JPH03152416A - 光ファイバジャイロ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、シングルモード光ファイバでファイバコイ
ルを構成した光ファイバジャイロであって、偏光子を用
いないようにした改良に関する。

【従来の技術】

第３図に従来例に係る光ファイバジャイロの概略構成を
示す。 これはシングルモード光ファイバによって、ファイバコ
イルＣを作っている。そしてファイバコイルの両端の２
箇所を加熱溶着してカップラＫＩＫ２としている。Ｋ１
、Ｋ２の間のファイバの１本を切断すると、図示の形状
になる。カップラに、の一対の分枝の両端に光源Ｑ１受
光素子Ｓを設ける。Ｋ１、Ｋ２の間のファイバもシング
ルモード光ファイバの連続した一部であるが、位置を区
別するため接続用ファイバＷという事にする。 ファイバコイルＣの一端に位相変調素子Ｈを設ける事も
ある。受光素子Ｓの電気信号には、変調周波数の全ての
高調波が含まれる。同期検波して任意の次数の高調波を
検出し、これから右回り光、左回り光の位相差Δθを求
める事ができる。位相差Δθと角速度Ω、とは正比例の
関係にあるのでΔθを求めれば角速度が分かる。 従来は、接続用ファイバＷに必ず偏光子Ｐを挿入してい
た。偏光子Ｐは光源からファイバ中へ入った光を、一定
方向に偏波面を有する直線偏光にする。この直線偏光が
ファイバコイルの両端に入り、左回り、右回りにコイル
の中を進み、再び合一して、偏光子をもう一度通過する
。 このように偏光の方向をそろえるのは、左回り光、右回
り光の光路の長さを等しくするためである。シングルモ
ードファイバは、Ｘ方向とＸ方向の独立の偏光方向を持
っており、両方の光の光路長が異なるので、干渉光にオ
フセットが含まれる。又光路長の差が変動したりするか
ら、オフセットがドリフトする。 さらにＸ１Ｙ方向の間で偏波面の回転が起きたりする。 こういうわけで、位相差Δθが正確に求められない。そ
こで、従来は必ず偏光子を入れて、直線偏光にしていた
。

【発明が解決しようとする課題】

偏光子といっても様々のものがある。結晶の複屈折を利
用した偏光子は、ファイバよりもずっと寸法が大きく、
ファイバを切断して接続しなければならない。重く大き
くなるなど欠点がある。 定偏波光フアイバ自体の曲げロスを利用したものも使用
可能である。これは光ファイバを切断しなくて良い。定
偏波光ファイバを小さい曲率半径で曲げるので曲げ方向
に偏波面を有する光は放射モードになり消失する。この
ためひとつの偏波面のものだけが残る。この場合は、フ
ァイバを輪にするので製作が難しく、曲げ損失が大きく
、嵩ぼるので収納に適さないなどの難点がある。 シングルモード光ファイバは軸まわりに対称な構造であ
るから、偏波面の回転を抑制できない。 従来の構造では、往きと帰りの偏光子を通過するので、
この間で偏波面が回転していると帰りの通過光量が少な
くなる。９０°回転している場合は通過光量が０になる
。 偏波面保存シングルモード光ファイバを全体に使えば、
偏波面回転は起こらないが、これは高価なファイバであ
り、安価に光ファイバジャイロを作る事はできない。 このような事は偏光子が存在するために生ずる難点であ
