JPH02238334A - Interference optical measuring apparatus wherein scale factor is stabilized - Google Patents

Interference optical measuring apparatus wherein scale factor is stabilized

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Publication number
JPH02238334A
JPH02238334A JP1060361A JP6036189A JPH02238334A JP H02238334 A JPH02238334 A JP H02238334A JP 1060361 A JP1060361 A JP 1060361A JP 6036189 A JP6036189 A JP 6036189A JP H02238334 A JPH02238334 A JP H02238334A
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JP
Japan
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light
scale factor
interference
wavelength
interference optical
Prior art date
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Application number
JP1060361A
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Japanese (ja)
Inventor
Yozo Nishiura
洋三 西浦
Yoshinobu Kobayashi
祥延 小林
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To prevent errors due to temperature change by controlling a current so that the light generating amount of a semiconductor light source which generates monochromatic light is constant, while obtaining the wavelength based on the current value, and correcting a scale factor. CONSTITUTION:Monochromatic light from a light source 1 is split into two light beams in an interference optical system 2. The light beams are inputted into a photodetector 3 by way of the different paths. Then the phase difference thetaof the interference light beams is obtained in a signal detecting circuit 4. The difference is divided by a scale factor, and the intended physical quantity is obtained. The scale factor is the function of a wavelength lambda. The wavelength lambdais changed with temperature. The value is corrected as follows. An amount P of generated light is found through a half mirror 13 and a photodetector 14. The current of the semiconductor 1 is controlled so that the generated light amount P becomes constant with a control part 8. The current value is obtained with the voltage drop in a resistor 9. Since the wavelength lambda is determined based on the current value, the scale factor is corrected with a correcting circuit 11.

Description

【発明の詳細な説明】 (1)技術分野 この発明は、光の干渉を利用し、回転角速度、移動体の
速度、水中音響の強さ、温度、圧力などの物理量を測定
する測定装置において、光の波長λの温度変動を求め、
これにより正しい測定値を得ようとするものに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (1) Technical field The present invention relates to a measuring device that uses optical interference to measure physical quantities such as rotational angular velocity, velocity of a moving object, intensity of underwater sound, temperature, and pressure. Find the temperature variation of the wavelength λ of light,
This relates to what is intended to obtain correct measurements.

単色元を2つに分けて、異なる光路に通し、これを再び
合体させると、これらの光は干渉する。
When a monochromatic element is split into two parts, passed through different optical paths, and then recombined, the lights interfere.

2つの光の光路の差は、受光素子面に於ける位相差とし
て現われる。
The difference between the optical paths of the two lights appears as a phase difference on the light receiving element surface.

物理的な条件が定まれば、ふたつの光の位相差θが定ま
る。
Once the physical conditions are determined, the phase difference θ between the two lights is determined.

物理的な条件が変化すると、位相差θが変動する。位相
差θの変動は受光素子に入射する光量の増減として求め
る事ができる。従って、位相差θから、物理量が分る事
になる。
When physical conditions change, the phase difference θ changes. The variation in the phase difference θ can be determined as an increase or decrease in the amount of light incident on the light receiving element. Therefore, the physical quantity can be determined from the phase difference θ.

このようなものとして、光ファイバジャイロ、光ファイ
バハイドロフオン・、光ファイバレーザ速度計などがあ
る。
Examples of such devices include fiber optic gyros, fiber optic hydrophones, and fiber optic laser velocimeters.

物理量の変動により光路差が変動する。The optical path difference changes due to changes in physical quantities.

しかし、受光素子に入射した時、光量の変化をもたらす
のは、位相差θの変化による。位相差θは、光路差を光
の波長λで割ったものである。このため、波長λが温度
変動によって変化すると、光路差と位相差との比例定数
が変化することになる。
However, when the light enters the light receiving element, the amount of light changes due to the change in the phase difference θ. The phase difference θ is the optical path difference divided by the wavelength λ of the light. Therefore, when the wavelength λ changes due to temperature fluctuation, the proportionality constant between the optical path difference and the phase difference changes.

