JPH03165213A - 光フアイバジヤイロスコープ - Google Patents

光フアイバジヤイロスコープ

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Publication number
JPH03165213A
JPH03165213A JP2244116A JP24411690A JPH03165213A JP H03165213 A JPH03165213 A JP H03165213A JP 2244116 A JP2244116 A JP 2244116A JP 24411690 A JP24411690 A JP 24411690A JP H03165213 A JPH03165213 A JP H03165213A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
loop
coupler
gyroscope
sensitivity
optical fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2244116A
Other languages
English (en)
Inventor
Alan Malvern
アラン・モールバーン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BAE Systems PLC
Original Assignee
British Aerospace PLC
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Filing date
Publication date
Application filed by British Aerospace PLC filed Critical British Aerospace PLC
Publication of JPH03165213A publication Critical patent/JPH03165213A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/58Turn-sensitive devices without moving masses
    • G01C19/64Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
    • G01C19/72Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams with counter-rotating light beams in a passive ring, e.g. fibre laser gyrometers
    • G01C19/727Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams with counter-rotating light beams in a passive ring, e.g. fibre laser gyrometers using a passive ring resonator

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Lasers (AREA)

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】 本発明は、光ファイバジャイロスコープの改良に関する
。この種の、別にファイバ共振ジャイロとして知られた
装置は、共振ループを画定するファイバを存し、そのル
ープを放射線の時計方向(CW)および反時計方向(C
CV)成分が通過する。
CW力方向らびにCCW方向は適当な制御装置によって
共振を維持され、共振の振動数の差はジャイロに加えら
れる回転速度の大きさである。
理想的にはそのような装置は回転速度の変化に対して感
度は高く、バックスキャタは低く、カー(I[err)
効果は最小となる。しかしながら、すべてのこれらの基
準は同時に満足することは実際上困難または不可能でさ
えあることが証明された。たとえばリング共振型の光フ
ァイバは、たとえば10ないし30mの比較的短いルー
プを有し、また狭い帯域の線源の光は比較的多数回ルー
プを通過し、感度は比較的高いにしても、光の通路を通
してバックスキャタがかなり大きい欠点を有することが
特徴である。さらに、往復動干渉型の光フアイバジャイ
ロは、たとえば300ないし1000mの間の比較的長
いループを有し、広帯域線源からの光は比較的少ない回
数ループの周りを通過し、感度は比較的低い欠点を有す
るが、バックスキャタまたはカー効果にそれほど悩まさ
れることがない特徴を有する。
本発明の目的は、感度が増進されるがバックスキャタお
よびカー効果が最小に維持される光ファイバジャイロス
コープを提供することにある。
本発明によれば、光ファイバループ、広帯域信号を発生
する放射線源、前記線源からの放射線を二つの成分に分
割しかつそれらを時計方向のループ(CW)および反時
計方向のループ(CCW)に挿入する分割装置、前記各
成分を干渉的に再結合してループの回転速度を指示する
再結合装置を有する光ファイバジャイロスコープにおい
て、ループ内を移動する前記各成分を増幅する増幅装置
をさらに有することを特徴とする光ファイバジャイロス
コープが提供される。
好ましくは、増幅装置はレーザ放射源および前記ループ
ルと関連したカップリング装置を有し、レーザ線源から
の放射線はCWおよびccwの両成分にゲインを形成す
る。
以下例示として、本発明を図面に基づいて説明する。
図示のジャイロスコープは全体的に符号lで示されてい
る。広帯域線源2は1.06μmの放射線を発生し、前
記放射線は放射線を二つの半部4および5に分割するよ
うに構成された第1カツプラ3を通して伝達され、その
一方の半部4はモードフィルタ6を通って第2カツブラ
フに伝達される。
放射線はふたたび二つの半部8.9に分割されその双方
は第3カツプラ10を通してたとえばネオジミウムファ
イバ11に通される。ループはたとえば100mと30
0mの間の適当な長さとすることができる。
放射線がカップラ10において分割された後、二つの同
じコヒーレントな要素は、時計方向および半時針方向に
