JPH04340415A - 光ファイバジャイロ - Google Patents
光ファイバジャイロInfo
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- JPH04340415A JPH04340415A JP11344291A JP11344291A JPH04340415A JP H04340415 A JPH04340415 A JP H04340415A JP 11344291 A JP11344291 A JP 11344291A JP 11344291 A JP11344291 A JP 11344291A JP H04340415 A JPH04340415 A JP H04340415A
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- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 43
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 32
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動体の回転速度測定
器として用いられる光ファイバジャイロ、特にその光源
に関するものである。
器として用いられる光ファイバジャイロ、特にその光源
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の光ファイバジャイロには例
えば「１９９０年電子情報通信学会秋期全国大会予行集
（１９９０−１０）、山崎成史ほか著、Ｃ−２９６
Ｅｒ３＋ドープＳＬＦ光を光源として用いた光ファイバ
ジャイロ、ｐ４−３３８」に開示されたものがある。図
３は上記の文献に開示されている光ファイバジャイロの
構成図である。図において、Ｅｒドープトファイバ２０
１、合波フィルタ２０２、ポンプ用レーザダイオード２
０３及びアイソレータ２０４は光源部を構成しており、
Ｅｒドープトファイバ２０１の自然放出光を発生する。 カップラＡ２０５、偏波調整器２０６、カップラＢ２０
７、ファイバコイル２０８、位相変調器２０９及び光検
出器２１０は光干渉計を構成しており、光検出器２１０
はファイバコイル２０８の回転速度に関連した光信号を
検出し、この光信号はロックインアンプ２１１により回
転速度情報に変換され、ロックインアンプ２１１の出力
２１２にはファイバコイル２０８の回転速度に比例した
電圧が現れる。
えば「１９９０年電子情報通信学会秋期全国大会予行集
（１９９０−１０）、山崎成史ほか著、Ｃ−２９６
Ｅｒ３＋ドープＳＬＦ光を光源として用いた光ファイバ
ジャイロ、ｐ４−３３８」に開示されたものがある。図
３は上記の文献に開示されている光ファイバジャイロの
構成図である。図において、Ｅｒドープトファイバ２０
１、合波フィルタ２０２、ポンプ用レーザダイオード２
０３及びアイソレータ２０４は光源部を構成しており、
Ｅｒドープトファイバ２０１の自然放出光を発生する。 カップラＡ２０５、偏波調整器２０６、カップラＢ２０
７、ファイバコイル２０８、位相変調器２０９及び光検
出器２１０は光干渉計を構成しており、光検出器２１０
はファイバコイル２０８の回転速度に関連した光信号を
検出し、この光信号はロックインアンプ２１１により回
転速度情報に変換され、ロックインアンプ２１１の出力
２１２にはファイバコイル２０８の回転速度に比例した
電圧が現れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図３の従来の光ファイ
バジャイロは１平面内での回転速度しか測定できないの
で、３平面内の回転速度を検出するには図３の構成の光
ファイバジャイロを３台必要としていた。しかし、光源
部を構成しているＥｒドープトファイバ２０１、ポンプ
用レーザダイオード２０３及びアイソレータ２０４は高
価であり、３平面内の回転速度の測定に際して図３の構
成の光ファイバジャイロをそのまま３台用いるのはコス
ト高になり、また、大きさも大きくなるという問題点が
あった。本発明は、上述の問題点を解決するためになさ
れたものであり、１個の光源部からの出力光を分岐して
３台の光干渉計に入力することにより３平面内の回転速
度を測定することができるようにして、経済性及び大き
さの点で優れた光ファイバジャイロを提供することを目
的とする。