一般に、測定対象とする物理量の大きさと、測定装置の
出力の大きさの関係をスケールファクタと呼ぶ。
Generally, the relationship between the size of a physical quantity to be measured and the size of the output of a measuring device is called a scale factor.

光の干渉を利用した測定系に於ては、スケールファクタ
に、波長λが入っている。このため、波長が変動すると
、スクールファクタが変化してしまう。
In a measurement system using optical interference, the wavelength λ is included in the scale factor. Therefore, when the wavelength changes, the school factor changes.

このような測定系につき、簡単に説明する。Such a measurement system will be briefly explained.

(イ)光ファイバジャイロ シングルモード光ファイバを多数回コアに巻きつけた光
ファイバコイルの両端に、単色光を2つ分けて入れる。
(a) Optical fiber gyro Two monochromatic lights are separately introduced into both ends of an optical fiber coil in which a single mode optical fiber is wound around a core many times.

これらの光は左廻りと、右廻りにコイルの中を伝搬する
。そして、それぞれ反対端に出るが、これらを合体させ
て受光素子に入射させる。
These lights propagate inside the coil both counterclockwise and clockwise. Although they each come out at opposite ends, they are combined and made incident on the light receiving element.

コイルが角速度Ωで回転していると、ふたつの光の間に
位相差θが生ずる。
When the coil rotates at an angular velocity Ω, a phase difference θ occurs between the two lights.

である。λは単色光の波長、nは光ファイバのコア屈折
率、Lは光ファイバの全長、aはコイル半径、Cは真空
中の光速である。θは例えば、単純に干渉させた場合、
受光素子出力にcosθの形で入ってくる。光ファイバ
ジャイロkζは、その他の変形があるが、θが観測量と
なる。これと、測定対象となる物理量Ωの比がスケール
ファクタであるが、ここに光源が出す光の波長λが入っ
ている。
It is. λ is the wavelength of monochromatic light, n is the core refractive index of the optical fiber, L is the total length of the optical fiber, a is the coil radius, and C is the speed of light in vacuum. For example, when θ is simply interfered with,
It enters the light receiving element output in the form of cos θ. Although there are other variations of the optical fiber gyro kζ, θ is the observable quantity. The ratio between this and the physical quantity Ω to be measured is the scale factor, which includes the wavelength λ of the light emitted by the light source.

(ウ) 光ファイバハイドロフォン これも、シングルモード光ファイバをコイル状に巻いて
、一端から、単色光を入れ、他端から光を出す。このよ
うな同等なコイルをふたつ作り、一方のコイルを水中に
漬けてセンサコイルとする。
(c) Optical fiber hydrophone This is also a single-mode optical fiber wound into a coil, allowing monochromatic light to enter from one end and emit light from the other end. Make two similar coils, and soak one coil in water to use it as a sensor coil.

他方のコイルは一定条件下に保ち参照コイルとする。単
色光をビームスプリツタでふたつに分け、センサコイル
と参照コイルの両方のコイルの一端から入れる。他端か
ら出た光を合一させて干渉させる。
The other coil is kept under constant conditions and serves as a reference coil. Monochromatic light is split into two parts by a beam splitter, and then input from one end of both the sensor coil and reference coil. The light emitted from the other end is combined and interfered with.

同等のコイルであるが、センサコイルの方ハ、水の圧力
により、屈折率変化&、光路長変化Δlを生ずる。この
ため、ふたつの光は位相差θを生じ、これは ?π θ =■(nΔ7+7Δn )       (2)λ によって与えられる。ここでlはファイバコイルのファ
イバ全長、nは屈折率である。Δl、Δnは、水の圧力
pに比例するので、θの変化の振幅から水中音波の強さ
が分る。(2)式も光の波長λがスケールファクタの中
に入っている。
Although they are equivalent coils, the sensor coil causes a refractive index change & optical path length change Δl due to water pressure. Therefore, the two lights produce a phase difference θ, which is? π θ =■(nΔ7+7Δn) (2) Given by λ. Here, l is the total fiber length of the fiber coil, and n is the refractive index. Since Δl and Δn are proportional to the water pressure p, the strength of the underwater sound wave can be determined from the amplitude of the change in θ. Equation (2) also includes the wavelength λ of light in the scale factor.