ループの周りを移動せしめられる。
二つの成分は、カップラ7.3を通ってデテクタ12に
戻される前にカップラ10において干渉的に再結合され
る。各要素は干渉的にのみ結合され、それらは同じ数の
トランシットをファイバループの周りに経験する。一定
の対のコヒーレントな要素に対して、各干渉的結合は下
記の式で与えられる速度Ωに依存する強さが加えられ、
■(Ω)はつぎの弐で与えられる。
ここに Tは光の伝達係数、rはカップラ11のカップ
リング比、Ioは線源の強さである。
ジャイロスコープの速度に対応する感度は下記の式で与
えられる、すなわち、 ここにα++!+2γtr友 β=γ4 r 4  δ
8γ!rIT=0.5r意(1−「ジである。
Tおよびrに封して通常の値を使用してピーク値を計算
すると、通常期待される値に比較してジャイロの感度は
低下する。
ゲインがファイバループに導入されるならば、γr≦1
である限り、カップラ10の伝達およびファイバ自体に
対する伝達損失は補償される。
その理由は、yr〉ならば好ましくない自動抑制レーザ
振動が生ずるからである。しかしながら、yr<lとす
ることにより、通常のジャイロスコープ装置以上にかな
りの感度の改善が得られる。
ゲインは二色カップラ13を形成することによって導入
される。二色カップラは(図示しない)レーザ線源のた
とえば820mmのポンプ放射によって供給され、放射
をループに高効率で進入させる。
波長1.06μmの放射線(すなわち広帯域線′a)は
、カップラ13を通って減衰なしにすなわち820mm
においてr  > 1 、1.OIl+umにおいてr
−〉0で伝達される。
1.06μmにおけるゲイン付きネオデイミウム塗布フ
ァイバはループに接続され、820mmのポンプ光は1
liII御された量のゲインをループ内に生ずる。
ネオデイミウム塗布ファイバの使用は可逆性の広帯域ゲ
インを達成する。別の利点は下記のとおりである。
a)広帯域wA源がカー効果を除去するように熱線波長
分布を有するジャイロに使用可能である。
また分極誤差は解消されバックスキャタ効果がいちじる
しく減少する。これらは、光学ファイバジャイロに共通
の効果である。
b)ゲインはポンプ分極の配置に依存する分極感度とな
る。もしゲインが分極に依存し、正確な繊維軸線に整合
するならば、効果は感度増大を住することのない好まし
くない分極を抑制する。
C)光の連続周回は互いにコヒーレントであるため、(
リング共振ジャイロにおけるように)通路長さの制御は
必要がない。
d)レーザ作用が生じないとき、ゲインは飽和せずした
がって、装置がゲインの線型区域で作動しているとき、
二つの方向の間にモード対抗効果を生じない、ゲインは
二つの方向に適合し、それらは二つの方向の異なった屈
折率による(ジャイロバイアスを生ずる)差動モード引
張り効果を除去する。
第2.3図は二つの異なったrr値、すなわち第2図で
はγr =0.81、第3図ではγr =0.045に
封する通常の光フアイバジャイロの強さおよび感度特性
を示している0両グラフを比較すると、通常の光フアイ
バジャイロはγrが増加するとピークが狭くなるが、感
度および強さが減少することが分かる。
上記のようにゲインを導入すると、特性は第4.5図に
示すようになる。γrの大きい値、すなわちσr=0.
88に対して強さは約4倍増加し、−層重要なことに感
度は100倍以上増加する。
−周回力たり30%のゲインの値は1r=を維持するの
に必要であるが、正確な値は選択されたrの値に従って
変化する0位置が異なると「の値も異なった値を示す。
ポンプレーザは継続が生ずるのを防止するためジャイロ
スコープの作用中調整を必要とする。これはフィードバ
ックループによりデテクタの応答に応じてポンプを調整
することによって達成される。
ポンプレーザおよび二色カップラを、後方反射が起こら
ない限り、他の適当な指標が適合したゲイン媒体と交換
しうろことを認識すべきである。
異なった広帯域線源に対し、異なったレーザが必要であ
り、たとえば、988nmでポンプを使用することによ
り1550nmの線源にゲインを与えるためエルビウム
塗布ファイバを使用することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による光ファイバジャイロスコープの路
線図であり、第2.3図は光フアイバコイルの光の強さ
および公知のジャイロスコープの感度を示すグラフであ
り、第4.5図は第1図のジャイロスコープの同様のグ
ラフである。 1−  ジャイロスコープ、2−放射線源、3−・−カ
ップラ、6−・・−モードフィルタ、7 、 10− 
 カップラ、11−  ネオテイミウムファイバ、12
・・−デテクタ、13−・−カップラ フォグ増巾詳細 ]υ 1ソ ◇感 度 十強 さ Fig、 4、 フオク増巾詳細 ◇感度 十強 さ Fig、 5゜ フォグ増巾詳細 ◇感 度 十強 さ 手続補正書 (自発) 平成2年11月15日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、光ファイバループ、広帯域信号を発生する放射線源
    、前記線源からの放射線を二つの成分に分割しかつそれ
    らを時計方向(CW)のループおよび反時計方向(CC
    W)のループに挿入する分割装置、前記各成分を干渉的
    に再結合してループの回転速度を指示する再結合装置を
    有する光ファイバジャイロスコープにおいて、前記ルー
    プ内を移動する前記各成分を増幅する増幅装置をさらに
    有することを特徴とする光ファイバジャイロスコープ。 2、前記ジャイロスコープはレーザ放射線源および前記
    ループに関連したカップリング装置を有しレーザ線源か
    らの放射が前記時計方向(CW)および反時計方向(C
    CW)の両成分のゲインを発生する請求項1に記載の光
    ファイバジャイロスコープ。
JP2244116A 1989-10-24 1990-09-17 光フアイバジヤイロスコープ Pending JPH03165213A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB898923932A GB8923932D0 (en) 1989-10-24 1989-10-24 Fibre optic gyroscopes
GB8923932.1 1989-10-24