バジャイロは１平面内での回転速度しか測定できないの
で、３平面内の回転速度を検出するには図３の構成の光
ファイバジャイロを３台必要としていた。しかし、光源
部を構成しているＥｒドープトファイバ２０１、ポンプ
用レーザダイオード２０３及びアイソレータ２０４は高
価であり、３平面内の回転速度の測定に際して図３の構
成の光ファイバジャイロをそのまま３台用いるのはコス
ト高になり、また、大きさも大きくなるという問題点が
あった。本発明は、上述の問題点を解決するためになさ
れたものであり、１個の光源部からの出力光を分岐して
３台の光干渉計に入力することにより３平面内の回転速
度を測定することができるようにして、経済性及び大き
さの点で優れた光ファイバジャイロを提供することを目
的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバジャ
イロは、Ｅｒドープトファイバを用いた１個の光源部と
、光源部からの出力光を３等分する３分岐カップラと、
ファイバコイルを用いた３組の光干渉計と、３組の光干
渉計からの出力をそれぞれ入力して回転速度情報を出力
するロックインアンプとを有する。ここで、光源部は、
Ｅｒドープトファイバ、ポンプ用レーザダイオード、ポ
ンプ用レーザダイオードの出力光を反射してＥｒドープ
トファイバに導くと共に、それによりＥｒドープトファ
イバに発生する放出光を透過させる合波フィルタ、並び
に合波フィルタを透過した光を入力するアイソレータを
有する。
イロは、Ｅｒドープトファイバを用いた１個の光源部と
、光源部からの出力光を３等分する３分岐カップラと、
ファイバコイルを用いた３組の光干渉計と、３組の光干
渉計からの出力をそれぞれ入力して回転速度情報を出力
するロックインアンプとを有する。ここで、光源部は、
Ｅｒドープトファイバ、ポンプ用レーザダイオード、ポ
ンプ用レーザダイオードの出力光を反射してＥｒドープ
トファイバに導くと共に、それによりＥｒドープトファ
イバに発生する放出光を透過させる合波フィルタ、並び
に合波フィルタを透過した光を入力するアイソレータを
有する。
【０００５】また、３組の光干渉計は、３分岐カップラ
からの光を入力する第１のカップラ、第１のカップラの
出側に設けられた偏波調整器、偏波調整器の出側に設け
れた第２のカップラ、一端が第２のカップラの出側に設
けられ、他端が第２のカップラの分岐側に設けられたフ
ァイバコイル、及びファイバコイルに取り付けられた位
相変調器をそれぞれ有する。そして、各ファイバコイル
は異った３平面内に属するように配置される。更に、ロ
ックインアンプは、各光干渉計の光位相変調器をそれぞ
れ駆動し、各光干渉計の光検出器からの信号をそれぞれ
回転速度情報に変換して出力する。
からの光を入力する第１のカップラ、第１のカップラの
出側に設けられた偏波調整器、偏波調整器の出側に設け
れた第２のカップラ、一端が第２のカップラの出側に設
けられ、他端が第２のカップラの分岐側に設けられたフ
ァイバコイル、及びファイバコイルに取り付けられた位
相変調器をそれぞれ有する。そして、各ファイバコイル
は異った３平面内に属するように配置される。更に、ロ
ックインアンプは、各光干渉計の光位相変調器をそれぞ
れ駆動し、各光干渉計の光検出器からの信号をそれぞれ
回転速度情報に変換して出力する。
【０００６】
【作用】本発明においては、Ｅｒドープトファイバを用
いた１個の光源部からの出力光は３分岐カップラを介し
て３組の光干渉計に入力する。そして、各光干渉計のフ
ァイバコイルはそれぞれ異なった平面に配置されている
ので、各光干渉計の光検出器の出力信号は各平面におけ
る回転速度に対応したものになり、光検出器の出力はロ
ックインアンプにおいて各平面の回転情報に変換される
。
いた１個の光源部からの出力光は３分岐カップラを介し
て３組の光干渉計に入力する。そして、各光干渉計のフ
ァイバコイルはそれぞれ異なった平面に配置されている
ので、各光干渉計の光検出器の出力信号は各平面におけ
る回転速度に対応したものになり、光検出器の出力はロ
ックインアンプにおいて各平面の回転情報に変換される
。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の一実施例の光ファイバジャイ
ロの構成図である。Ｅｒドープトファイバ１０１、合波
フィルタ１０２、ポンプ用レーザダイオード１０３、ア
イソレータ１０４は共通の光源部１００を構成しており
、ポンプ用レーザダイオード１０３からは１．４８μｍ