このように、センサコイルと参照コイルを用い、単色光
をふたつに分けて、両コイルに通した後干渉させるもの
は、圧力、温度の測定にも用いる事ができる。圧力p、
温度Tの変動k;より、l. nが変化するからである
In this way, a system that uses a sensor coil and a reference coil, divides monochromatic light into two, passes them through both coils, and causes them to interfere can also be used to measure pressure and temperature. pressure p,
From the variation k of temperature T, l. This is because n changes.

(ニ)光ファイバレーザ速度計 これ.は、ドップラー効果を用いて、物体の速度Vを測
定するものである。単色光を生ずる光源から出た光を、
光ファイバに通し、先端のマイクロレンズ系から出射し
て物体に当てる。物体からの反射光と、マイクロレンズ
系での反射光とが光ファイバの中を反対方向に戻る。こ
れをビームスプリツタで側方に取り出じ、受光素子に入
射させ干渉させる。
(d) Optical fiber laser speed meter. measures the velocity V of an object using the Doppler effect. Light emitted from a light source that produces monochromatic light,
It is passed through an optical fiber, and the light is emitted from the microlens system at the tip and hits the object. The light reflected from the object and the light reflected by the microlens system return in opposite directions through the optical fiber. This light is taken out to the side by a beam splitter and is made incident on a light receiving element where it interferes.

物体がレンズ光軸に対して、角度θをなす方向に、速度
Vで運動していると、ドップラー効果により、物体から
の反射光の周波数がずれる。この周波数のずれが干渉光
の強度変化の周波数(ビート周波数)に等しい。これは と書くことができる。この式の分母にもλが入っている
When an object is moving at a speed V in a direction forming an angle θ with respect to the optical axis of the lens, the frequency of the reflected light from the object shifts due to the Doppler effect. This frequency shift is equal to the frequency of intensity change (beat frequency) of the interference light. This can be written as. The denominator of this equation also includes λ.

け)発明が解決しようとする問題点 これら干渉を用いた測定系の光源の波長の安定性が問題
である。単色光を出すものでなければならないし、或る
程度の可干渉性(コヒーレンシイ)がなければならない
g) Problems to be Solved by the Invention The problem is the stability of the wavelength of the light source in the measurement system using these interferences. It must emit monochromatic light and it must have a certain degree of coherency.

気体レーザを光源とすると、波長の安定性は優れている
。しかし、大型の装置になってしまうので、実際には使
いにくいものになる。
When a gas laser is used as a light source, wavelength stability is excellent. However, since it becomes a large device, it becomes difficult to use in practice.

半導体レーザや発光ダイオード(スーパールミネセント
ダイオード)を光源とすると、小型、軽量にすることが
できる。しかし、半導体の光源は、温度変化により、波
長λが変動してしまう。
When a semiconductor laser or a light emitting diode (superluminescent diode) is used as a light source, it can be made smaller and lighter. However, in semiconductor light sources, the wavelength λ fluctuates due to temperature changes.

波長λが変動するというのは、スケールファクタが変動
するという事である。
A change in the wavelength λ means a change in the scale factor.

例えば、中心波長が780nmのある半導体レーザで、
波長変化はQ,3nm/℃である。使用される温度範囲
が例えば50℃とすると、波長はこの範囲で15nmも
変化することになる。
For example, a semiconductor laser with a center wavelength of 780 nm,
The wavelength change is Q, 3 nm/°C. If the temperature range used is, for example, 50° C., the wavelength will vary by as much as 15 nm in this range.

つまり、スケールファクタがこの範囲で約2%変動する
In other words, the scale factor fluctuates by about 2% within this range.

温度変動が太きいと、スケールファクタが変わるので、
物理量の測定精度が悪くなる。
If the temperature fluctuation is large, the scale factor changes, so
The measurement accuracy of physical quantities deteriorates.