る。偏光子がなければこのような難点はなくなる。 しかし偏光子がないと、Ｘ方向、Ｘ方向の偏波面の光が
存在し、これらの偏波面が回転し、これらの光路長が違
うので、干渉光からΔθを求めるとオフセットが生じこ
れがドリフトする。 オフセット、オフセットドリフトがなく、シかも偏光子
を必要としない光ファイバジャイロを提供することが本
発明の目的である。

【課題を解決するための手段】

本発明では、シングルモード光ファイバヲ用い、光源か
ら光ファイバに入った光を直線偏光にするのではなく、
反対に無偏光にする。つまり偏波面の方向を全くラムダ
ムにするのである。即ちＸ方向、Ｘ方向を想定したとき
、この方向に偏波面を持つ光の強度が同一になるように
する。従来の思想と全く逆にするのである。 もうひとつは、Ｘ方向、Ｘ方向の偏波面を持つ光の光路
長に差を設け、光路差ΔＬが、光源のコヒーレント長り
より大きくした、という事が特徴である。この２条件を
満たしたとき、光は無偏光になる。 直線偏光を無偏光にするものをデポラライザと呼ぶ。本
発明は光ファイバの何れかの箇所にデポラライザを入れ
光を無偏光にすることを特徴とする。 デポラライザは、光源Ｑと第１の光分岐素子の間に入れ
ても良いし、第１と第２の光分岐素子の間に入れても良
い。 デポラライザとしては、例えばある長さ以上の偏波面保
存光ファイバを用いることができる。 偏波面保存光ファイバは、軸対称ではなく、コアが楕円
形であったり、ある方向に応力部材が入っていたりする
。このためある主軸Ｘ１Ｙが（長手方向をＺ方向として
）定義でき、Ｘ方向の偏光は偏波面が保存される。Ｙ方
向も同様である。ＸからＹへ、或はＹからＸへの偏波面
の回転が起こらない。これはＸ、Ｙ方向の位相定数が異
なるからである。 位相定数は実効的に屈折率に比例するので、このファイ
バはＸ１Ｙ方向に関して複屈折性を持つことになる。。 それぞれの方向に偏波面を持つ光に対する実効的な屈折
率ｎｘ１ｎｗが異なる。 長さ！の偏波面保存ファイバにおいて、Ｘ１Ｙ方向に偏
波面を持つ光の光路差ΔＬは ΔＬ　＝（ｎ　＋ｃ　　ｎ　ｗ　）　ｊ　　　　　（１
）で与えられる。光源の真空中でのコヒーレント長をｈ
としてファイバ中でのコヒーレント長はｎｈであるから
、 ΔＬ　　＞ｎｈ　　　　　　　　　　■である事を条件
としている。 さらに、光源Ｑは半導体レーザ、スーパールミネッセン
トダイオードなどであり、ｈが長ずざるといけない。可
干渉性があるが、コヒーレント長の比較的短いものを使
う。

【作　　　用】

ファイバコイルＣはシングルモード光ファイバよりなっ
ているので、独立な偏波面が２つあり、２種類の光がフ
ァイバコイルを右回り、左回りに通過する事になる。こ
れらについて位相定数が巨視的には等しいが、そのゆら
ぎが異なる。位相定数に関して縮退しており、このため
偏波面の回転が起こる。しかし位相定数のゆらぎが異な
るので実効的な光路長が異なってくる。 偏波面の方向がＸからＹ方向へ、或はＹからＸ方向へ変
化し、しかもこれがランダムに起こる。 本発明はこの問題を偏光子を用いる事なく、逆に光を無
偏光にしてこれを解決する。 本発明では、デポラライザにより、光を無偏光にし、且
つＸ、Ｙ方向の偏光について光路差ΔＬが光源のコヒー
レント長ｎｈより大きいものにしている。 こうする事により、偏波面回転の問題をいかにして解決
