JPH0216969B2 - - Google Patents
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- JPH0216969B2 JPH0216969B2 JP57172156A JP17215682A JPH0216969B2 JP H0216969 B2 JPH0216969 B2 JP H0216969B2 JP 57172156 A JP57172156 A JP 57172156A JP 17215682 A JP17215682 A JP 17215682A JP H0216969 B2 JPH0216969 B2 JP H0216969B2
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- laser diode
- optical fiber
- light
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- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 29
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 15
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
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- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Lasers (AREA)
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- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(1) 発明の技術分野
本発明は、光フアイバ・ジヤイロ・システムに
関し、特に高安定化・高効率化された光源を有す
る光フアイバ・ジヤイロ・システムに関する。
関し、特に高安定化・高効率化された光源を有す
る光フアイバ・ジヤイロ・システムに関する。
(2) 技術の背景
近年、光フアイバを用いたセンサの一つとし
て、サグナツク効果を用いた回転速度検出用光フ
アイバ・ジヤイロ・システムが実用化されてい
る。このような光フアイバ・ジヤイロ・システム
は、可動部分がなく、加速度による誤差を生じな
い上にリングレーザに見られた低回転速度域での
ロツクインがないためすべての回転速度範囲で直
線性が良いという特徴を有している。
て、サグナツク効果を用いた回転速度検出用光フ
アイバ・ジヤイロ・システムが実用化されてい
る。このような光フアイバ・ジヤイロ・システム
は、可動部分がなく、加速度による誤差を生じな
い上にリングレーザに見られた低回転速度域での
ロツクインがないためすべての回転速度範囲で直
線性が良いという特徴を有している。
(3) 従来技術と問題点
一般に、光フアイバ・ジヤイロ・システムにお
ける光フアイバ・コイルへの入射光源としては、
レーザダイオードが用いられる。ところで、従来
の光フアイバ・ジヤイロ・システムにおいては、
光源としてのレーザダイオードに対する光安定化
は充分にはなされていなかつた。すなわち、第１
図に示すレーザダイオードLDにおいては、レー
ザダイオードLDと反射鏡MRの間の距離ｌが変
化した場合にレーザダイオードへの帰還光の位相
が変化すること、および、レーザダイオード自体
の特性が変化した場合にも帰還光の位相が変化す
ることにより、出力光のコヒーレント性を充分に
安定化することができなかつた。
ける光フアイバ・コイルへの入射光源としては、
レーザダイオードが用いられる。ところで、従来
の光フアイバ・ジヤイロ・システムにおいては、
光源としてのレーザダイオードに対する光安定化
は充分にはなされていなかつた。すなわち、第１
図に示すレーザダイオードLDにおいては、レー
ザダイオードLDと反射鏡MRの間の距離ｌが変
化した場合にレーザダイオードへの帰還光の位相
が変化すること、および、レーザダイオード自体
の特性が変化した場合にも帰還光の位相が変化す
ることにより、出力光のコヒーレント性を充分に
安定化することができなかつた。
第２図には、光フアイバ・ジヤイロ・システム
における光フアイバ・コイルの構成が示される。
第２図において、光源１からの光は光フアイバ・
コイル２に入射され、左回りおよび右回りの経路
を通つて受光部３に導びかれる。ところで、光フ
アイバ・コイルを伝播する光の一部はレーリー散
乱等により戻り光となつて光源に戻つてくる。従
つて、前述のように安定化されていないレーザダ
イオードの光源においては、この戻り光による出
力雑音により出力光のコヒーレント性が失なわれ
回転速度の検出精度が低下することになる。第２
図のシステムにおいては、この戻り光の影響を防
止するためにアイソレータ４等を用いる必要があ
るが、それだけ装置が複雑化することになる。
における光フアイバ・コイルの構成が示される。
