JP2627134B2 - 光ファイバジャイロ - Google Patents
光ファイバジャイロInfo
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- JP2627134B2 JP2627134B2 JP8613993A JP8613993A JP2627134B2 JP 2627134 B2 JP2627134 B2 JP 2627134B2 JP 8613993 A JP8613993 A JP 8613993A JP 8613993 A JP8613993 A JP 8613993A JP 2627134 B2 JP2627134 B2 JP 2627134B2
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- Japan
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- optical fiber
- light
- coil
- polarization
- fiber coil
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は光ファイバコイルに光
を右回り光及び左回り光として入射させ、その光ファイ
バコイルを伝搬した右回り光及び左回り光の位相差を検
出してその光ファイバコイルにその軸心回りに印加され
る角速度を検出する光ファイバジャイロに関する。
を右回り光及び左回り光として入射させ、その光ファイ
バコイルを伝搬した右回り光及び左回り光の位相差を検
出してその光ファイバコイルにその軸心回りに印加され
る角速度を検出する光ファイバジャイロに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光ファイバジャイロの構成を図２
に示す。光源１１からの光は光方向性結合器１２を通
り、さらに偏光子１３を通り、次に光方向性結合器１４
を通って光ファイバコイル１５の両端に分岐入射され
る。光ファイバコイル１５の両端に入射された光は右回
り光及び左回り光として光ファイバコイル１５を伝搬す
る。光ファイバコイル１５の一端と光方向性結合器１４
との間に位相変調器１６が直列に挿入され、ここを通る
右回り光及び左回り光に対して位相変調がなされる。位
相変調器１６の変調信号は変調信号発生器１７より発生
される。
に示す。光源１１からの光は光方向性結合器１２を通
り、さらに偏光子１３を通り、次に光方向性結合器１４
を通って光ファイバコイル１５の両端に分岐入射され
る。光ファイバコイル１５の両端に入射された光は右回
り光及び左回り光として光ファイバコイル１５を伝搬す
る。光ファイバコイル１５の一端と光方向性結合器１４
との間に位相変調器１６が直列に挿入され、ここを通る
右回り光及び左回り光に対して位相変調がなされる。位
相変調器１６の変調信号は変調信号発生器１７より発生
される。
【０００３】光ファイバコイル１５を伝搬した右回り光
及び左回り光は、光方向性結合器１４で結合されて干渉
し、その干渉光は偏光子１３、光方向性結合器１２を順
次通って受光器１８で受光され、電気信号に変換され
る。受光器１８の出力は同期検波回路１９において変調
信号発生器１７よりの変調信号と同一周波数の基準信号
で同期検波され、その検波出力は低域通過フィルタ２１
を通じて出力端子２２に供給される。出力端子２２は光
ファイバコイル１５を伝搬する右回り光と左回り光との
位相差に対応した出力が得られ、光ファイバコイル１５
の軸心回りに印加される角速度が検出される。
及び左回り光は、光方向性結合器１４で結合されて干渉
し、その干渉光は偏光子１３、光方向性結合器１２を順
次通って受光器１８で受光され、電気信号に変換され
る。受光器１８の出力は同期検波回路１９において変調
信号発生器１７よりの変調信号と同一周波数の基準信号
で同期検波され、その検波出力は低域通過フィルタ２１
を通じて出力端子２２に供給される。出力端子２２は光
ファイバコイル１５を伝搬する右回り光と左回り光との
位相差に対応した出力が得られ、光ファイバコイル１５
の軸心回りに印加される角速度が検出される。
【０００４】従来の光ファイバコイル１５は偏波面保存
光ファイバにより構成されていた。又、図に示すように
光方向性結合器１２，１４も光ファイバコイルで構成さ
れ、さらに位相変調器１６も光ファイバコイルを用いた
変調器の場合は、これら光方向性結合器１２，１４位相
変調器１６に用いる光ファイバも偏波面保存光ファイバ
が用いられていた。光ファイバを伝搬する光が複屈折性
があり、その互いに直交する偏波成分間に伝搬位相差が
あり、これらが干渉されて測定誤差が生じる。このよう
な誤差を避けるため偏波面保存光ファイバを用いて一方
の偏波成分のみにより測定を行うためである。
光ファイバにより構成されていた。又、図に示すように
光方向性結合器１２，１４も光ファイバコイルで構成さ
れ、さらに位相変調器１６も光ファイバコイルを用いた
変調器の場合は、これら光方向性結合器１２，１４位相
変調器１６に用いる光ファイバも偏波面保存光ファイバ
が用いられていた。光ファイバを伝搬する光が複屈折性
があり、その互いに直交する偏波成分間に伝搬位相差が
あり、これらが干渉されて測定誤差が生じる。このよう
な誤差を避けるため偏波面保存光ファイバを用いて一方
の偏波成分のみにより測定を行うためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の光ファイバジャ
イロにおいては、安定した正しい出力を得ることができ
るが、光ファイバコイル１５は偏波面保存光ファイバの
みで構成されているため、非常に高価なものとなり、光
ファイバジャイロを安価に作ることができなかった。
尚、光ファイバコイル１５としてシングルモード光ファ
イバ又は低い複屈折性の光ファイバを用いた場合は偏波