できるかを次に説明する。 第５図は、ファイバコイルの中での右回り光、左回り光
の偏波面の変化を模式的に表す図である横に引いた２本
の線はファイバコイルを表現しており、上の線はＸ方向
に偏向した光、下の線はＹ方向に偏光した光である。 左列の（ａ）〜（ｄ）は右回り光、右列の（ｅ）〜（ｈ
）は左回り光を示す。ＡｌＢはコイルの端点である。Ａ
からＢへ進むのが右回り、ＢからＡへ進のが左回りであ
る。 途中の２点Ｃ１Ｄで偏波面の回転が起こるものとし、そ
の確率振幅をα、βとする。ここで２点というのは実際
にそうだというのではなく、３点で起こることもあり、
４点で起こることもある。 また場所も確定していない。 それにも拘らず、Ｃ１Ｄで偏波面回転が起こるとしてい
るのは、次のような相反性があるからである。 「左回り光がある時刻にある点、Ｘ＋Ｙに偏波面回転す
る確率と、右回り光が同時刻に同じ点でＹ４Ｘに偏波面
回転する確率とが等しい。」本発明はこのような微視的
な相反性の仮定の上に立っているが、この仮定はシング
ルモード光ファイバの中では成り立っているものと考え
られる第５図（ａ）を説明すると、端点Ａで、Ｘｌの振
幅でＸ偏波の光が、一部はそのまま右回りに伝搬し、端
点Ｂに達し、一部は０点でＹ偏波になり、０点でＸ偏波
に戻り、端点Ｂに達するものであるＸ偏波、Ｙ偏波の位
相定数をに１ｈとする。ＡＣ，ＣＤ、ＤＢの距離を８１
ｍ１ｎとする。入力の振幅をＸｓ、出力の波動関数をＸ
ＩＡで表現すると、 Ｘ　ＩＡ＝　Ｘ　ｈ　　（ａ　ｅｘｐ（ｉｆｔ）＋ρｅ
ｘｐ（ＩＩ２））　　　（３）σ＝　（（１−α）　（
１−β）　　）　　””　　　　（２）ρ＝　（αβ）
１″　　　　　　　　　　　　　　　　■ｊ、＝　ｋｓ
＋　ｋｗ＋　ｋｎ−ωｔ　＋Δθ／２＋　ｂ　ｓｉｎ　
　Ω（ｔａｒ）　　（■ｆｚ＝　ｋｓ＋　ｈｍ＋ｋｎ　
−ωｔ＋Δθ／２＋　ｂ　ｓｌｎ　　Ω（ｔｉｔ）　（
７）となる。 （３）の第１式が、Ｘ偏波のままＡからＢへ通過するも
のを示す。偏波面が変わらないで０点を通る確率が（１
−β）であるから、確率振幅はこれらの積の平方根であ
る。これをσとする。Ｘ偏波の（位相定数ｋ）で距離５
１ｍ５ｎを通過するので位相ｆ１はｋｓ＋　ｋｍ＋　ｋ
ｎを含む。ωは光の角周波数。 Δθはジャイロが回転することによる位相差でこれを正
確に求める事が目的である。 位相変調ｂｓ１ｎ　　（Ωｔ）をかけるが、右回り光は
先に変調を受け、その後ファイバコイルに入るから、時
間変数が（ｔａｒ）になる。τは光がファイバコイルを
通るのに要する時間で、によって与えられる。Ｃは真空
中での光速、Ｌはファイバコイルのファイバ全長、ｎは
コア屈折率である。 （３）の第２式が、０点でＸ偏波にＤ点でＸ偏波に戻る
ものを示す。それぞれで偏波面の変わる確率はα、βで
あり、確率振幅はこれらの積の平方根を含む。これをρ
とする。位相ｆ２はＮ　ｆｌと少し異なる。これはＣＤ
間をＸ偏波（位相定数ｈ）として通るからである。この
分がｋｍでなくｈｍとなる。 同様に第５図（ｂ）については Ｙ　ＩＡ”　Ｙ　１．　　ＣＱ　ｅＸｐ（１ｆ３）＋ρ
ａ　ｘ　ｐ　（Ｉ　ｆ　４　）　）　　　Ｑ３）ｆ　３
　＝ｈｓ＋ｈｍ＋ｈｎ−ωｔ＋Δθ／２＋　ｂ　ｓｌｎ
