
Temperatur stabiler ist.
-
Die
Probleme, wie mit einer Doppeldurchlauf-Konfiguration voranstehend
angegeben, ergeben sich, wenn die Quelle als die optische Signalquelle
für einen
faseroptischen Drehsensor verwendet wird. Die Hälfte des Lichts von dem Gyroskop wird
in die Breitbandquelle zurück
gerichtet, weil das Gyroskop einen faseroptischen Multiplexer (MUX) verwendet,
um das Eingangslicht von dem Ausgangslicht zu trennen. Dieser MUX
ist typischerweise eine 50/50 optischer Koppler. Das Licht, das
zurück in
die Breitbandquelle hinein gerichtet wird, bewirkt eine Verringerung
der Effizienz der Erbium-Faser durch einen Prozess, der als Verstärkungsverarmung (gain
depletion) bezeichnet wird. Dieses Problem tritt sowohl bei den
Einzelumkehrpump- als Doppeldurchlauf-Konfigurationen auf.
-
Das
zweite Problem, welches auftritt, ist insbesondere in der Doppeldurchlauf-Konfiguration
weit verbreitet. Wenn sämtliche
drei faseroptischen Gyroskope zur Verwendung als eine Dreiachsen-Trägheits-Messeinheit IMU zusammen
verbunden werden, verwenden alle drei Achsen die gleiche Breitbandlichtquelle.
Dies erlaubt eine signifikante Kosteneinsparung, da drei einzelne
Lichtquellen nicht benötigt
werden. In einer Doppeldurchlauf-Konfiguration mit einem Spiegel
an dem Ende der EDF kann das Licht von einem Gyroskop, welches als
Folge der voranstehend beschriebenen Rückkopplung zurückreflektiert
wird, zurück
in irgendeine der drei Achsen reflektiert werden. Dies erzeugt einen Überkopplungsfehlerterm
für jeden
der drei Gyroskope.
-
Ein
drittes Problem ergibt sich insbesondere, wenn versucht wird die
Doppeldurchlauf-Breitbandquelle
in einem Modus mit hoher Leistung zu verwenden. In diesem Fall erzeugen
Rückreflektionen
in der Erbium-Verstärkungsfaser
Etalons, die das Breitbandspektrum auf ein sehr schmales Spektrum
zusammenfassen. Diese Bedingung ist instabil und führt Vorspann-
und Skalierungsfaktor-Instabilitäten in
das Gyroskop ein. Wenn das Spektrum zusammenfällt, wird ferner die Kohärenzlänge der
Quelle sehr lang, was die Einführung
von hinsichtlich der Polarisation nicht-reziproken (Polarisation
non-reciprocal; (PNR)) Vorspannfehler erlaubt.
-
In
dem technischen Gebiet besteht ein Bedarf für eine optisch gepumpte optische
Doppeldurchlauf-Signalquelle,
die keine rücklaufenden
Reflektionen des Pumplichts in die Verstärkungsphase hinein aufweist.
Um diese Probleme zu korrigieren müssen Rückreflektionen in die Erbium-dotierte
Faser beseitigt werden.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Gemäß der Erfindung,
wie in den Ansprüchen
1–8 definiert,
wird eine faseroptische Signalquelle bereitgestellt, die Schwierigkeiten
mit dem Stand der Technik durch Beseitigen von Rückreflektionen in der Verstärkungsfaser
beseitigt. Die optische Signalquelle umfasst eine Pumplichtquelle,
die angeordnet ist, um ein Pumplicht an einer Verstärkungsfaser
bereitzustellen. Eine erste optische Isolationseinrichtung ist angeordnet,
um das Pumplicht zu empfangen, und ein Wellenlängenmultiplexer ist angeordnet,
um Pumplicht zu empfangen, welches durch die optische Isolationseinrichtung
geht. Die Verstärkungsfaser
ist mit dem Längenwellenmultiplexer
verbunden und angeordnet, um durch das Pumplicht optisch gepumpt
zu werden, um ein Breitbandlicht zu emittieren, welches sich zu
dem Wellenlängenmultiplexer
ausbreitet. Eine optische Ausgangsfaser ist mit dem Wellenlängenmultiplexer
verbunden und angeordnet, um einen Abschnitt des Breitbandlichts,
das durch die Verstärkungsfaser
emittiert wird, zu führen. Eine
zweite optische Isolationseinrichtung ist mit der optischen Ausgangsfaser
verbunden.