従来は、温度変化の少ない素子を選別して用いるか、或
は温度を一定に保つようにしていた。温度を一定にすれ
ば、λも一定になるからである。
Conventionally, elements with little temperature change have been selected and used, or the temperature has been kept constant. This is because if the temperature is kept constant, λ will also be constant.

しかし、半導体発光素子を常に一定温度に保つという事
は容易ではない。ベルチェ素子のように、発熱吸熱が自
在にできる素子に半導体発光素子゛を貼付け、温度変動
を打消す方向にペルチェ素子に通電する、という事がな
される場合もある。しかし、これは回路も複雑であって
、コスト高になる。
However, it is not easy to always maintain a semiconductor light emitting device at a constant temperature. In some cases, a semiconductor light-emitting element is attached to an element that can freely generate heat and absorb heat, such as a Beltier element, and the Peltier element is energized in a direction that cancels out temperature fluctuations. However, this requires a complicated circuit and increases costs.

それに、時間遅れがあるので、急激な環境変化などに追
随できないことがある。
Additionally, because there is a time delay, it may not be possible to keep up with sudden changes in the environment.

温度を一定に保たなくても、発振波長λが分かれば、ス
ケールファクタを補正できるはずである。
Even if the temperature is not kept constant, it should be possible to correct the scale factor if the oscillation wavelength λ is known.

しかし、波長λを測ろうとすると、分光器を用いなけれ
ばならない。このための装置が大がかりになって容易に
実現できない。
However, if we want to measure the wavelength λ, we must use a spectrometer. A device for this purpose is large-scale and cannot be easily realized.

波長λは測定し難い量である。The wavelength λ is a difficult quantity to measure.

a)   目       的 半導体発光素子を光源として用いる干渉を利用した測定
装置レ;於て、温度変化による波長変動によってもたら
されるスケールファクタの変化を補正できるようにした
装置を与えることが本発明の目的である。
a) Purpose It is an object of the present invention to provide a measuring device using interference using a semiconductor light emitting element as a light source; it is an object of the present invention to provide a device capable of correcting changes in scale factor caused by wavelength fluctuations due to temperature changes. be.

温度変化を抑制するのではなく、スケールファクタの変
動を抑制するのである。
Rather than suppressing temperature changes, it suppresses scale factor fluctuations.

(ホ)構 成 半導体レーザやスーパールミネツセントダイオ一ドは、
単一波長の光を出す事ができる。可干渉性が強い事が必
要であることもあり、そうでない事もある。それは、測
定方法による。
(e) Composition Semiconductor lasers and superluminescent diodes are
It can emit light of a single wavelength. Sometimes it is necessary to have strong coherence, and sometimes it is not. It depends on the measurement method.

温度が上ると、半導体のバンドギャップが狭くなるし、
屈折率が高くなる。このため、温度が高くなると、発振
波長は長くなる。
As the temperature rises, the bandgap of the semiconductor narrows,
The refractive index increases. Therefore, as the temperature rises, the oscillation wavelength becomes longer.

ただし、半導体レーザの場合、共振器の長さが波長の整
数倍であるという条件があるので、波長が長くなると、
縦モードが変化する。このため、連続的に波長が長くな
るのではなく、ある波長で”とび”が生ずる。新しいモ
ードに於ても、温度が高くなると、波長は長《なってゆ
く。再び、ある点で”とび′゛が生ずる。
However, in the case of semiconductor lasers, there is a condition that the length of the resonator is an integral multiple of the wavelength, so as the wavelength becomes longer,
Portrait mode changes. For this reason, the wavelength does not become longer continuously, but "jumps" occur at a certain wavelength. Even in new modes, as the temperature rises, the wavelength becomes longer. Again, a jump occurs at a certain point.

このようにとびとびに変化するので、温度は波長の一価
函数ではない。また、異なる縦モード間を遷移する場合
、ヒステリシスがある事もある。
Because it changes intermittently in this way, temperature is not a monovalent function of wavelength. Furthermore, when transitioning between different longitudinal modes, there may be hysteresis.