　　Ω（１＋１）（９） ｆ　４　＝ｈｓ＋ｋｍ＋ｈｎ−ω　ｔ　＋Δθ／２＋　
ｂ　ｓｉｎ　　Ω（１＋１）ω となる。Ｇ）の内、第１式はＸ偏波のまま右回りに通る
もの、第２式はＣ，Ｄで一時的にＸ偏波になるものであ
る。係数に同じσ、ρを使っているのは先述の相反性の
仮定による。 第５図（Ｃ）については Ｙ　、、＝　ｘ　、　　（ξｅｘｐ（ＩＩ５）＋ηｅｘ
ｐ（１ｆｅ））　　　　（ＩＩ）ｆ　６　　＝ｋｓ＋ｈ
ｍ＋ｈｎ−ωｔ＋Δθ／２＋　ｂ　ｓｉｎ　　Ω（１＋
１）（１２） ｆ’　　６　　＝ｋｓ十ｋｍ＋ｈｎ−（１）　　ｔ　　
＋Δ＃／２＋　　ｂ　ｓｌｎ　　Ω　（ｔａｒ）（１３
） ξ＝　（α　（１−β）　　）　　””　　　　　　　
（１４）η＝　（（１−α）β）　　Ｉ／２　　　　　
　　（１５）これはＸ偏波であったものがＸ偏波に変換
するもので、これが実は問題なのである。（１１）の第
１式が０点でＸからＸ偏波になるもので、この確率がα
、Ｄ点では偏波面が変わらないのでこの確率が（１−β
）である。確率振幅はこれらの積の平方根で、ξである
。 第５図（ｄ）については、 Ｘ＋ａ＝７＋（ξｅｘｐ（ＩＩ７）＋ηｅｘｐ（１ｆｓ
））　　　（１Ｂ）ｆ　　７　　：ｈｓ＋ｋｍ＋ｋｎ−
ω　ｔ　　＋Δθ／２＋　　ｂ　ｓｉｎ　　Ω　（を十
ｒ）（１７） ｆ　８＝ｈｓ十ｔｖ十ｋｎ　−（ＩＪ　を十Δθ／２＋
　ｂ　ｓｉｎ　　Ω（ｔａｒ）（Ｉ８） 右回り光については以上で終わりである。 次に、左回り光について、（ｅ）〜（ｈ）の寄与を考え
る。経路による位相分の違いについては右回り、左回り
光について、ａｅｓｂ−ｆｌｃ−ｈｌｄ−ｇの対応関係
がある。そこで、位相ｆに対応して、左回り光の位相を
ｇ、と書くと、これらは経路による分（ｋｌｈを含む項
）については同じであり、Δθと変調信号Ωについての
項だけが違う。 つまり右回り光の位相ｆについて、 Δθ／２＋ｂｓｌｎΩ（ｔ　＋　ｔ　）　　　　（１９
）となっていたものを、左回り光の位相ｇについて一Δ
θ／２＋ｂｓｉｎΩｔ　　　　　　　（２０）と変えれ
ば良い、例えばｇｌは、（６）に対応し、ｇ１＝　ｋｓ
＋　ｋｍ＋　ｋｎ　−ωを一Δθ／２＋ｂ　ｓｉｎ　　
Ω　ｔ　　（２１）である。同じようにして（ｅ）〜（
ｈ）の左回り光について、 Ｘ２＾”Ｘｇ　　（σｅｘｐ（Ｉｇｔ）＋ρｅｘｐ（１
ｇ２））　　　（２２）Ｙ　２Ａ＝　Ｖ　Ｑ（（７ｅＸ
ｐ（１ｇ３）＋ρｅＸｐ（ｉｌＥ＜））　　　（２３）
Ｙ２Ｂ＝Ｘ２　　（ξｅｘｐ（１ｇ７）＋ηｅｘｐ（ｉ
ｇｓ））　　　（２４）Ｘ２ｎ＝”１２　（ξｅｘｐ（
１ｇ５）＋ηｅｘｐ（Ｉｇｅ））　　　（２５）となる
。Ａのサフィックスをつけたものは最終的に偏波面が変
わらないもの、Ｂのサフィックスをつけたものは最終的
に偏波面が変わるものを意味する。サフィックスの１は
右回り、２は左回りを示す。 受光素子では、Ｘ偏波の和の二乗と、Ｙ偏波の和の二乗
に比例する出力■を生ずるので、Ｉ　＝　Ｉ　Ｘ　ＩＡ
＋　Ｘ１２Ａ＋　Ｘ　＋ａ＋　Ｘ２Ｂ　ｌ　２＋１ＹＩ
Ａ＋Ｙ２Ａ＋ＹＩＢ＋Ｙ２Ｂ＋２（２Ｇ）となる。 先ずＸ偏波だけについて考える。ＸｌＡ１Ｘ２Ａのよう
にサフィックスＡのついたものが通常の光ファイバジャ
イロで現れる信号に対応する。 Ｘ＋ｎ５Ｘ２ａのようにサフィックスＢのつくものは偏