-
Die
Verstärkungsfaser
umfasst vorzugsweise eine Länge
der optischen Faser, die mit Erbium dotiert ist.
-
Die
optische Signalquelle umfasst vorzugsweise einen Reflektor, der
mit einem Ende der Verstärkungsfaser
derart verbunden ist, dass sowohl vorwärts emittiertes Licht als auch
rückwärts emittiertes
Licht sich in der Verstärkungsfaser
zu dem Wellenlängenmultiplexer
für eine
Einleitung in die Ausgangsfaser ausbreiten. Der Reflektor ist vorzugsweise
als ein dichroitischer Spiegel gebildet.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
In
den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine
verbesserte optische Signalquelle gemäß der vorliegenden Erfindung;
-
2 graphisch
das Spektrum, das durch eine faseroptische optische Einzeldurchlauf-Signalquelle
des Standes der Technik ausgegeben wird;
-
3 graphisch
das Spektrum einer faseroptischen optischen Doppeldurchlauf-Signalquelle ohne
Isolatoren, die ein gerades gespaltenes (cleaved) Faserende einschließt, um einen
Spiegel zu bilden;
-
4 graphisch
das Spektrum einer faseroptischen optischen Doppeldurchlauf-Signalquelle ohne
Isolatoren, die einen dichroitischen Spiegel einschließt; und
-
5 graphisch
das Spektrum der faseroptischen optischen Signalquelle in Übereinstimmung mit
der Ausführungsform
der Erfindung, gezeigt in 1.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
1 zeigt
eine umgekehrt (rückwärts) gepumpte
optische Signalquelle 10 mit Doppeldurchlauf gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die optische Signalquelle 10 ist angeordnet,
um optische Signale an den faseroptischen Drehsensor 12 bereitzustellen.
-
Die
optische Signalquelle 10 umfasst eine Pumplichtquelle 14,
die vorzugsweise eine Laserdiode umfasst, angeordnet, um Pumplicht
an einer optischen Faser 16 bereitzustellen. Ein optischer
Isolator 18 weist eine optische Anschlussfaser 20 auf,
die mit der optischen Faser 16 an einer Verspleißung 22 verbunden
ist. Das Pumplicht breitet sich zu dem optischen Isolator 18 aus
und verlässt
den Isolator 18 über
eine optische Anschlussfaser 24.
-
Ein
WDM Koppler 26 weist optische Anschlussfasern 28–31 auf,
die sich davon erstrecken. Die Anschlussfaser 28 ist mit
der Anschlussfaser 24 über
eine Verspleißung 32 verbunden,
so dass sich das Pumplicht nach Durchlaufen durch den optischen
Isolator 18 dann zu dem WDM Koppler 26 ausbreitet.
Der WDM Koppler 26 führt
das Pumplicht in eine Verstärkungsfaser 34 hinein,
die Ende-zu-Ende mit der optischen Anschlussfaser 31 über eine
Verspleißung 36 verbunden
ist.
-
Das
Pumplicht weist eine Wellenlänge
von ungefähr
1480 nm in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auf.
Die Verstärkungsfaser 34 ist
typischerweise eine Erbium-dotierte Faser, die in dem technischen
Gebiet altbekannt ist. Die Erbium-dotierte Verstärkungsfaser 34 weist
einen Dreiebenen-Übergang
auf, der ein optisches Breitbandsignal mit einer Wellenlänge erzeugt,
die bei 1550 nm zentriert ist. Das U.S. Patent 5231465, das am 8.
Februar 1991 erteilt wurde, und das U.S. Patent 5119229, welches
am 2. Juni 1992 erteilt wurde, offenbaren die Verwendung von Erbium-dotierten
Kernen, um ein optisches Signal in einer optischen Faser bereitzustellen.
-
Die
Verstärkungsfaser 34 absorbiert
einen Teil des Pumplichts und emittiert Licht, welches sich in der
Längsrichtung
in beiden Richtungen in der Verstärkungsfaser 34 ausbreitet.