面が保持されないため、そのいづれの偏波方向のものを
検出測定しているか不明となり、正しい測定ができず、
又外乱により偏波面が回転し安定した出力が得られな
い。さらにその両偏波成分が干渉を起こして、正しい測
定が得られない。
イロにおいては、安定した正しい出力を得ることができ
るが、光ファイバコイル１５は偏波面保存光ファイバの
みで構成されているため、非常に高価なものとなり、光
ファイバジャイロを安価に作ることができなかった。
尚、光ファイバコイル１５としてシングルモード光ファ
イバ又は低い複屈折性の光ファイバを用いた場合は偏波
面が保持されないため、そのいづれの偏波方向のものを
検出測定しているか不明となり、正しい測定ができず、
又外乱により偏波面が回転し安定した出力が得られな
い。さらにその両偏波成分が干渉を起こして、正しい測
定が得られない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、光フ
ァイバコイルは両端部及び中央部が短尺の偏波面保存光
ファイバが用いられ、その他の部分に長尺のシングルモ
ード光ファイバが用いられて構成される。この偏波面保
存光ファイバの各長さは、その複屈折にその長さをかけ
た値が使用する光源の光の可干渉距離よりも大となるよ
うに選定される。
ァイバコイルは両端部及び中央部が短尺の偏波面保存光
ファイバが用いられ、その他の部分に長尺のシングルモ
ード光ファイバが用いられて構成される。この偏波面保
存光ファイバの各長さは、その複屈折にその長さをかけ
た値が使用する光源の光の可干渉距離よりも大となるよ
うに選定される。
【０００７】光ファイバジャイロにおいて、光ファイバ
コイルとしてシングルモード光ファイバが用いられてい
る場合に、その直交する偏波成分が干渉を起す部位は光
ファイバコイルの両端部と中央部とがほとんど支配的で
あることが知られている〔文献 Ｆｉｂｅｒ−Ｏｐｔｉ
ｃ Ｇｙｒｏｓｃｏｐｅｓ ｗｉｔｈ Ｂｒｏａｄ−Ｂ
ａｎｄ Ｓｏｕｒｃｅｓ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉ
ｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．ＬＴ
−１（１），９８−１０５（１９８３）〕。従ってこの
発明では前記のように短尺の偏波面保存光ファイバが両
端部及び中央部に用いられ、直交成分の干渉が防止さ
れ、その他の長い部分では安価なシングルモード光ファ
イバが用いられ、この部分では直交成分の偏波成分の干
渉が生じない、従って安定な出力が得られる。
コイルとしてシングルモード光ファイバが用いられてい
る場合に、その直交する偏波成分が干渉を起す部位は光
ファイバコイルの両端部と中央部とがほとんど支配的で
あることが知られている〔文献 Ｆｉｂｅｒ−Ｏｐｔｉ
ｃ Ｇｙｒｏｓｃｏｐｅｓ ｗｉｔｈ Ｂｒｏａｄ−Ｂ
ａｎｄ Ｓｏｕｒｃｅｓ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉ
ｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．ＬＴ
−１（１），９８−１０５（１９８３）〕。従ってこの
発明では前記のように短尺の偏波面保存光ファイバが両
端部及び中央部に用いられ、直交成分の干渉が防止さ
れ、その他の長い部分では安価なシングルモード光ファ
イバが用いられ、この部分では直交成分の偏波成分の干
渉が生じない、従って安定な出力が得られる。
【０００８】
【実施例】図１にこの発明の実施例を示し、図２と対応
する部分に同一符号を付けてある。この発明においては
光ファイバコイル１５としてその両端部と中央部にそれ
ぞれ短尺の偏波面保存光ファイバ２３ａ，２３ｂ，２３
ｃが用いられ、その他の部分は長尺のシングルモード光
ファイバ２４ａ，２４ｂが用いられる。図１では、光フ
ァイバコイル１５が一回りしか示されていないが、実際
には何回も巻回されたコイルとして構成され、その両端
部とそのコイルの中央部分とに短尺の偏波面保存光ファ
イバ２３ａ，２３ｂ，２３ｃが設けられるものである。
この偏波面保存光ファイバ２３ａ，２３ｂ，２３ｃの各
長さＬ1 乃至Ｌ3 は、これら長さＬ1乃至Ｌ3 にそれぞ
れその偏波面保存光ファイバにおける直交する偏波面成
分の伝搬定数の差、いわゆる複屈折Ｂを掛けた値が、光
源１１の光の直交する偏波成分が結合可能な距離と、長
尺のシングルモード光ファイバ内での複屈折、外乱等に
よって生じる、直交する偏波成分が結合可能な距離を加
えた、いわゆる可干渉距離Ｌc よりも大となるように選
定される。すなわちＬ1 ×Ｂ＞Ｌc となるようにＬ1 が
選定され、その他の偏波面保存光ファイバの長さＬ2 ，
Ｌ3 も同様に選定される。
する部分に同一符号を付けてある。この発明においては
光ファイバコイル１５としてその両端部と中央部にそれ
ぞれ短尺の偏波面保存光ファイバ２３ａ，２３ｂ，２３
ｃが用いられ、その他の部分は長尺のシングルモード光
ファイバ２４ａ，２４ｂが用いられる。図１では、光フ
ァイバコイル１５が一回りしか示されていないが、実際
には何回も巻回されたコイルとして構成され、その両端
部とそのコイルの中央部分とに短尺の偏波面保存光ファ
イバ２３ａ，２３ｂ，２３ｃが設けられるものである。
この偏波面保存光ファイバ２３ａ，２３ｂ，２３ｃの各
長さＬ1 乃至Ｌ3 は、これら長さＬ1乃至Ｌ3 にそれぞ
れその偏波面保存光ファイバにおける直交する偏波面成
分の伝搬定数の差、いわゆる複屈折Ｂを掛けた値が、光
源１１の光の直交する偏波成分が結合可能な距離と、長
尺のシングルモード光ファイバ内での複屈折、外乱等に
よって生じる、直交する偏波成分が結合可能な距離を加
えた、いわゆる可干渉距離Ｌc よりも大となるように選
定される。すなわちＬ1 ×Ｂ＞Ｌc となるようにＬ1 が
