JPH03195920A - 光ファイバ・ジャイロスコープ - Google Patents

光ファイバ・ジャイロスコープ

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JPH03195920A
JPH03195920A JP2298740A JP29874090A JPH03195920A JP H03195920 A JPH03195920 A JP H03195920A JP 2298740 A JP2298740 A JP 2298740A JP 29874090 A JP29874090 A JP 29874090A JP H03195920 A JPH03195920 A JP H03195920A
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JP
Japan
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coil
optical fiber
turns
gyroscope
fiber
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Application number
JP2298740A
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English (en)
Inventor
Yung-Yien Huang
ヤン―イェン・ファン
Richard B Dyott
リチャード・ビー・ディオット
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Commscope Technologies LLC
Original Assignee
Andrew LLC
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Publication date
Application filed by Andrew LLC filed Critical Andrew LLC
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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
    • G01C19/721Details

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electromagnetism (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (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】 (技術分野) 本発明は、光ファイバ回転センサ即ちジャイロスコープ
に関する。本発明は特に、オープンループ回転検出シス
テムにおける有効コイル長の位相変調周波数への有効な
整合を行うための改善された光ファイバ・ジャイロスコ
ープに関する。
(背景技術) 光ファイバ回転センサ即ちいわゆるジャイロスコープは
、特に、航空機、宇宙船および関連する防衛用途におい
て用いられるものの如く、正確な信頼性の高い慣性回転
運動の検出が非常に重要である航法システムにおいて、
回転運動の検出のためますます使用されつつある。
機械的なジャイロスコープスコープを使用する回転検出
システムと比較して、光ファイバ・ジャイロスコープは
、運動部分が無く、ウオームアツプ時間が必要でなくま
た重力に感応しないといういくつかの明白な利点を提供
する。特に、運動部分と関連する不可避的な問題からの
解放および非常なコスト低減およびこれにより実現され
る高い信頼性の潜在性は、光ファイバ・ジャイロスコー
プを慣性航法システムにおける使用に非常に望ましいも
のにする。
典型的な光ファイバ・ジャイロスコープにおいては、レ
ーザあるいはある曲の適当な光源からの光がある形態の
ビーム・スプリッタにより2つの個々の光線に分けられ
、次いで典型的には単一モード・タイプの光ファイバの
多重巻きコイルの2つの端部に結合される。この2つの
光フアイバ端部から出る光は、ビーム・スプリッタによ
り合波され、光検出器によって検出される。
回転の検知は、典型的には、光ファイバのコイルにより
形成される閉ループ周囲の反対方向に伝搬する光線間の
[サニヤック(Sagnac)位相シフト」と一般に呼
ばれる回転により生じる位相シフトの検出によって行わ
れる。反対方向の光線間の位相差と対°応する検出信号
は、典型的にはある形態の位相変調を受け、光検出器が