こういう事があるが、ある温度範囲に限れば、温度とと
もに波長はリニャに増加する、という事ができる。
This is true, but within a certain temperature range, it can be said that the wavelength increases linearly with temperature.

これは、簡単にλ一T特性という。This is simply called the λ-T characteristic.

発光ダイオードの場合も、温度とともに、ある範囲で、
波長はリニャに増加する。
In the case of light emitting diodes, as well as temperature, within a certain range,
The wavelength increases linearly.

もうひとつ、半導体発光素子には、温度特性がある。そ
れは、発光量である。温度が高くなると、発光量が減少
する。
Another factor is that semiconductor light emitting devices have temperature characteristics. It is the amount of light emitted. As the temperature increases, the amount of light emitted decreases.

半導体レーザの場合は、閾値電流が高くなり、発振しに
くくなるし、閾値電流より多くの電流を流しても、発光
量は小さくなってしまう。
In the case of a semiconductor laser, the threshold current becomes high, making it difficult to oscillate, and even if a current larger than the threshold current flows, the amount of light emitted becomes small.

これは、発光ダイオードを;ついても言える事である。This also applies to light emitting diodes.

この場合、閾値電流という概念は存在しないが、温度と
ともに、電流一発光量の関係は低下してゆく。温度が高
いと、p%nの各領域で少数キャリャが増加するので、
非接合部での再結合が増加し、有効に使われる注入電流
が減少するからである。
In this case, although the concept of threshold current does not exist, the relationship between current and light emission amount decreases as the temperature increases. When the temperature is high, the number of minority carriers increases in each region of p%n, so
This is because recombination at the non-junction increases and effectively used injection current decreases.

そこで、もしも発光量Pを一定にするようtて制御する
とすれば、温度Tが増加したとき、電流工を増加させな
ければならない。発光効率が温度上昇とともに低下する
からである。
Therefore, if the amount of light emission P is controlled to be constant, when the temperature T increases, the electric current must be increased. This is because the luminous efficiency decreases as the temperature rises.

すると、Pを一定にするという制御条件のもとに、ある
範囲で、温度Tは電流工とリニアな関係になる、という
事ができる。
Then, under the control condition of keeping P constant, it can be said that the temperature T has a linear relationship with the electric current within a certain range.

これを、簡単にI−T特性という。This is simply called the IT characteristic.

λ一T特性と、Pを一定にした制御条件でのエ−T特性
が分っていれば、λと工の関係が分る事になる。
If you know the λ-T characteristic and the A-T characteristic under control conditions with P constant, you will know the relationship between λ and E.

発振波長λは測り難い量であるが、電流工は測り易い量
である。スケールファクタは分母にλを有する。電流I
から、波長λを求め、これによってスケールファクタを
補正する。これが本発明の原理である。
The oscillation wavelength λ is a difficult quantity to measure, but the electric current is an easy quantity to measure. The scale factor has λ in the denominator. current I
From this, the wavelength λ is determined, and the scale factor is corrected using this. This is the principle of the invention.

本発明の構成を第1図によって説明する。The configuration of the present invention will be explained with reference to FIG.

これは、光源1、干渉光学系2、受光素子3、信号検出
回路4、制御部8、抵抗9、増幅回路10、補正回路1
1などよりなる。
This includes a light source 1, an interference optical system 2, a light receiving element 3, a signal detection circuit 4, a control section 8, a resistor 9, an amplifier circuit 10, and a correction circuit 1.
Consists of 1 etc.

光源1というのは、半導体レーザ、スーパールミネツセ
ントダイオードなど単色光を出す半導体発光素子である
The light source 1 is a semiconductor light emitting element that emits monochromatic light, such as a semiconductor laser or a superluminescent diode.