Licht, welches in die Richtung der Ausbreitungsrichtung des Pumplichts emittiert
wird, wird als Vorwärtslicht
bezeichnet. Licht, welches durch die Verstärkungsfaser 34 in
der entgegengesetzten Richtung zu der Richtung der Ausbreitung des
Pumplichts emittiert wird, wird als Rückwärtslicht bezeichnet. Das Vorwärtslicht
wird von einem Reflektor 38 reflektiert, der die Verstärkungsfaser 34 abschließt. Der
Reflektor 38 ist vorzugsweise ein dichroitischer Spiegel,
kann aber ein Bragg-Gitter oder eine gerade Aufspaltung auf dem
Ende der optischen Faser sein. Der dichroitische Spiegel 38 bewirkt,
dass das Licht, das in der Vorwärtsrichtung emittiert
wird, in der Rückwärtsrichtung
zurück
reflektiert wird, so dass sowohl das Rückwärtslicht als auch das Vorwärtslicht
an den WDM Koppler 26 gerichtet werden. Das Pumplicht wird
nicht von dem dichroitischen Spiegel 38 reflektiert.
-
Der
WDM Koppler 26 richtet das Licht, das von der Verstärkungsfaser 34 emittiert
wird, an den faseroptischen Drehsensor 12 über die
optische Anschlussfaser 29. Die Anschlussfaser 29 ist über eine Verspleißung 44 mit
einer faseroptischen Anschlussfaser 38 verbunden, die als
Eingang zu einem Isolator 50 dient. Der optische Isolator 50 stellt
einen optischen Ausgang an einer faseroptischen Anschlussfaser 52 bereit.
-
Nach
Durchlaufen durch die Isolator 50 breitet sich das optische
Signal zu einem Multiplexer 54 aus. Der Multiplexer 54 umfasst
drei faseroptische Anschlussfasern 56–58. Die faseroptische
Anschlussfaser 52 des optischen Isolators 50 ist
mit der optischen Faser 56 an einer Verspleißungsstelle 60 verspleißt. Das
optische Signal von der optischen Signalquelle 10 geht
dann durch den Multiplexer 54 zu der optischen Anschlussfaser 57.
Eine Verspleißungsstelle 62 verbindet
die Multiplexer-Anschlussfaser 57 mit einer Anschlussfaser 64,
die mit einem Multifunktionschip in Form von integrierter Optik (Multifunction
Integrated Optics Chip; MIOC) 66 verbunden ist, der altbekannte
Komponenten umfasst, um die sich entgegengesetzt ausbreitenden Quellen, die
in faseroptischen Drehsensorsystemen verwendet werden, zu bilden
und zu verarbeiten. Geeignete MIOC Strukturen sind in den U.S. Patenten
Nr. 4915503; 4997282 und 5037205 offenbart.
-
Der
MIOC 66 ist mit den optischen Anschlussfasern 67 und 68 verbunden.
Das Paar der Verspleißungsstellen 70 und 72 verbinden
die MIOC Anschlussfasern 67 bzw. 68 mit einer
faseroptischen Erfassungsspule 74. Der MIOC 66 verarbeitet
Licht, das von der optischen Signalquelle eingegeben wird, um sich
entgegengesetzt ausbreitende Wellen zu der faseroptischen Erfassungsspule 74 bereitzustellen. Eine
Drehung des faseroptischen Drehsensors um eine Linie senkrecht zu
der Ebene der Erfassungsspule 74 erzeugt eine Phasendifferenz
in den sich entgegengesetzt ausbreitenden Wellen mit Hilfe des Sagnac
Effekts. Nach Durchqueren der Erfassungsspule 74 werden
die sich entgegensetzt ausbreitenden Wellen in den MIOC 66 kombiniert
und bilden ein Interferenzmuster. Die kombinierten sich entgegengesetzt
ausbreitenden Wellen verlassen dann die MIOC 66 und treten
in den Multiplexer 54 ein. Die optische Anschlussfaser 58 des
Multiplexers 54 leitet dann die kombinierten Wellen an
eine Faser 76, die mit einer Anschlussfaser 58 über eine
Verspleißung 78 verbunden
ist. Die optische Faser 76 führt dann die kombinierten sich
entgegengesetzt ausbreitenden Wellen an ein Photodetektor 80.
Der Photodetektor 80 erzeugt elektrische Signale, die die
Intensität des
Interferenzmusters anzeigen, welches durch Kombinieren der Wellen
erzeugt wird, die sich durch die Erfassungsspule ausgebreitet haben.
Eine Signalverarbeitungs-Schaltungsanordnung
(nicht gezeigt) kann dann verwendet werden, um eine Drehung der
Erfassungsspule zu messen.
-
Der
Isolator 50 dient dazu dem Licht zu ermöglichen sich in Richtung auf
den MIOC 66 zu bewegen, hält aber Licht davon ab, sich
zurück
in Richtung auf die Breitband-Lichtquelle 10 hin auszubreiten.