第２図において、光源１からの光は光フアイバ・
コイル２に入射され、左回りおよび右回りの経路
を通つて受光部３に導びかれる。ところで、光フ
アイバ・コイルを伝播する光の一部はレーリー散
乱等により戻り光となつて光源に戻つてくる。従
つて、前述のように安定化されていないレーザダ
イオードの光源においては、この戻り光による出
力雑音により出力光のコヒーレント性が失なわれ
回転速度の検出精度が低下することになる。第２
図のシステムにおいては、この戻り光の影響を防
止するためにアイソレータ４等を用いる必要があ
るが、それだけ装置が複雑化することになる。
(4) 発明の目的
本発明の目的は、前記の従来形の問題点にかん
がみ、高安定化されたレーザダイオードを光フア
イバ・コイルの光源として用いることにより、高
安定化、高効率化されかつ単純化された光フアイ
バ・ジヤイロ・システムを提供することにある。
がみ、高安定化されたレーザダイオードを光フア
イバ・コイルの光源として用いることにより、高
安定化、高効率化されかつ単純化された光フアイ
バ・ジヤイロ・システムを提供することにある。
(5) 発明の構成
本発明の１つの形態において、回転速度検出用
光フアイバ・コイルへの入射光源として、レーザ
ダイオードLDと、回析格子を反射面とするフイ
ルタを設け、該レーザダイオードLDと該フイル
タ間で光の共振が生じる位置に該フイルタを位置
させ、レーザダイオード出力を安定化させること
を特徴とする光フアイバ・ジヤイロ・システムが
提供され、他の形態において、回転速度検出用光
フアイバ・コイルへの入射光源として、レーザダ
イオードLDと、一方の端面が平面反射鏡として
働くエタロンを設け、該レーザダイオードLDと
該エタロン間で光の共振が生じる位置に該エタロ
ンを設け、レーザダイオードの前方及び後方発射
面の、レーザダイオード出力を安定化させること
を特徴とする光フアイバ・ジヤイロ・システムが
提供される。
光フアイバ・コイルへの入射光源として、レーザ
ダイオードLDと、回析格子を反射面とするフイ
ルタを設け、該レーザダイオードLDと該フイル
タ間で光の共振が生じる位置に該フイルタを位置
させ、レーザダイオード出力を安定化させること
を特徴とする光フアイバ・ジヤイロ・システムが
提供され、他の形態において、回転速度検出用光
フアイバ・コイルへの入射光源として、レーザダ
イオードLDと、一方の端面が平面反射鏡として
働くエタロンを設け、該レーザダイオードLDと
該エタロン間で光の共振が生じる位置に該エタロ
ンを設け、レーザダイオードの前方及び後方発射
面の、レーザダイオード出力を安定化させること
を特徴とする光フアイバ・ジヤイロ・システムが
提供される。
(6) 発明の実施例
本発明の一実施例としての光フアイバ・ジヤイ
ロ・システムを第３図を用いて以下に説明する。
第３図には、前記の光フアイバ・ジヤイロ・シス
テムの光源部分が示される。第２図において、レ
ーザダイオードLDは、狭帯域反射フイルタ
BRF1およびBRF2の間に挿入されており、狭帯
域反射フイルタBRF1の後方には光吸収器ATT
が配置され、他方の狭帯域反射フイルタBRF2の
後方には光フアイバ・コイルへ出力光を入射させ
るための光フアイバOFが配置されている。狭帯
域フイルタBRF1，BRF2は前端面が光軸に垂直
な平面であり、後端面が光軸の垂直面に対して所
定の傾きを有する回析格子面であり、中心光波長
foのみがきわめて狭帯域な10-7mm以下の光波とな
つて入射光と平行に反射され、それ以外の成分の
波長（fo-、fo+）は入射光と異なる角度に反射さ
れるためにレーザダイオードLDに帰還されない。
また、狭帯域反射フイルタBRF1を透過した光は
光吸収器ATTにより吸収される。このように構
成された狭帯域反射フイルタBRFの帯域幅は数
オームストロング以下にすることが可能であり、
従つてそれだけレーザダイオードLDの出力が安
定化される。すなわち、狭帯域反射フイルタ
BRF1，BRF2から反射してレーザダイオードに
返される光の周波数域はある中心光周波数に限定
され、反射光の位相が常に一定化されているの
で、狭帯域反射フイルタBRFとレーザダイオー
ドLDの距離を、狭帯域反射フイルタBRFとレー
ザダイオードLDとの間で光の共振が生じるよう
に制御するだけで、レーザダイオードLDに不要
なモード（雑音）が入射せず、単一モードで発振
するので、レーザダイオードLDが安定化される。
ロ・システムを第３図を用いて以下に説明する。
第３図には、前記の光フアイバ・ジヤイロ・シス
テムの光源部分が示される。第２図において、レ
ーザダイオードLDは、狭帯域反射フイルタ
BRF1およびBRF2の間に挿入されており、狭帯
域反射フイルタBRF1の後方には光吸収器ATT
が配置され、他方の狭帯域反射フイルタBRF2の
後方には光フアイバ・コイルへ出力光を入射させ
るための光フアイバOFが配置されている。狭帯
域フイルタBRF1，BRF2は前端面が光軸に垂直
な平面であり、後端面が光軸の垂直面に対して所
定の傾きを有する回析格子面であり、中心光波長
foのみがきわめて狭帯域な10-7mm以下の光波とな