光ファイバ・コイルの回転角度を表わしかつその直接的
な表示を行うように電子的に処理される電気信号に前記
変調を変換する。
上記のタイプの光ファイバ・ジャイロスコープにおいて
は、固定コイル径をもつジャイロスコープの感度は、光
ファイバ・コイル内で対向伝搬する光線が移動する距離
に正比例する。このため、感度は、コイル上に一層多く
の巻き線を巻くことにより光ファイバの長さを大きくす
ることによって強化することができる。更に、ジャイロ
スコープの変調周波数は光ファイバ長に反比例す゛るた
め、光ファイバの長さを望ましい変調周波数を実現する
レベルに維持することが望ましい。
光ファイバにおける有限の信号減衰レベルは、一般に、
正確な信号の検出および処理のため使用できる光ファイ
バの最大長さを制限する。1.かじ、使用する光ファイ
バ・ジャイロスコープにおける更に重要な考察は、ジャ
イロスコープ出力と検知される回転運動との間の線形性
の閾値度を維持することである。ジャイロスコープ出力
の線形性は、与えられる回転速度で実現される位相シフ
トの程度に比例し、この回転速度は更にコイル径と光フ
ァイバ長とに比例する。光ファイバの最小曲げ径に対す
る固有の制約の故に、出力の線形性を最大化する唯一の
残る実際的でないレベルにジャイロスコープの位相変調
周波数を増加する。
従来の光フアイバ回転システムは、(バイアス位相ノイ
ズを最小化することにより)感度と線形性の両方を、位
相変調周波数に対する有効コイル長の整合において生じ
る上記の拮抗する制約間の充分な譲歩を行うことによっ
て最大化することがとうしてもできないため、用途に制
約を受ける。本発明は、以下において詳細に述べるよう
に、このような譲歩をイイ効かつ好都合に実現する。
(発明が解決しようとする課題) 本発明の主な目的は、改善された光フアイバ回転検出法
と、回転の31測に対する向」ニした感度および回転の
計測の線形性を呈する改善された光ファイバ・ジャイロ
スコープを提供することにある。
本発明の関連する目的は、改善された回転検出法と、特
に、開ループ回転検出システムにおける位相変調周波数
に対する有効コイル長の有効な整合に適合する上記のタ
イプの改善された光ファイバ・ジャイロスコープの提供
にある。
本発明の更に別の目的は、改善された光ファイバ・コイ
ル、および上記のタイプの光ファイバ・ジャイロスコー
プにおいて特に使用される光ファイバ・コイルに対する
線巻き法の提供にある。
(課題を解決するための手段と作用) −に記および他の目的は、本発明のシステムにより、別
個であるが相互に接続されたコイル部の形態の光ファイ
バ・ジャイロスコープ用の光ファイバ・コイルをN回巻
くことにより実現され、前記コイル部は、第1の方向に
巻かれた第1の複数回「N、」の巻き線を有する第1の
コイル部と、第1の方向と反対の第2の方向に巻かれた
第2の複数回「N2」の巻き線を有する第2のコイル部
とを含んでいる。この相互に接続されるコイル部は、相
互に軸方向に隣接して配設され、組合わせにより従来の
単一部分、単一方向の光ファイバ・コイルの相当物を構
成する。収速部分、反対巻きコイルは、2つのコイル部
分の個々の複数の巻き数N、、N2、従ってその各有効
長さ1、l  L2は、長さl、II、2の和がジャイ
ロスコープの所要の位相変調周波数を得るに充分なもの
であるように都合良く選定できるという利点を有する。
同時に、2つのコイル部分における巻き方向が相互に反
対であるため、有効位相ンフトは有効長さ1.い14□
の差の関数となる。従って、コイルの全有効長さを増す
と同時に、位相シフトの程度、従って測定の線形性を所
要の閾値レベル以内に維持することが可能となる。
(実施例) 本発明は色々な変更および代替形態が可能であるが、そ
の特定の実施態様は図面に事例として示されたもので、
本文において詳細に記述される。
しかし、本発明を特定の態様に限定する意図はな(、頭
書の特許請求の範囲に記載される如き本発明の趣旨およ
び範囲に該当する全ての変更例、相当例および代替例を
包含することが意図である。
まず第1図においては、開ループ・モードで作動する従
来の光ファイバ・ジャイロスコープ・システムを示すブ
ロック図が示される。ジャイロスコープ・システムlO
は、主として単一の横モードで優位的に振動し、かつ後
方散乱ノイズおよびカー(にerr)効果問題が低減さ
せられるように広いガウス形状の光スペクトルを持つダ
イオード・レーザであることが望ましい光源12を含む
。光源1°2からの光線は、ビーム・スプリッタとして
機能する光方向性結合器14に指向される。
光方向性結合器[4に入る光線の一部は、第2の光方向
性結合器18に指向される前に偏光子16を通るように
送られる。光方向性結合器18はまた、2つの個々の光