波面が回転するために生ずるものである。これらサフィ
ックスＡ、Ｂの付くものは、Ｘ１Ｙ方向の異なる偏波を
取る。本発明では両者の光路長は異なり、差が光源のコ
ヒーレント長より長い。 このため両者は互いに干渉しない。するとＸに関する項
は、 Ｉ　ＸｌＡ１Ｘ２ＡＩ　２＋Ｉ　ＸＩＢ＋Ｘ２Ｂ＋　”
　　（２７）というように分割できる。 通常の出力に近い第１項について、先ず考察する。以後
、直流分はΔθを求める上に関係がないので省略する。 ｌ　Ｘ　ＩＡ＋　Ｘ　２Ａ　ｌ　２ ：２Ｘ、Ｘ２　（（σ２１２）ｃ’ｏｓ　ｑ＋σｐｆｃ
ｏｓ（ｆ＋−ｇ２）＋ｃｏｓ（ｆｚ−ｇｔ）Ｉ）　　　
（２８）ｑ＝Δθ＋ξｃｏｓ　（Ωｔ＋Ωτ／２）　　
　　　　　　（２９）ξ＝２ｂｓｌｎ（Ωｒ／２）　　
　　　　　　　（３０）Ｙ　ＩＡＮ　Ｙ　２Ａの和の二
乗も同様に求められる。これらの和を■いとすると、 ｌ、＝　２ＣＸＩＸ２＋”ｊｒＹ２）ｃｏｓｑ（（ａ”
＋ρ２）＋２ａｐｃｏｓ　（ｋ−ｈ）ｍｌ（３１） となる。この式のｃｏｓ　ｑの項をベッセル関数で展開
して、高調波成分を求める。（２９）のｑの表式の内、
Ωτ／２の項を無視すれば（ｔに繰り込む）、ｃｏｓ　
　Ｑ　：ＣＯＳΔθＣ１，（ξ）子２Σ（−１）”Ｊｚ
、（Ｆ）ｃｏｓ２ｍ（ｉｔ）−ｓｉｎ八〇へ２Σ（１）
”Ｊ２−＋（ξ）ｃｏｓ（２ｎ＋１）Ωｔ）　（３２）
となる。（３１）の前の係数がどんなものであっても奇
数次高調波（２ｎ＋１）を、偶数次高調波（２ｍ）でわ
ったちのは、 偶数次高調波（２１１１）　　　Ｊ　２−（ξ）　ｃｏ
ｓΔθとなり、係数がうちけしあった表現を得る。ここ
からΔθを求めることができる。 （３１）の係数から分かるように、このような手法は、
振幅Ｘ＋　、ＸＱＮ　’Ｉｒ　、Ｙ２の値がどのような
ものであっても成り立つものである。 ところが途中で偏波面が変わってしまうサフィックスＢ
の付いた成分についてはそのようなわけにはゆかない。 ｌ　Ｘ＋ａ＋）’ｎｌ　２ ”２ｙＩｙ２［ξ２ｃｏｓ　（ｕ＋ｑ）＋２ｆ　１ｅａ
ｓ　（ｖ十ｑ）＋Ｈ２ｃｏｓ　（ｖ＋ｑ）１（３４） Ｉ　Ｙ　ｓｎ十Ｙ　２Ｂ　＋　２ ：２ＸＩＸ２１ξ”ｃｏｓ（ｕ−ｑ）＋２ξＩｃｏｓ（
ｖ−ｑ）＋ｌ”ｃｏｓ（ｖ−ｑ）１（３５） ｕ　＝　　（ｋ　−ｈ　）　　（−ｓ　＋　ｍ　＋　ｎ
　）　　　　　（３Ｇ）ｖ：＝　　（ｋ−ｈ）　　（−
ｓ　　　　　＋ｎ）　　　　　（３７）ｗ＝　　（ｋ−
ｈ）　　（−ｓ−ｍ＋ｎ）　　　　　（３８）（３４）
と（３５）を加えてｃｏｓ　Ｑの項だけが残るようにす
るためには、 ＸＩ　Ｘ２　＝ｙＩｙＱ　　　　　　　（３９）が成立
しなくてはならない。もしそうでないとこれらの和にｓ
ｌｎ　ｑの項が含まれることになる。これはｃｏｓ　ｑ
と同じようにベッセル関数で展開できるが、ｓｌｎ　ｑ
とｃａｓ　Ｑでは係数が逆になる。 ｓｉｎ　　ｑ　：ｓｌｎΔθ（Ｊ、　　（ξ）＋２Σ（
−１）”Ｊ２．（ξ）ｃｏｓ２ｍｏｔ）＋　ｃｏｓΔθ
〔２Σ（−１）”Ｊ２−１（ξ）ｃｏｓ　（２ｎ＋１）
Ωｔ）　　（４０）つまりｓｔｎ　ｑから２ｍ次の偶数
次高調波成分にＳｌｎΔθが含まれ、２　ｎ　＋　１次
の奇数次高調波成分にＣＯＳΔθは含まれることになる
。すると（３３）のような式からΔθを求めることがで
きない。 このような訳で、従来は偏波面の回転が起こらないよう