-
Geeignete
Strukturen zum Bilden der optischen Isolatoren 18 und 50 sind
in dem technischen Gebiet altbekannt und werden nicht ausführlich beschrieben.
Die Isolatoren 18 und 50 können mehrere mikrooptische
Blockkomponenten einschließen.
In einer bevorzugten Ausbildung weist der Isolator 50 zwei
Anschlussfasern, eine Kollimationslinse auf dem Eingang, ein doppelbrechendes
Element, eine Faraday Dreheinheit, ein zweites doppelbrechendes Element
und eine Linse zum Koppeln des Lichts zurück in die Ausgangsanschlussfaser
hinein auf. Licht, welches in den Isolator eintritt, wird zunächst kollimiert
und dann in ordentliche und außerordentliche Strahlen
aufgeteilt. Jeder von diesen Strahlen wird durch die Faraday Dreheinheit
um 45° gedreht.
Die zwei Strahlen treten dann in das zweite doppelbrechende Element
ein, welches unter 45° zu
dem ersten Element ausgerichtet worden ist, das den Lichtstrahlen
erlaubt durchzugehen. Die Lichtstrahlen werden dann in die Ausgangsanschlussfaser
hinein gekoppelt. Licht, das in den Isolator 50 von der
Rückwärtsrichtung
(der umgekehrten Richtung) eintritt, wird durch die Faraday Dreheinheit
in einer nicht-reziproken Weise gedreht und wird durch das erste doppelbrechende
Element abgewiesen. Eine Abweisung von 40 bis 60 dB ist mit diesem
Typ von optischen Isolator erreichbar. Der optische Isolator kann mit
mikrooptischen Blockkomponenten oder Dünnfilm-Komponenten hergestellt
werden.
-
Eine
einzelne Isolatorkonfiguration ist nicht ausreichend, um einen Lasing-Vorgang
in einer Doppeldurchlauf-EDF-Konfiguration mit hoher Leistung zu
stoppen. Sogar bei der Verwendung des WDM-Kopplers 26 zum
Isolieren der Pumplichtquelle 14 von der EDF 34 kann
eine kleine Lichtmenge von der EDF 34 zurück in Richtung
auf die Laserdiode 12 hin reflektiert werden. Wegen der
internen Kopplungskomponenten, die durch die Laserdioden-Anschlussfaser
verwendet werden, ist eine Reflektion von der Laserdiode 12 zu
der EDF 34 möglich,
insbesondere dann, wenn eine Hochintensitätspumpe verwendet wird. Um
dieses Problem zu umgehen schließt die optische Signalquelle
gemäß der vorliegenden
Erfindung den Isolator 18 zusätzlich zu dem Isolator 50 ein.
-
Die 2–5 illustrieren
den Effekt einer Bildung der faseroptischen Signalquelle, um die
Isolatoren 18 und 50 zu enthalten. 2 zeigt
das Spektrum für
eine Einzeldurchlauf-Breitbandfaserquelle, die gerade mit einer
hohen Pumpleistung (> 50
Milliwatt) gepumpt wird. Die Daten für 2 sind für eine optische
Schaltung, die den Isolator 50 einschließt aber
nicht den Isolator 18. Es sei darauf hingewiesen, dass
die Einzeldurchlauf-Lichtquelle den dichroitischen Spiegel 38 nicht
einschließt,
sondern anstelle davon typischerweise eine angewinkelte Kapillarröhre einschließt, die
das vorwärts
emittierte Licht aus der Verstärkungsfaser 34 heraus
führt.
Dieses in 2 gezeigte Spektrum ist typisch
für Breitbandfaserquellen,
die nahe bei der Sättigung
arbeiten.
-
3 ist
ein Spektrum, das eine Doppeldurchlauf-Lichtquelle (nicht gezeigt)
mit dem Isolator 50 und mit dem Reflektor 38 gebildet
als eine gerade Aufspaltung in der Verstärkungsfaser 34 anstelle
des bevorzugten dichroitischen Spiegels, darstellt. Eine gerade
Aufspaltung (Cleaving) gibt typischerweise eine 4% Reflektion des
Vorwärtslichts,
um ein Doppeldurchlauf-System zu erzeugen. 3 zeigt,
dass das Spektrum in zwei schmale Spitzen zusammenfällt, die
in einem faseroptischen Gyroskop nicht verwendet werden können.