線を生じるようビーム・スプリッタとして機能し、この
光線の一方が多重巻き光ファイバ・コイル20の一端部
に指向される。
光方向性結合器18からの他方の光線は、位相変調器2
2を経て光ファイバ・コイル20の池端部に指向される
。この2つの光フアイバ端部から出てくる光は、光方向
性結合器18により合波され、光検出器2イによって検
出される。
光ファイバ・コイル20の2つの端部に指向される光線
は、コイルの回転運動が存在しない時同じ経路長さを持
つ対向伝搬光線を構成する。
光ファイバ・コイル20がその対称軸心周囲の回転運動
に遭遇すると、2つの光線の相対的経路長さもまたこれ
に応して変化する。例えば、もしコイルが時計方向に回
転するならば、時W1・方向の光線の経路長さが増加す
るが、反時計方向の光線の経路長さは減少する。その結
果、光ファイバ・コイルの如何なる回転運動も、2つの
対向伝搬する光線に非可逆位相シフトを生じさせる。こ
の現象は、サニヤック効果として公知であり、回転運動
による非可逆位相シフトはサニヤック位相シフトと呼ば
れ、これは正確にirl測されるならば、光ファイバ・
コイルに生しる回転の大きさの正確な表示をもたらす、
第1図のジャイロスコープ装置においては、光検出器2
4の出力は、検知される回転速度の外部表示を行う従来
の信号処理のため使用できる。
可逆的なサニヤック位相シフトが、検知された回転運動
に正確に対応するためには、2つの対向伝搬する光線が
同じ位相を持つことは重要である。
もし2つの対向伝搬光線の偏光状態が同じでなければ、
それらの伝搬定数は必ずしも同じものではない。その結
果、光線が光ファイバ・ループを通過した後、2つの干
渉する光線の位相が異なることがあり、これにより特に
極端に低い回転速度が検知される時測定精度を大きく損
なうおそれがある検出誤差を招来する。例えば、数百ラ
ジアン程度になり得る典型的な光ファイバ・コイルにお
ける曲がる(応力を生じる)複屈折から結果として生じ
る位相差は、ジャイロスコープカ月0−4ラジアン程度
である地球の自転速度で回転する時生じるサニヤック位
相シフトを完全に不明確にする。
このような検出Lt差は、同じ偏光状態で光ファイバ・
コイルを通過した光線の部分を用いることにより低減さ
れる。検出システムの全相反性(total rcci
prociLy)を保証するため、対向伝搬する光線が
1つの編光状態のみを含むこともまた重要である。例え
対称的な単一モードの光ファイバが使用されても、2つ
の縮退偏光モードが生成される。小さな不規則な非対称
性が実際の光ファイバに存在し、結果として少量の不規
則な複屈折をもたらし、これが光ファイバの曲げおよび
毅りにより生じる別の複屈折と合波して、光ファイバに
沿って宰内される光の偏光を光ファイバの全長に沿って
変化させる。
第1図の偏光子16は、対向伝搬光線の検出された部分
が、相反性により光ファイバに沿った各点において同じ
偏光状態を有することを確保する機能を行う。このよう
な条件下では、干渉する光線間の検出された位相差は、
光ファイバの複屈折ではなくサニヤック効果から生じる
結果となる。
第1図に示したタイプのジャイロスコープ・システムを
用いてサニヤック効果に基く回転運動を測定する際、あ
る周波数[、の検出された信号におけるサニヤック位相
シフト「φJ(ラジアン)は、下記の関係により与えら
れる。
即ち、 但し、W(1はラジアン/秒単位の光源のラジアン周波
数即ち角周波数、Ωはラジアン/秒単位のジャイロスコ
ープの回転速度、Cはメートル/秒単位の自由空間にお
ける光の速度、およびAは、光ファイバの−巻きにより
囲まれる面積とコイルにおける巻き線数との積により表
わされる光ファイバ・コイルにより囲まれる全面積であ
る。
サニヤック位相シフトφの計Δ1りにおいては、測定さ
れた光のエネルギは、検出された電界の絶対値の2乗に
比例する。更に、干渉する光線の光エネルギおよび位相
は可逆変換システムにおいては等しい。典型的に使用さ
れるコイル長さに対して無視し得る非可逆的なエネルギ
差を無視して、検出されたエネルギPI、は大きく非可
逆位相差φ1.に依存し、下記の如く入力エネルギI)
。と関連する。即ち、 式(2)における余弦因数は、全非可逆位相差が1ラジ
アンより遥かに小さい時、その最大値に達する。このた
め、検出されたエネルギは、回転運動により生じる典型
的に小さな位相シフトには感応しなくなる。従って、正
弦波の極大値と極小値の双方を避けるように、検出され
た信号をシフトさせるためバイアス位相差を付加するこ
とが必要となる。
第1図のジャイロスコープ・システムにおける位相変調
器22は、位相変調周波数[、で変化する光エネルギの
振幅が小さな回転速度に比例させられるように、この機