選定され、その他の偏波面保存光ファイバの長さＬ2 ，
Ｌ3 も同様に選定される。
【０００９】上述においてはこの発明を開ループ光ファ
イバジャイロに適応したが、閉ループ光ファイバジャイ
ロにも適応することができる。方向性結合器１２，１
４、位相変調器１６などは他の素子、例えば光集積回路
で構成してもよい。また偏波面保存光ファイバとしては
狭義のそれではなくても、複屈折性が高い光ファイバで
あればよい。
イバジャイロに適応したが、閉ループ光ファイバジャイ
ロにも適応することができる。方向性結合器１２，１
４、位相変調器１６などは他の素子、例えば光集積回路
で構成してもよい。また偏波面保存光ファイバとしては
狭義のそれではなくても、複屈折性が高い光ファイバで
あればよい。
【００１０】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば光
ファイバコイル１５はその両端部と中央部が短尺の偏波
面保存光ファイバで構成されており、その他の部分はシ
ングルモード光ファイバで構成されており、従って光フ
ァイバコイル１５としてはその大部分はシングルモード
光ファイバで構成されたものとなっており、安価に構成
することができる。しかも、この光ファイバコイルによ
れば、その両直交偏波成分が干渉する恐れのある部分で
は、偏波面保存光ファイバとなっているため、その干渉
が無く、安定した一方の偏波成分のみで測定することが
でき、外乱の影響を受け難く、従って安定した出力が得
られ、又、正しい出力が得られる。又、光ファイバジャ
イロを安価に構成することができる。
ファイバコイル１５はその両端部と中央部が短尺の偏波
面保存光ファイバで構成されており、その他の部分はシ
ングルモード光ファイバで構成されており、従って光フ
ァイバコイル１５としてはその大部分はシングルモード
光ファイバで構成されたものとなっており、安価に構成
することができる。しかも、この光ファイバコイルによ
れば、その両直交偏波成分が干渉する恐れのある部分で
は、偏波面保存光ファイバとなっているため、その干渉
が無く、安定した一方の偏波成分のみで測定することが
でき、外乱の影響を受け難く、従って安定した出力が得
られ、又、正しい出力が得られる。又、光ファイバジャ
イロを安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示すブロック図。
【図２】従来の光ファイバジャイロを示すブロック図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−322590（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−34166（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−5624（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−196471（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 光源よりの光を光ファイバコイルに右回
り光、左回り光として入射させ、その光ファイバコイル
を伝搬した右回り光と左回り光との位相差を検出して上
記光ファイバコイルにその軸心回りに印加される角速度
を検出する光ファイバジャイロにおいて、 上記光ファイバコイルはその両端部と中央部とが短尺の
偏波面保存光ファイバで構成され、他の部分が長尺のシ
ングルモード光ファイバで構成され、 上記各短尺の偏波面保存光ファイバの各長さは、これに
その複屈折を乗じた値が上記光源の光の可干渉距離より
大となるように選定されていることを特徴とする光ファ
イバジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8613993A JP2627134B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 光ファイバジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8613993A JP2627134B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 光ファイバジャイロ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06300571A JPH06300571A (ja) | 1994-10-28 |
| JP2627134B2 true JP2627134B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=13878397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8613993A Expired - Fee Related JP2627134B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 光ファイバジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2627134B2 (ja) |
-
1993
- 1993-04-13 JP JP8613993A patent/JP2627134B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06300571A (ja) | 1994-10-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970107 |
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