の無変調の高出力レーザ光が出力されている。１．４８
μｍポンプ光は合波フィルタ１０２によって反射されて
Ｅｒドープトファイバ１０１の中に入る。Ｅｒドープト
ファイバ１０１の中で１．５５μｍ帯の広帯域で高パワ
ーの自然放出光が発生し、合波フイルタ１０２を通過し
てアイソレータ１０４を通過する。アイソレータ１０４
を通過した高パワーの１．５５μｍ帯の自然放出光は３
分岐カップラ１０５によつて３等分される。３分岐カッ
プラ１０５によつて３等分された光は３つの光干渉計１
２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃに入る。
ロの構成図である。Ｅｒドープトファイバ１０１、合波
フィルタ１０２、ポンプ用レーザダイオード１０３、ア
イソレータ１０４は共通の光源部１００を構成しており
、ポンプ用レーザダイオード１０３からは１．４８μｍ
の無変調の高出力レーザ光が出力されている。１．４８
μｍポンプ光は合波フィルタ１０２によって反射されて
Ｅｒドープトファイバ１０１の中に入る。Ｅｒドープト
ファイバ１０１の中で１．５５μｍ帯の広帯域で高パワ
ーの自然放出光が発生し、合波フイルタ１０２を通過し
てアイソレータ１０４を通過する。アイソレータ１０４
を通過した高パワーの１．５５μｍ帯の自然放出光は３
分岐カップラ１０５によつて３等分される。３分岐カッ
プラ１０５によつて３等分された光は３つの光干渉計１
２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃに入る。
【０００８】光干渉計１２０ａはカップラＡ１０６ａ、
偏波調整器１０７ａ、カップラＢ１０８ａ、ファイバコ
イル１０９ａ、位相変調器１１０ａ及び光検出器１１１
ａから構成されている。光干渉計１２０ｂ及び１２０ｃ
も光干渉計１２０ａと同様な構成からなり、光干渉計１
２０ｂは、カップラＡ１０６ｂ、偏波調整器１０７ｂ、
カップラＢ１０８ｂ、ファイバコイル１０９ｂ、位相変
調器１１０ｂ及び光検出器１１１ｂから構成され、光干
渉計１２０ｃはカップラＡ１０６ｃ、偏波調整器１０７
ｃ、カップラＢ１０８ｃ、ファイバコイル１０９ｃ、位
相変調器１１０ｃ及び光検出器１１１ｂから構成されて
いる。ロックインアンプ１１２は、位相変調器１１０ａ
，１１０ｂ，１１０ｃを駆動して、光検出器１１１ａ，
光検出器１１１ｂ，光検出器１１１ｃの検出値を入力し
て回転速度情報１１３に変換して出力する。
偏波調整器１０７ａ、カップラＢ１０８ａ、ファイバコ
イル１０９ａ、位相変調器１１０ａ及び光検出器１１１
ａから構成されている。光干渉計１２０ｂ及び１２０ｃ
も光干渉計１２０ａと同様な構成からなり、光干渉計１
２０ｂは、カップラＡ１０６ｂ、偏波調整器１０７ｂ、
カップラＢ１０８ｂ、ファイバコイル１０９ｂ、位相変
調器１１０ｂ及び光検出器１１１ｂから構成され、光干
渉計１２０ｃはカップラＡ１０６ｃ、偏波調整器１０７
ｃ、カップラＢ１０８ｃ、ファイバコイル１０９ｃ、位
相変調器１１０ｃ及び光検出器１１１ｂから構成されて
いる。ロックインアンプ１１２は、位相変調器１１０ａ
，１１０ｂ，１１０ｃを駆動して、光検出器１１１ａ，
光検出器１１１ｂ，光検出器１１１ｃの検出値を入力し
て回転速度情報１１３に変換して出力する。
【０００９】図２はファイバコイル１０９ａ，１０９ｂ
，１０９ｃの配置を示す説明図である。ファイバコイル
１０９ａはｘｙ平面、ファイバコイル１０９ｂはｙｚ平
面、ファイバコイル１０９ｂはｚｘ平面にそれぞれ配置
されている。従って、光干渉計１２０ａはｘｙ平面内の
回転速度、光干渉計１２０ｂはｙｚ平面内の回転速度、
光干渉計１２０ｂはｚｘ平面内の回転速度を計測するこ
とになる。
，１０９ｃの配置を示す説明図である。ファイバコイル
１０９ａはｘｙ平面、ファイバコイル１０９ｂはｙｚ平
面、ファイバコイル１０９ｂはｚｘ平面にそれぞれ配置
されている。従って、光干渉計１２０ａはｘｙ平面内の
回転速度、光干渉計１２０ｂはｙｚ平面内の回転速度、
光干渉計１２０ｂはｚｘ平面内の回転速度を計測するこ
とになる。
【００１０】以上のように構成された光ファイバジャイ
ロにおいては、光源部１００からの出力光が３分岐カッ
プラ１０５により３等分されてそれぞれ光干渉計１２０
ａ，１２０ｂ，１２０ｃに入る。そして、例えば光干渉
計１２０ａについてみると、３分岐カップラ１０５で分
岐した光はカップラＡ１０６ａ、偏波調整器１０７ａ及