能を必要量の位相差変調を生じることにより行う。位相
変調器22は光ファイバ・コイル20の一端部に配置さ
れるため、2つの対向伝搬する光線が共に同じ位相変調
を受けるが異なる時点に受けることにより、干渉する光
線間に非可逆的な位相差の変調を生じる。
検出された信号が高い周波数の搬送波即ち位相変調信号
]−でバイアスされた状態となるため、電子的ノイズが
実質的に除去されるが、測定感度は増強される。
第1図に示されるジャイロスコープ装置の完全ファイバ
構成によれば、1本の引伸し光ファイバを光ファイバ・
コイルに用い、このコイルの一端部から延長するある長
さのファイバを用いて光源12、光方向性結合器14、
偏光子16、光方向性結合器18およびコイル20の対
応する端部間に光の経路を確保する。コイル20の曲端
部から延長するある長さのファイバは、対応するコイル
端部、位相変調器22および光方向性結合器18間に光
の経路を確保する。
光方向性結合器14および■8もまた、光ファイバ・コ
イルに使用される光ファイバから形成される。
これら先方向性結合器は、一般に、隣接して配置された
ファイバのコアの周囲におけるを持つ光ファイバを使用
することにより形成される。
偏光子16自体は、その最も簡単な構成形態では、主軸
を各ループの面内で直角に置いた1対のファイバ・ルー
プを用いる光フアイバ要素でよい。
各ループの面の力向は、延びたファイバの一端部から曲
端部への偏光状態の所要の伝送を行うように便利に調整
することができる。
位相変調器22は、典型的には、光ファイバの短い部分
が圧電作用(P Z T )シリンダ上に巻かれる機械
的変調型のものである。時間と共に変化する電界が前記
PZTシリンダに加えられると、機械的な応力が生じ、
シリンダの半径を変化させる。その結果、PZTシリン
ダ周囲のファイバの直径もまた対応して変化させられる
。従って、ファイバの直径および屈折率、および従って
、偏光子に送られる光の位相は、加えられる信号と比例
して変調される。
式(1)から明らかなように、第1図に示したタイプの
光ファイバ・ジャイロスコープにおいては、サニヤック
位相シフト、従って測定感度は、光ファイバ・コイルに
より囲まれる全面積、即ちファイバ・コイルの一回の巻
きにより囲まれる面積とコイルの総巻き数の積に正比例
する。
固定コイル径を持つコイルの場合は、コイル内で対向伝
搬光線が移動した全距離に比例する感度は、コイルにお
ける巻き数を増すことにより強化できる。
第1図のジャイロスコープ・システムの性能を最適化す
るため、回転感度を最大化しノイズ感度を最小化しなけ
ればならない。このためには、下式の関係に従って位相
変調周波数「r、」に、光ファイバの全長を対向伝搬光
線が横モードで伝播(traverse)するために要
する移動時間「【」を整合させることが必要となる。
即ち、 W、、  *  t  =  π          
 (3)但し、W、は変調光源のラジアン周波数であり
、2f、に等しい。ファイバにより案内される光波のf
f7速度rV、Jにおいて、移動時間「【」は上記の如
く定義される。即ち、 但し、1、はメートル単位のコイル長、およびV。
はメートル/秒単位の群速度である。
式(4)を式(3)に代入して、変調周波数「ヨは然る
べく下記の如く定義される。即ち、!!T速度V、は略
々C/ n cと等しいため(但し、n冒よ光ファイバ
のコアおよびタラッディングの平均屈折率、およびCは
光の速度)、量V。
は定数を表わす。従って、変調周波数[、はコイル長に
反比例する。
光ファイバ・ジャイロスコープの使用に際して、重要な
考察は、ジャイロスコープの出力と検出される回転運動
間の高度の線形性を維持することである。ジャイロスコ
ープ出力は、サニヤック位相シフトの正弦、即ちSin
  φに比例する。
小さな回転速度では、位相シフトφは小さく、そのため
Sinφはφに近似し、ジャイロスコープ出力は回転と
略々−次的関係にある。
ジャイロスコープ出力の非線形性の百分率は下記の如く
定義される。即ち、 比較的低い回転速度では、前記非線形性は無視でき、信
号処理段階で適当なモデリング法を用いて容易に補正で
きる。しかし、より高い回転速度では、この非線形性は
目立つようになり、信号処理中に充分補正することがで
きない。
式(1)から明らかなように、与えられた回転速度Ωに
おいて、光ファイバ・コイルにより囲まれる全面積に正
比例するサニヤック位相シフトφは、コイル径を減少さ
せることにより低減することができる。しかし、光ファ
イバ・コイルの実用的最小径は、コイルに使用される光
ファイバの最小曲げ径により制約を受ける。
位相シフトφを低減する以外の単なる他の代替策は、コ
イル長を短(することである。
この方法は、ファイバ・コイルの長さの減少がこれと対