-
4 ist
eine Spektrum, das durch Weglassen des Isolators 18 von 1 erhalten
wird. Der dichroitische Spiegelreflektor erzeugt eine effiziente Doppeldurchlauf-Konfiguration,
die ein Spektrum aufweist, welches ebenfalls auf mehrere schmale Spitzen
zusammenfällt.
-
5 zeigt
das Spektrum, das von der in 1 gezeigten
optischen Signalquelle erhalten wird. Der Einbau des Isolators 18 zwischen
die Pumplichtquelle 14, vorzugsweise eine Laserdiode und
dem WDM Koppler 26 entfernt Reflektionen von der Pumplichtquelle 14 und
zerstört
somit den Hohlraum, der den Lasing-Vorgang erzeugt, der die mehreren
Spitzen in dem optischen Signalausgang erzeugt hat. Das Ergebnis
eines Einbaus der zwei optischen Isolatoren 18 und 50 in
dem System ist ein Spektrum mit einer einzelnen Breitenspitze der 5.
Das Spektrum der einzelnen Spitze weist den Vorteil auf, dass zu
dem Gyroskop eine Skalierungsstabilität hinzugefügt wird, wenn die Quelle einer
ionisierenden Ausstrahlung ausgesetzt wird.
-
Die
faseroptische Drehsensor-Architektur der 1 kann ein
Servosystem 82 einschließen, welches angeordnet ist,
um die Intensität
und Wellenlänge
des Pumplichts auf konstanten Werten aufrecht zu erhalten. Das Servosystem
beseitigt den Effekt von Temperaturveränderungen in dem Ausgang der
Pumplichtquelle 14. Das Servosystem 82 kann einen
optischen Koppler 84 einschließen, der angeordnet ist, um
eine kleine Menge (1% zum Beispiel) des Pumplichts von der optischen
Faser 18 in eine optische Faser 86 abzuziehen.
Das Servosystem 82 empfängt
das von der optischen Faser 18 abgezogene Licht und erzeugt
Rückkopplungssignale,
die der Pumplichtquelle 14 eingegeben werden, um die Intensität und/oder
Wellenlänge
zu stabilisieren.
-
Geeignete
Intensitäts-Servosysteme
sind in U.S. Patenten 4792956; 4842358; 4887900 und 4890922 offenbart.
-
Der
Koppler 84 in dem Servosystem kann an verschiedenen Positionen
in der faseroptischen Drehsensor-Architektur angeordnet werden.
Der Koppler kann an einem Punkt A nach dem Isolator 18 in
der optischen Faser 28 oder an einem Punkt B nach dem WDM
Koppler 26 in der optischen Anschlussfaser 31 angeordnet
werden.
-
Als
eine Alternative zu dem Einbau des optischen Isolators in die Faserleitung
zwischen der Pumplaserdiode 14 und dem WDM Koppler 26 zum unterdrücken der
Reflektion des 1,56 μm
Lichts von der vorderen Stirnfläche
der Laserdiode könnte
ein Gitter mit langer Periode verwendet werden, das einen Verlust
bei 1,56 μm
durch Umleitung des Lichts an die Ummantelung bereitstellt. Dies
hat den Vorteil von (a) einem geringeren Übertragungsverlust bei der
1480 nm Pumpwellenlänge
als einem In-line (sich in der Leitung befindlichen) optischen Isolator,
(b) von geringeren Kosten, (c) das Erfordernis nur eines geringen
Volumens und eines geringen Gewichts, und (d) eine Beibehaltung
der vollständig
mit Fasern ausgeführten
Architektur und der Zuverlässigkeit.
Die Verwendung eines Gitters mit langer Periode ist besonders attraktiv,
falls ein Bragg-Fasergitter verwendet werden muss, um die Pumpwellenlänge der
Laserdiode zu steuern, da die zwei Gitter auf die gleiche Faser
geschrieben werden können.
-
Das
Isolationsverhältnis
eines Gatters mit langer Periode bei 1,56 μm mag unter Umständen nicht
so gut sein wie der Isolator. Weil jedoch die vordere Stirnfläche der
Laserdiode und ein Doppeldurchlauf des WDM bereits einen Rückkehrverlust von
wenigsten –30
dB bereitstellen, wird eine gesamte Abweisung von –50 dB einfach
mit einem 10 dB Gitter mit langer Periode erreichbar und ist mehr
als ausreichend, um eine Oszillation zu unterdrücken.