つて入射光と平行に反射され、それ以外の成分の
波長（fo-、fo+）は入射光と異なる角度に反射さ
れるためにレーザダイオードLDに帰還されない。
また、狭帯域反射フイルタBRF1を透過した光は
光吸収器ATTにより吸収される。このように構
成された狭帯域反射フイルタBRFの帯域幅は数
オームストロング以下にすることが可能であり、
従つてそれだけレーザダイオードLDの出力が安
定化される。すなわち、狭帯域反射フイルタ
BRF1，BRF2から反射してレーザダイオードに
返される光の周波数域はある中心光周波数に限定
され、反射光の位相が常に一定化されているの
で、狭帯域反射フイルタBRFとレーザダイオー
ドLDの距離を、狭帯域反射フイルタBRFとレー
ザダイオードLDとの間で光の共振が生じるよう
に制御するだけで、レーザダイオードLDに不要
なモード（雑音）が入射せず、単一モードで発振
するので、レーザダイオードLDが安定化される。
この安定化について更に詳しく説明すると、本
発明のシスチムは外部光回路を有し、レーザダイ
オード単体に比較して大きな寸法（光学長Ｄ）を
有した条件でレーザ光発振を発生させている。こ
の場合、一般的レーザ発振原理からレーザ光のス
ペクトル線幅Ｂが光学長Ｄに反比例するため、本
件のレーザ発振の光出力のスペクトル線幅Ｂは狭
くなり、その状態でスペクトル線幅Ｂの値も安定
する。ところで、本発明では光狭帯域フイルタと
広帯域フイルタを組み合わせて用いているので、
レーザ発振の光周波数絶対値も安定化し、更に、
不要な光の発生が抑えられた分、光パワーが選択
されたレーザ発振光に寄与するため、レーザ発振
光パワーが大きくなり、その結果として、光出力
パワーも一定となつて安定化する。
発明のシスチムは外部光回路を有し、レーザダイ
オード単体に比較して大きな寸法（光学長Ｄ）を
有した条件でレーザ光発振を発生させている。こ
の場合、一般的レーザ発振原理からレーザ光のス
ペクトル線幅Ｂが光学長Ｄに反比例するため、本
件のレーザ発振の光出力のスペクトル線幅Ｂは狭
くなり、その状態でスペクトル線幅Ｂの値も安定
する。ところで、本発明では光狭帯域フイルタと
広帯域フイルタを組み合わせて用いているので、
レーザ発振の光周波数絶対値も安定化し、更に、
不要な光の発生が抑えられた分、光パワーが選択
されたレーザ発振光に寄与するため、レーザ発振
光パワーが大きくなり、その結果として、光出力
パワーも一定となつて安定化する。
このように、本発明のシステムでは、
レーザ発振の光周波数、
レーザ発振の光スペクトル線幅、
レーザ発振光パワー、
が安定する。
前記の入射光源を用いることにより、光フアイ
バ・コイルへ入射される光コヒーレント性が高く
なり、それだけ回転速度が高い精度で検出される
ようになる。また、光源が安定化され戻り光の影
響を受けにくくなるため光の経路にアイソレータ
を設ける必要がなくなり、それだけ装置が単純化
され得る。
バ・コイルへ入射される光コヒーレント性が高く
なり、それだけ回転速度が高い精度で検出される
ようになる。また、光源が安定化され戻り光の影
響を受けにくくなるため光の経路にアイソレータ
を設ける必要がなくなり、それだけ装置が単純化
され得る。
次に、本発明の他の一つの実施例としての光フ
アイバ・ジヤイロ・システムを第４図を用いて説
明する。第４図においては、レーザダイオード
LDは、単一モード光フアイバからなるエタロン
SMF1およびSMF2の間に挿入されている。エタ
ロンの一端面は、平面反射鏡R1，R2として働ら
き、レーザダイオードLDから入射された光は、
平面反射鏡R1またはR2により反射されてレーザ
ダイオードLDに帰還される。この場合には単一
モード光フアイバエタロンSMF1，SMF2が狭帯
域反射フイルタを形成している。
アイバ・ジヤイロ・システムを第４図を用いて説
明する。第４図においては、レーザダイオード
LDは、単一モード光フアイバからなるエタロン
SMF1およびSMF2の間に挿入されている。エタ
ロンの一端面は、平面反射鏡R1，R2として働ら
き、レーザダイオードLDから入射された光は、
平面反射鏡R1またはR2により反射されてレーザ
ダイオードLDに帰還される。この場合には単一
モード光フアイバエタロンSMF1，SMF2が狭帯
域反射フイルタを形成している。
(7) 発明の効果
本発明によれば、高安定化、高効率化され、か
つ、単純化された光フアイバ・ジヤイロ・システ
ムを提供することができ、それにより回転速度の
高精度の検出を行うことができる。
つ、単純化された光フアイバ・ジヤイロ・システ
ムを提供することができ、それにより回転速度の
高精度の検出を行うことができる。
第１図は、従来形の光フアイバ・ジヤイロ・シ
ステムに用いられるレーザダイオードを示す図、
第２図は、従来形の光フアイバ・ジヤイロ・シス
テムを示す図、第３図は、本発明の一実施例にお
いて用いられるレーザダイオードを示す図、第４
図は、本発明の他の１つの実施例に用いられるレ
ーザダイオードを示す図である。 （符号の説明）、１：光フアイバ・コイルへの
光源、２：光フアイバ・コイル、３：受光部、
４：アイソレータ、LD：レーザダイオード、