びカップラＢ１０８ａを介してファイバコイル１０９ａ
に入る。この光は矢印ａに示す方向からファイバコイル
１０９ａに入り、ファイバコイル１０９ａを出た後は位
相変調器１１０ａで位相変調された後カップラＢ１０８
ａに至る。また、上記において偏波調整器１０７ａを経
た後にカップラＢ１０８ａにより分岐された光は矢印ｂ
に示す方向で進み、位相変調器１１０ａにより位相変調
された後ファイバコイル１０９ａに入り、ファイバコイ
ル１０９ａを出た後カップラＢ１０８ａに至る。
ロにおいては、光源部１００からの出力光が３分岐カッ
プラ１０５により３等分されてそれぞれ光干渉計１２０
ａ，１２０ｂ，１２０ｃに入る。そして、例えば光干渉
計１２０ａについてみると、３分岐カップラ１０５で分
岐した光はカップラＡ１０６ａ、偏波調整器１０７ａ及
びカップラＢ１０８ａを介してファイバコイル１０９ａ
に入る。この光は矢印ａに示す方向からファイバコイル
１０９ａに入り、ファイバコイル１０９ａを出た後は位
相変調器１１０ａで位相変調された後カップラＢ１０８
ａに至る。また、上記において偏波調整器１０７ａを経
た後にカップラＢ１０８ａにより分岐された光は矢印ｂ
に示す方向で進み、位相変調器１１０ａにより位相変調
された後ファイバコイル１０９ａに入り、ファイバコイ
ル１０９ａを出た後カップラＢ１０８ａに至る。
【００１１】このようにしてカップラＢ１０８ａにより
分岐された光はａ方向及びｂ方向にそれぞれ進んで相互
に干渉しあって再びカップラＢ１０８ａに至る。そして
、カップラＢ１０８ａからの光は再び偏波調整器１０７
ａを介してカップラ１０６ａに至り、光検出器１１１ａ
はカップラ１０６ａを介してそこを通過する光の強さを
検出する。ファイバコイル１０９ａが配置されている平
面が回転していると、回転していない場合に比べて矢印
ａの方向の光と矢印ｂの方向の光との位相が変化し、光
検出器１１１ａにより検出される光信号は回転速度に依
存したものとなり、ロックインアンプ１１２は光検出器
１１１ａの出力を速度情報に変換して出力信号１１３と
して出力する。この場合の出力はファイバコイル１０９
ａがｘｙ平面に配置されているので、ｘｙ平面内におけ
る回転速度となる。
分岐された光はａ方向及びｂ方向にそれぞれ進んで相互
に干渉しあって再びカップラＢ１０８ａに至る。そして
、カップラＢ１０８ａからの光は再び偏波調整器１０７
ａを介してカップラ１０６ａに至り、光検出器１１１ａ
はカップラ１０６ａを介してそこを通過する光の強さを
検出する。ファイバコイル１０９ａが配置されている平
面が回転していると、回転していない場合に比べて矢印
ａの方向の光と矢印ｂの方向の光との位相が変化し、光
検出器１１１ａにより検出される光信号は回転速度に依
存したものとなり、ロックインアンプ１１２は光検出器
１１１ａの出力を速度情報に変換して出力信号１１３と
して出力する。この場合の出力はファイバコイル１０９
ａがｘｙ平面に配置されているので、ｘｙ平面内におけ
る回転速度となる。
【００１２】光干渉計１２０ｂ，１２０ｃも上述の光干
渉計１２０ａと同様に動作し、ファイバコイル１０９ｂ
がｙｚ平面に配置されているので、光干渉計１２０ｂに
ついての速度情報はｙｚ平面における回転速度となる。 また、ファイバコイル１０９ｃがｚｘ平面に配置されて
いるので、光干渉計１２０ｃについての速度情報はｚｘ
平面における回転速度となる。このようにしてあらゆる
回転方向の回転速度が測定できることになる。
渉計１２０ａと同様に動作し、ファイバコイル１０９ｂ
がｙｚ平面に配置されているので、光干渉計１２０ｂに
ついての速度情報はｙｚ平面における回転速度となる。 また、ファイバコイル１０９ｃがｚｘ平面に配置されて
いるので、光干渉計１２０ｃについての速度情報はｚｘ
平面における回転速度となる。このようにしてあらゆる
回転方向の回転速度が測定できることになる。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、Ｅｒドー
プトファイバ、合波フィルタ、ポンプ用レーザダイオー
ド及びアイソレータからなる１個の光源部からの出力光
を３分岐カップラにより３等分して３組の光干渉計に入
力するようにしたので、光源部１個で３回転方向の光フ
ァイバジャイロを実現することができ、経済性及び小型
化を図ることができた。
プトファイバ、合波フィルタ、ポンプ用レーザダイオー
ド及びアイソレータからなる１個の光源部からの出力光
を３分岐カップラにより３等分して３組の光干渉計に入