干渉光学系2というのは、単色光を、ミラービームスプ
リツタなどでふたつに分け、異なる経路を通した後これ
らを合体して干渉させる部分である。既に説明した、光
ファイバジャイロ、光ファイバハイドロフオン、光ファ
イバレーザ速度計などの干渉光学系の部分を表現してい
る。対象となる物理量は、角速度、水中音波、温度、圧
力、速度などである。
The interference optical system 2 is a part that splits monochromatic light into two parts using a mirror beam splitter or the like, passes them through different paths, and then combines them to cause interference. It represents the parts of the interference optical system, such as the optical fiber gyro, optical fiber hydrofon, and optical fiber laser velocimeter, which have already been explained. Target physical quantities include angular velocity, underwater sound waves, temperature, pressure, and velocity.

受光素子3は、干渉光の強度を電気信号に変換するもの
である。この強度には、干渉させたふたつの光の位相差
θがなんらかの形で含まれている。
The light receiving element 3 converts the intensity of the interference light into an electrical signal. This intensity includes some form of the phase difference θ between the two interfered lights.

光源1より出た単色光は、干渉光学系2に入る。Monochromatic light emitted from a light source 1 enters an interference optical system 2.

これが先述のように、ふたつの光に分けられ、異なる経
路を通り再び合体して、受光素子3に入るわけである。
As mentioned above, this light is split into two lights, which pass through different paths and then combine again to enter the light receiving element 3.

受光素子3の出力は、信号検出回路4によって処理され
電気信号として出力される。これは、増幅回路などを含
んでいる。これによって得られるものは、干渉光の位相
差θである。
The output of the light receiving element 3 is processed by a signal detection circuit 4 and output as an electrical signal. This includes amplifier circuits, etc. What is obtained by this is the phase difference θ of the interference light.

スケールファクタでθを割って、目的とする物理量が求
められる。従来は、スケールファクタを一定とみなして
いたので、θが目的となる物理量の大きさを表現してい
るという事k;なり、信号検出回路4′!でで、装置が
完結していた。
The target physical quantity is obtained by dividing θ by the scale factor. Conventionally, the scale factor was assumed to be constant, so θ expresses the size of the target physical quantity. Therefore, the signal detection circuit 4'! So, the device was completed.

本発明においては、スケールファクタを補正するための
補正回路11を、信号検出回路4の後に設けている。
In the present invention, a correction circuit 11 for correcting the scale factor is provided after the signal detection circuit 4.

補正するために、波長λを知らなければならない。その
ための機構が、制御部8、抵抗9、増幅回路10などで
ある。
In order to correct, the wavelength λ must be known. Mechanisms for this purpose include a control section 8, a resistor 9, an amplifier circuit 10, and the like.

制御部8は、半導体の光源1に電流Iを流し、これを発
光させる。制御部8と光源1の間には、抵抗9が直列に
接続されている。電線5、6がこれらを接続する。
The control unit 8 causes a current I to flow through the semiconductor light source 1 to cause it to emit light. A resistor 9 is connected in series between the control section 8 and the light source 1. Electric wires 5, 6 connect these.

制御部8は光源1の発光量Pを一定にするように制御す
る。これが重要である。このため、光源の強さをモニタ
しなければならない。たとえば、ハーフミラー13、受
光素子14によって発光量Pを知る。
The control unit 8 controls the light emission amount P of the light source 1 to be constant. This is important. For this reason, the intensity of the light source must be monitored. For example, the amount of light emitted P is known from the half mirror 13 and the light receiving element 14.

温度Tが上れば、同じ発光量Pを生ずるための電流工は
自動的に増える。これは抵抗9の端子間電圧RIの増加
となって現われる。これが増幅回路10で増幅される。
If the temperature T rises, the electric current required to produce the same amount of light emission P will automatically increase. This appears as an increase in the voltage RI between the terminals of the resistor 9. This is amplified by the amplifier circuit 10.

RIはある範囲で、温度にリニャである。λが温度にリ
ニャであるから, RIからλが分る。λの値により、
補正回路11はスケールファクタを補正する。
RI is linear with temperature within a certain range. Since λ is linear with temperature, λ can be found from RI. Depending on the value of λ,
A correction circuit 11 corrects the scale factor.