応して式(5)に示した反比例の関係に従って変調周波
数を増加させる故に問題がある。
高い精度の回転検出用途に典型的に要求される非線形度
を維持するため、ファイバ・コイルの長さは、変調周波
数がp z ’r位相変調器に用いるには受は入れ難く
高いレベルまで増加する程度まで減少しなければならな
い。
従って、測定の感度および線形性の双方を最大化するた
め、有効コイル長を光ファイバ・ジャイロスコープの位
相変調周波数に整合する除土じる上記の競合する制約間
の充分な譲歩をする必要が依然存在する。
本発明のシステムによれば、このような譲歩は、ファイ
バ長1、が好都合な高すぎない変調周波数の使用を可能
にすると同時にサニヤック位相シフトφを所望の閾値内
に減らすに充分な長さに保持されるように、ジャイロス
コープの光ファイバ・コイルを巻くことにより有効に実
現される。
更に、光ファイバ・ジャイロスコープのN回巻きの光フ
ァイバ・コイルを、第1の方向に巻かれた第1の複数回
N、の巻き線を有する第1のコイル部分と、第1の方向
と反対の第2の方向に巻かれた第2の複数回N2の巻き
線を有する第2のコイル部分とを含む別ではあるが相互
に接続されたコイル部の形態に巻かれる。この相互に接
続されたコイル部は、相互に軸方向に隣接して配置され
、組合わされて従来の単一部分の一方向性光ファイバ・
コイルの相当物を構成する。
第2図に示されるように、このような反対に巻かれた収
速部分コイル30は、別個のコイル部分32および34
から形成されている。第1のコイル部分32は、有効コ
イル部分長し、を実現する時計方向に巻かれた複数回N
1の巻き線を含む。
第2のコイル部分34は、有効コイル部分長L2を実現
する反時計方向に巻かれた第2の複数回N2の巻き線を
含む。この2つのコイル部分32.34は、一つに直列
に接続されて、L 、および1.2の和で定義される実
効コイル長りを持つジャイロスコープ用の完成光ファイ
バ・コイルを実現する。
第2図に示された収速部分反対巻きコイルは、2つのコ
イル部分の個々の巻き線の複数の巻き数N1、N2、従
ってその3 ’(−i効コイル部分長し7、l、2を、
コイル長1.、l、、の和がジャイロスコープに対する
所要の位相変調周波数を実現するものになるように容易
に選定することができる点で有利である1゜ 更に重要なことは、2つのコイル部における巻き線の方
向が相互に反対であるため、実効位相シフトが個々のコ
イル部32.34の実効コイル部長1,1および1.2
の差のIMI数となることである。従って、位相シフト
の程度を所要のレベルに維持すると同時に、コイルの全
実効長さを増加できる。その結果、所要の位相変調周波
数および測定の所要の線形性を同時に達成するように、
各実効コイル部長さり、および1,2を便利に操作する
ことが可能となる。
実施において、第2図の望ましい実施態様による収速部
分、反対巻きコイルは、光ファイバのコイルを巻くため
にこれまで用いられた手法を用いながら容易に製造する
ことができる。
更にまた、このコイルは、単一の巻き方向に個々のコイ
ル部分の長さ要求に応じて2つのコイル部のマンドレル
上に巻付けられる。その後、一方のコイル部をマンドレ
ルから抜き取り、ジャイロスコープ筺体内に相互に隣接
して両方の部分を定置する前に、その軸心周囲で反転(
[1ip)あるいは旋回される。このような方法を用い
て、反対方向に巻付けを実際に行う必要なしに、一方の
コイル部の光ファイバを隣接するコイル部のファイバと
反対方向に走らせる。
本発明のシステムにより収速部分、反対巻き光ファイバ
・コイルにより具現される利点は、以下に述べる実施例
を考察すれば最もよく示される。
従来の単一方向に巻かれたコイル径d = 0.127
m、ファイバ長L=755mを有する光ファイバ・ジャ
イロスコープについて考察しよう。波長λ。=815n
mを持つ光源を用いるならば、2πC/λ。で定義され
るラジアン周波数W。は、2.31XlOI5ラジアン
/秒に等しい。
コイルにより囲まれる総面積Aは、L x d / 4
により定義され、’ 23.97m2に等しい。
回転速度Q=IO°/秒、即ち0.175ラジアン/秒
士 である場合、式(1)により定義烏れるサニヤック位相
シフトφは0.43ラジアンに等しい。
これらの条件の下では、式(6)により定義される如き
ジャイロスコープの非線形性は3.05%となる。
式(3)により定義される755mのファイバ長さに沿
った所要の位相遅れπラジアンを達成するため必要な位
相変調周波数[、は、略々135Kllzに等しい。所
要の位相変調周波数の正確な値は、使用される特定の光
ファイバについて計算されたI:T速度のnI’(を用
いて計算することができる。