BRF1，BRF2：狭帯域反射フイルタ、SMF1，
SMF2：単一モード光フアイバ・エタロン。
ステムに用いられるレーザダイオードを示す図、
第２図は、従来形の光フアイバ・ジヤイロ・シス
テムを示す図、第３図は、本発明の一実施例にお
いて用いられるレーザダイオードを示す図、第４
図は、本発明の他の１つの実施例に用いられるレ
ーザダイオードを示す図である。 （符号の説明）、１：光フアイバ・コイルへの
光源、２：光フアイバ・コイル、３：受光部、
４：アイソレータ、LD：レーザダイオード、
BRF1，BRF2：狭帯域反射フイルタ、SMF1，
SMF2：単一モード光フアイバ・エタロン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転速度検出用光フアイバ・コイルへの入射
光源として、レーザダイオードLDと、回析格子
を反射面とするフイルタを設け、該レーザダイオ
ードLDと該フイルタ間で光の共振が生じる位置
に該フイルタを位置させ、レーザダイオード出力
を安定化させることを特徴とする光フアイバ・ジ
ヤイロ・システム。 ２ 回転速度検出用光フアイバ・コイルへの入射
光源として、レーザダイオードLDと、一方の端
面が平面反射鏡として働くエタロンを設け、該レ
ーザダイオードLDと該エタロン間で光の共振が
生じる位置に該エタロンを設け、レーザダイオー
ドの前方及び後方発射面の、レーザダイオード出
力を安定化させることを特徴とする光フアイバ・
ジヤイロ・システム。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57172156A JPS5960312A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 光フアイバ・ジヤイロ・システム |
| CA000437093A CA1238970A (en) | 1982-09-28 | 1983-09-20 | Fiber-optic gyro |
| EP83305763A EP0107373B1 (en) | 1982-09-28 | 1983-09-27 | Fibre optic gyroscope |
| DE8383305763T DE3382205D1 (de) | 1982-09-28 | 1983-09-27 | Kreisel mit optischem faden. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57172156A JPS5960312A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 光フアイバ・ジヤイロ・システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5960312A JPS5960312A (ja) | 1984-04-06 |
| JPH0216969B2 true JPH0216969B2 (ja) | 1990-04-19 |
Family
ID=15936601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57172156A Granted JPS5960312A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-30 | 光フアイバ・ジヤイロ・システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5960312A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2652170B2 (ja) * | 1987-09-08 | 1997-09-10 | 株式会社小松製作所 | エキシマレーザの波長制御装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5279889A (en) * | 1975-12-26 | 1977-07-05 | Nec Corp | Semiconductor laser device for high speed modulation |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP57172156A patent/JPS5960312A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5279889A (en) * | 1975-12-26 | 1977-07-05 | Nec Corp | Semiconductor laser device for high speed modulation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5960312A (ja) | 1984-04-06 |
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