な工夫がなされていたのである。 しかし本発明では、デポラライザによって光を無偏光に
するので、Ｘ偏光、Ｙ偏光の振幅は勿論等しい。 Ｘ＋＝Ｙ＋　　　　　　　　　　　　　（４１）Ｘ２＝
７２　　　　　　　　　　　　（４２）このようにする
のが目的でデポラライザを入れるのである。これが成り
立つと（３９）が成立する。 すると、 Ｉ　ｎ　”　Ｉ　ＸＩＢ＋Ｘｌ！８１　”　＋　Ｉ　Ｙ
ＩＢ＋Ｙ２Ｂｌ　”（４３）の中にｓｉｎ　Ｑは含まれ
ない。 注意すべきことは、右回り光、左回り光の振幅は等しく
なくても良いということである。 Ｘ１＝Ｘ２　、Ｙｔ　＝Ｙ２になるかどうかは、カップ
ラに２のできばえによる。本発明はカップラに２の分岐
比がどうなっていても成立するのであって、右回り光に
ついてＸｓ”Ｙｔ、左回り光についてＸＱ＝７２であれ
ば良い。デポラライザを入れると無偏光になるので、こ
のようになる。 さて本発明では、（４１）、（４２）が成り立ち、（３
９）が成立するので、ＩＢは、 Ｉ　ａ　＝＝４ｘ、ｘ２ｃｏｓｑｌξ２ｃｏＳｕ　＋２
ξｌ（！Ｏ８Ｖ　＋１２ｃｏｓ　ｗ　１（４４） となる。受光素子出力の全体Ｉは（３１）と（４４）を
加えて、 Ｉ　　　：４ＸＩＸ２　　Ｋｃｏｓ　　Ｑ　　　　　　
　　　（４５）Ｋ　：　σ２＋ｐ２＋２σｐｅｏｓ（ｋ
−ｈ）ｍ＋ξ２ｃｏｓｕ＋２ξ１ｅＯｓＶ＋１２（！０
８Ｗ（４Ｂ） となる。さてこの計算の前提をとなったものは、２点Ｃ
１Ｄでα、βの確率で偏波面の回転が起こるという仮定
であった。実際には２箇所とは限らずもっと多くの箇所
で起こるということも考えなければならない。 しかしそれは多様な場合において（４６）のＫの総和を
求めるという事に過ぎないのである。ｃｏｓ　ｑとＫと
が分離できているので、高調波成分同士で割り算すれば
、必ず（３３）のようになり、Ｋの総和ΣＫがいかなる
ものであってもΔθの演算には無関係なのである。

【　　実　　施　　例　　】

本発明の光ファイバジャイロの実施例を第１図、第２図
に示す。 第１図に於いてはカップラに１とに２の間に偏波面保存
光ファイバＰＭを入れている。これにより、光を無偏光
にし、しかもＸ１Ｙ方向に偏波面を持つ光の光路差ΔＬ
が、光源のコヒーレント長ｎｈより大きくなるようにす
る。 第２図に於いては光源Ｑと、第１カツプラＫ。 の間に偏波面保存光ファイバＰＭを入れる。 光源Ｑを出た光は直線偏光になっているから、この偏波
面の方向に対して、偏波面保存光ファイバＰＭの光学主
軸Ｘ、Ｙが４５″の角をなすようにしている。 このようにすれば入力側での振幅Ｘ。、ｙＯが等しくな
る。偏波面保存光ファイバでは偏波面回転が起こらない
ので、出力側での振幅Ｘｏ％Ｙ。 も等しい。デポラライザの第１の条件を満たす。 第２の条件は長さをｎｈ／　（ｎ、−ｎｙ　）以上にす
ることにより満たされる。これは第１図、第２図のいず
れに於いても同様である。 光フアイバコイルはシングルモード光ファイバで作られ
ている。第１図の場合は、これを、カップラＫｌ、Ｋ２
間で切断して、偏波面保存光ファイバをこれら端面間に
接続する。 第２図の場合は、光源近傍に位置すべきシングルモード
光ファイバの端面に、偏波面保存光ファイバを接続して
いる。 またファイバコイルの一方の端には位相変調素子Ｈを設