力するようにしたので、光源部１個で３回転方向の光フ
ァイバジャイロを実現することができ、経済性及び小型
化を図ることができた。
【図１】本発明の一実施例の光ファイバジャイロの構成
図である。
図である。
【図２】図１の実施例のファイバコイルの配置例の説明
図である。
図である。
【図３】従来の光ファイバジャイロの構成図である。
１００ 光源部
１０１ Ｅｒドープトファイバ
１０２ 合波フィルタ
１０３ ポンプ用レーザダイオード
１０４ アイソレータ
１０５ ３分岐カップラ
１１２ ロックインアンプ
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｅｒドープトファイバ、ポンプ用レー
ザダイオード、前記ポンプ用レーザダイオードの出力光
を反射して前記Ｅｒドープトファイバに導くと共に、そ
れにより前記Ｅｒドープトファイバに発生する放出光を
透過させる合波フィルタ、並びに合波フィルタを透過し
た光を入力するアイソレータを有する１個の光源部と、
前記光源部のアイソレータからの出力光を３等分する３
分岐カップラと、３分岐カップラからの光を入力する第
１のカップラ、該第１のカップラの出側に設けられた偏
波調整器、該偏波調整器の出側に設けられた第２のカッ
プラ、一端が前記第２のカップラの出側に設けられ、他
端が前記第２のカップラの分岐側に設けられたファイバ
コイル、該ファイバコイルに取り付けられた位相変調器
、及び第１のカップラの分岐光を受光する光検出器をそ
れぞれ有する３組の光干渉計と、前記光干渉計の各光位
相変調器をそれぞれ駆動する共に、前記光干渉計の各光
検出器からの検出信号をそれぞれ回転速度情報に変換し
て出力するロックインアンプとを有し、前記各光干渉計
のファイバコイルをそれぞれ異った３平面内に属するよ
うに配置したことを特徴とする光ファイバジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11344291A JPH04340415A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 光ファイバジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11344291A JPH04340415A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 光ファイバジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04340415A true JPH04340415A (ja) | 1992-11-26 |
Family
ID=14612332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11344291A Pending JPH04340415A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 光ファイバジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04340415A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107356241A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-11-17 | 北京航天时代光电科技有限公司 | 一种光学敏感部件与信号处理部件分离的光纤陀螺组合体 |
-
1991
- 1991-05-17 JP JP11344291A patent/JPH04340415A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107356241A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-11-17 | 北京航天时代光电科技有限公司 | 一种光学敏感部件与信号处理部件分离的光纤陀螺组合体 |
| CN107356241B (zh) * | 2017-06-21 | 2019-12-20 | 北京航天时代光电科技有限公司 | 一种光学敏感部件与信号处理部件分离的光纤陀螺组合体 |
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