(ク)作 用 光源1の発光量Pが一定になるように制御されている。(h) Production The light emission amount P of the light source 1 is controlled to be constant.

温度が低いと、注入電流■は小さくなるし、温度が高い
と、注入電流Iは大きくなる。
When the temperature is low, the injection current I becomes small, and when the temperature is high, the injection current I becomes large.

ある基準温度Toに於ける注入電流を工oとする。Let o be the injection current at a certain reference temperature To.

ある範囲に於て、温度Tに於ける注入電流工は、■=α
(”  To) + Io        (4)とな
る。これは、発光量Pを一定に保つという条件で成立つ
。αは正の定数である。素子ごとによって異なるので、
予め測定して求めておく。
In a certain range, the injection current at temperature T is ■=α
(''To) + Io (4) This holds true on the condition that the amount of light emission P is kept constant. α is a positive constant. Since it differs depending on the element,
Measure and find it in advance.

一方、半導体光源の、基準温度Toにおける発振波長を
λ0とすると、温度Tにおいて λ =β(T−To)+λo(5) という関係がなりたつ。βは正の定数である。βも素子
ごとに異なる。またこの式は、ある温度範囲に於てのみ
なりたつ。モードジャンプが起こらない範囲である。
On the other hand, if the oscillation wavelength of the semiconductor light source at the reference temperature To is λ0, then at the temperature T the following relationship holds: λ = β(T-To)+λo(5). β is a positive constant. β also differs from element to element. Moreover, this formula only holds true within a certain temperature range. This is the range in which mode jumps do not occur.

(4)、(5)から温度Tを消去できて、となる。The temperature T can be eliminated from (4) and (5), resulting in the following.

電流Iは、制御部8が光源1に供給する電流である。こ
れは、抵抗9の端子間電圧RIによって分る。(6)式
の演算は増幅回路10によって直ちになされる。
The current I is a current that the control unit 8 supplies to the light source 1. This can be determined by the voltage RI between the terminals of the resistor 9. The calculation of equation (6) is immediately performed by the amplifier circuit 10.

補正回路11では、(6)によって得られた波長λを得
て、信号検出回路4で得られた位相差θに、単にλ.を
乗じて、所望の物理量の測定値を得る。
The correction circuit 11 obtains the wavelength λ obtained by (6), and simply adds λ. to the phase difference θ obtained by the signal detection circuit 4. to obtain the measured value of the desired physical quantity.

(41、(5)、(6)によって説明したものは、簡単
な線型関係にあるものである。
(41, (5), and (6) are simple linear relationships.

しかし、本発明の方法はこのような簡単な関係が成りた
たなければ適用できないという事ではない。(6)のか
わりに のような、2次の項があってもかまわない。
However, this does not mean that the method of the present invention cannot be applied unless such a simple relationship holds. There may be a quadratic term instead of (6).

さらに複雑なものであってもよい。工とλの関係が予め
求められるものであるから、どのような函数関係であっ
てもよいのである。増幅回路10が少し複雑シーなるが
、アナログ回路では難しいとしても、デジタル回路にし
てメモリに工とλの関係を記憶させればよいことである
It may be even more complex. Since the relationship between the function and λ can be determined in advance, any functional relationship may be used. The amplifier circuit 10 is a little complicated, but even if it is difficult to do so with an analog circuit, it is sufficient to make it a digital circuit and store the relationship between λ and λ in a memory.

ケ)効 果 半導体発光素子を用いた干渉光学装置に於ては、波長λ
が変動するとスケールファクタが変化する。
i) Effect In an interference optical device using a semiconductor light emitting element, the wavelength λ
When , the scale factor changes.

λは容易に測定できない量である。λ is a quantity that cannot be easily measured.

本発明は、波長λを、注入電流工の変化kζよって求め
、スケールファクタを補正する事にしている。
In the present invention, the wavelength λ is determined by the change kζ in the injection current, and the scale factor is corrected.