与えられた最大回転速度、例えば720°/秒を得るた
めに、また同時に同じ非線形度(従って、同じ位相シフ
ト度φ=0.43ラジアン)を維持するためには、実効
コイル長をファクタ?20/ to = 72だけ短縮
し、そのため実効コイル長が755/ 72、即ち10
.5mになるようにすることが必要となる。
単一方向に巻かbたコイルの場合は、この長さは変調周
波数r、−(135KIIz*72) =9.72MH
zを必要とする。この周波数は、従来のI) Z T変
調器には受は入れられない程高い。
もし第2図に示されたタイプの収速部分、反対巻きコイ
ルが同じファイバ全長755mで使用されるものきすれ
ば、位相変調周波数f。
は同じレベル、即ち135KIIzで変化しないままで
ある。しかし、コイル部長さLlおよびL2の各々が下
記の関係を呈するように、反対巻き光ファイバ・コイル
を含む2つの個々のコイル部を設計することにより、1
0mの所要の「サニヤック」長さが達成できる。
即ち、 L、+  L2= 755m、および り、−L□=  lOm このように、実効コイル部長さは、L、=382.5m
およびI、2 = 372.5rnとなる。
従って、個々のコイル部長さは、好都合の変調周波数の
使用を許容しながら、測定感度を最大化するようにa効
に操作することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の開ループ先ファイバ・ジャイロスコープ
装置を示すブロック図、および第2図は本発明の望まし
い実施態様による第1図のジャイロスコープ装置に使用
される光ファイバ・コイルの改善された収速部分巻き線
構造の図である。 10・−・ジャイロスコープ・システム、12・・・光
源、■4.18・・・光方向性結合器、I6・・・偏光
子、20・・・多重巻き光ファイバ・コイル、22・・
・位相変調器、24・・・光検出器、30・・・反対巻
き収速部分コイル、32・・・第1のコイル部分、34
・・・第2のコイル部分、。 (外4名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、光源と、複数回の巻き線を有する光ファイバ・コイ
    ルとを含み、該コイルは感度軸心周囲に回転自在であり
    、前記光源から前記コイルに対して光を光学的に結合し
    て内部を通る対向伝搬光線を生成する手段と、該対向伝
    搬光線を受取り前記コイルの回転速度を表わす出力信号
    を生じる光検出手段とを含む光ファイバ・ジャイロスコ
    ープにおいて、 前記光ファイバ・コイルが、第1の方向に巻かれた第1
    の複数回の巻き線を有する第1の部分と、前記第1の方
    向と反対の方向に巻かれた第2の複数回の巻き線を有す
    る第2の部分とを含む、個々の相互に接続されたコイル
    部から形成されることを特徴とする光ファイバ・ジャイ
    ロスコープ。 2、光源と、 複数回の巻き線を有する光ファイバ・コイルとを設け、 該コイルは、各々予め定めたファイバの巻き数を有する
    少なくとも2つの個々の相互に接続されたコイル部から
    形成され、該個々のコイル部は、前記コイル部の一方に
    おける巻き線の巻き方向が前記コイル部の他方における
    巻き方向と反対であるように、相互に隣接して軸方向に
    配置され、 前記光源から前記コイルに対して光を光学的に結合して
    内部に対向伝搬する光線を生成する手段と、 前記対向伝搬光線を受取り前記コイルの回転速度に応じ
    て出力信号を生じる光検出手段とを設けてなることを特
    徴とする光ファイバ・ジャイロスコープ。 3、回転運動を計測するためサニャックあるいはドップ
    ラ効果を用いる光ファイバ・ジャイロスコープにおいて
    使用される光ファイバ・コイルであって、 該コイルが複数回の光ファイバ巻き線を含み、かつ各々
    が予め定めた回数のファイバ巻き線を有する少なくとも
    2つの個々の相互に接続されたコイル部から形成され、 前記コイル部の一方の巻き線の巻き方向が前記コイル部
    の他方の巻き線の巻き方向と反対であるように、前記個
    々のコイル部が相互に隣接して軸方向に配設されること
    を特徴とする光ファイバ・コイル。
JP2298740A 1989-12-21 1990-11-02 光ファイバ・ジャイロスコープ Pending JPH03195920A (ja)

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CA2028578C (en) 1994-07-26
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