Publications (1)

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JPH03165213A true JPH03165213A (ja) 1991-07-17

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ID=10665080

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JP2244116A Pending JPH03165213A (ja) 1989-10-24 1990-09-17 光フアイバジヤイロスコープ

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US (1) US5136668A (ja)
EP (1) EP0425079A1 (ja)
JP (1) JPH03165213A (ja)
GB (1) GB8923932D0 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007212247A (ja) * 2006-02-08 2007-08-23 Tamagawa Seiki Co Ltd 光ファイバ型リングレーザジャイロ
JP2011027739A (ja) * 2009-07-21 2011-02-10 Honeywell Internatl Inc 高次空間モードからのバイアス誤差が低減された共振器光ファイバジャイロスコープ(rfog)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9207082B2 (en) 2012-08-15 2015-12-08 Honeywell International Inc. Fiber resonator gyroscope with low round trip loss and high output power
WO2018023033A1 (en) 2016-07-29 2018-02-01 Western Michigan University Research Foundation Magnetic nanoparticle-based gyroscopic sensor

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4013365A (en) * 1974-08-29 1977-03-22 The University Of Utah Laser gyroscope
US4291984A (en) * 1979-11-19 1981-09-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Optical amplification for the fiber interferometer gyro
US4323310A (en) * 1979-12-05 1982-04-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Fiber optic rotation sensing interferometer
US4533249A (en) * 1982-09-30 1985-08-06 Honeywell Inc. Passive ring resonator angular rate sensor
US4573797A (en) * 1984-02-24 1986-03-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Analog fiber gyro with extended linear range
US4637025A (en) * 1984-10-22 1987-01-13 Polaroid Corporation Super radiant light source
EP0248648B1 (en) * 1986-06-06 1992-01-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Re-entrant fiber raman gyroscope
US4952059A (en) * 1986-06-06 1990-08-28 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Reentrant fiber raman gyroscope
US4890922A (en) * 1987-02-20 1990-01-02 Litton Systems, Inc. Thermally compensated reference interferometer and method
US4915503A (en) * 1987-09-01 1990-04-10 Litton Systems, Inc. Fiber optic gyroscope with improved bias stability and repeatability and method
GB2236426B (en) * 1989-09-20 1994-01-26 Stc Plc Laser source
US5050183A (en) * 1990-11-05 1991-09-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Figure eight shaped coherent optical pulse source

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007212247A (ja) * 2006-02-08 2007-08-23 Tamagawa Seiki Co Ltd 光ファイバ型リングレーザジャイロ
JP2011027739A (ja) * 2009-07-21 2011-02-10 Honeywell Internatl Inc 高次空間モードからのバイアス誤差が低減された共振器光ファイバジャイロスコープ(rfog)

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EP0425079A1 (en) 1991-05-02
GB8923932D0 (en) 1990-05-30
US5136668A (en) 1992-08-04

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