けている。これにより、光ファイバの一部が変調周波数
Ωで膨縮するので、ここを通過する光の位相が変調を受
ける。

【　　発　　明　　の　　効　　果　　】（１）偏光子
が不要になる。通常、偏光子は光学単結晶の複屈折を利
用したもので作るから、大きく重い。光ファイバと接続
しなければならない等の難点があり、これが不要である
ので、小さく軽い光ファイバジャイロを構成することが
できる。 また光ファイバを曲げて作った偏光子は製作が難しく嵩
ばるし曲げ損失が大きいという欠点があるが、本発明で
はこのよなものも不要である。 （２）はぼ全体をシングルモード光ファイバで作ること
ができる。全体を偏波面保存光ファイバで構築するもの
に比べて安価である。 （３）光源からの光が直線偏光の場合、第１図、第２図
のように、１本の偏波面保存光ファイバＰＭを入れるよ
うにすれば良い。 偏波面が任意であるという場合は、第４図に示すように
、主軸方向が４５°ずれた２本の偏波面保存光ファイバ
をつなぎあわせたものを用いれば良い。ここで２本目の
ものは、２本目のものの２倍以上の長さとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ファイバジャイロの一例を示す構成
図。 第２図は本発明の光ファイバジャイロの他の例を示す構
成図。 第３図は従来例に係る光ファイバジャイロの略構成図。 第４図は２本の偏波面保存光ファイバを４５゜のねじれ
角になるように接続してデポラライザとしたものの略図
。 第５図はファイバコイルの中で、右回り光、左回り光が
偏波面回転すると仮定したときの可能な場合を示すため
の説明図。（ａ）〜（ｄ）は右回り光、（ｅ）〜（ｈ）
は左回り光についての図である。ＸＩＸＹＩは右回り光
のＸ偏波、Ｙ偏波成分の最初の振幅、Ｘ２．３’２は左
回り光のＸ偏波Ｙ偏波の最初の振幅である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）単色光を生じる光源と、光を受けてこれを電気信
   号に変換する受光素子と、シングルモード光ファイバを
   コイル状に巻き回してなるファイバコイルと、シングル
   モード光ファイバよりなる接続用ファイバと、光源と受
   光素子とを接続用ファイバの一端に接続する第１の光分
   岐素子と、接続用ファイバの他端とファイバコイルの両
   端とを接続する第２の光分岐素子と、ファイバコイルの
   一端に設けた位相変調素子とよりなり、ファイバコイル
   を右回り、左回りに伝搬する光の位相差Δθから角速度
   を求める光ファイバジャイロに於いて、右回り、左回り
   光に分岐する前の光ファイバの途中に偏光をランダムに
   し且つ直交する偏波面を持つ光の光路長の差が、光源の
   コヒーレント長以上であるようにしたデポラライザを設
   けてあり、且つ光ファイバの途中に偏光を制限する偏光
   子を有しない事を特徴とする光ファイバジャイロ。
2. （２）偏光をランダム化し、直交する偏波面を持つ光の
   光路長の差が光源のコヒーレント長以上であるようにし
   たデポラライザが光ファイバの複屈折効果を利用したも
   のである事を特徴とする請求項１記載の光ファイバジャ
   イロ。