簡単な構造でありながら、正確に物理量を測定する事が
できる。
Although it has a simple structure, it can accurately measure physical quantities.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の干渉光学測定装置の概略構成1・・・
・・・光源 2・・・・・・干渉光学系 3・・・・・・受光素子 4・・・・・・信号検出回路 5,6・・・・・・電 線 8・・・・・・制御部 9・・・・・・抵 抗 10・・・・・・増幅回路 11・・・・・・補正回路 13・・・・・・ハーフミラー 14・・・・・・受光素子 発明者 西   浦   洋 小   林   祥
FIG. 1 shows a schematic configuration 1 of the interference optical measurement device of the present invention...
...Light source 2 ...Interference optical system 3 ... Light receiving element 4 ... Signal detection circuit 5, 6 ... Electric wire 8 ...・Control unit 9... Resistor 10... Amplifier circuit 11... Correction circuit 13... Half mirror 14... Light receiving element inventor Hiroko Nishiura Sho Hayashi

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)単色光を生ずる光源1と、光源1で生じた光を2
つに分割し異なる経路を通した後再び合一させて干渉さ
せ物理量に応じた位相差θが干渉光に含まれるようにし
た干渉光学系2と、干渉光学系2から出た干渉光を受光
し電気信号に変換する受光素子3と、受光素子の出力か
ら干渉光の位相差θを求める信号検出回路4と、半導体
発光素子である光源1の発光量Pを一定にするように光
源1に電流Iを供給する制御部8と、電流Iに比例する
値を増幅して光源の発振波長λを求める増幅回路10と
、波長λにより位相差θと測定すべき物理量の関係を決
めるスケールファクタを補正する補正回路11とよりな
る事を特徴とするスケールファクタを安定化した干渉光
学測定装置。
(1) Light source 1 that generates monochromatic light and light source 1 that generates 2
An interference optical system 2 which is divided into two parts, passed through different paths, and then combined again to interfere with each other so that the interference light includes a phase difference θ corresponding to the physical quantity, and an interference optical system 2 that receives the interference light emitted from the interference optical system 2. A light-receiving element 3 converts the signal into an electrical signal, a signal detection circuit 4 that calculates the phase difference θ of interference light from the output of the light-receiving element, and a light-receiving element 3 that controls the light source 1 to keep the light emission amount P of the light source 1, which is a semiconductor light-emitting element, constant. A control unit 8 that supplies the current I, an amplifier circuit 10 that amplifies a value proportional to the current I to determine the oscillation wavelength λ of the light source, and a scale factor that determines the relationship between the phase difference θ and the physical quantity to be measured using the wavelength λ. An interferometric optical measurement device with a stabilized scale factor, characterized by comprising a correction circuit 11 for correction.
(2)干渉光学系2が、Sagnac効果に基づき回転
角速度を測定するものである事を特徴とする特許請求の
範囲第(1)項記載のスケールファクタを安定化した干
渉光学測定装置。
(2) An interference optical measuring device with a stabilized scale factor as set forth in claim (1), wherein the interference optical system 2 measures the rotational angular velocity based on the Sagnac effect.
(3)干渉光学系2が、移動体に照射した光または移動
体から路面に照射した光のドップラ周波数シフトを利用
し移動体の速度を測定するものである特許請求の範囲第
(1)項記載のスケールファクタを安定化した干渉光学
測定装置。
(3) Claim (1) wherein the interference optical system 2 measures the speed of the moving object by using the Doppler frequency shift of the light irradiated onto the moving object or the light irradiated from the moving object onto the road surface. Interference optical measurement device with stabilized scale factor.
(4)干渉光学系2が、光ファイバに加わる音圧による
歪のために発生する位相変化を検出して水中音響の検出
を行なうようにした事を特徴とする特許請求の範囲第(
1)項記載のスケールファクタを安定化した干渉光学測
定装置。
(4) The interference optical system 2 detects underwater acoustics by detecting a phase change that occurs due to distortion due to sound pressure applied to an optical fiber.
1) An interference optical measurement device with a stabilized scale factor as described in item 1).
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