JPH05126588A

JPH05126588A - 光フアイバジヤイロ

Info

Publication number: JPH05126588A
Application number: JP29006191A
Authority: JP
Inventors: Toshio Iizuka; 寿夫飯塚; Ryotaro Shimizu; 亮太郎清水; Hiroshi Kajioka; 博梶岡
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1991-11-06
Filing date: 1991-11-06
Publication date: 1993-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】車載用の光ファイバジャイロとしての振動衝撃
仕様である２０〜２００Ｈｚ、４Ｇを満足する固定構造
を実現し、特性の劣化を防止する。【構成】両端に円筒２９径より大きなフランジ２５、２
５を設けたボビン２１に長尺な偏波面保存光ファイバを
巻き付けて光ファイバループ２２を作る。この光ファイ
バループ２２の上に短尺な光ファイバ形偏光子２３を巻
き付けて、その上からシリコーンゲルからなる樹脂層２
４で固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバジャイロ、特
にその構成要素である光ファイバ形偏光子の固定構造を
改善したもの関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバジャイロの中で、例えば、位
相変調方式の光ファイバジャイロは、他の方式に比して
比較的簡単な構成をとることから注目されている。図２
に、従来の位相変調方式光ファイバジャイロの構成図を
示す。光源１１より出た光は第１の方向性結合器１２、
ファイバ形偏光子１３、第２の方向性結合器１４を通り
光ファイバループ１５に左右両回り光として入射され
る。光ファイバループ１５を伝搬して出射した両回り光
は第２の方向性結合器１４で合成され、偏光子１３、第
１の方向性結合器１２で分岐され、受光器１７に入力さ
れる。受光器１７からの出力は信号処理回路１８に導か
れ、ここで演算処理されて光ファイバループ１５に加え
られる角速度を検出する。上記した光ファイバ形偏光子
１３は、左右両回り光を伝搬させる光ファイバループ１
５への入出射光を単一の偏波とすべく光路中に挿入され
たものである。

【０００３】ここで、受光器１７の入力光の強度Ｐは、
光ファイバループ１５の回転角速度Ωとすると、Ｋを定
数としてＰ∝ｃｏｓｋΩ （１）で表わされる。しかし式（１）ではΩが小さい領域での
感度が悪く、かつ角速度の方向も識別できないことにな
るため、位相変調器１５を用いて両光波間に相対的に時
間遅れのある位相変調をかけ、その駆動周波数の基本波
成分を同期検波することによって、Ｐ∝ｓｉｎｋΩ （２）となるようにして感度の最適化を図ると共に、角速度の
方向識別を可能にしている。

【０００４】さて、このような光ファイバジャイロは、
ケーシング内に実装されるが、特に構成部品である光フ
ァイバループ及び光ファイバファイバ形偏光子は、ジャ
イロ特性を大きく左右するので重要となる。それらの実
装方法は図３に示すようになっていた。光ファイバルー
プ２２は、両端にフランジ２５、２５のついた円筒形の
ボビン２１に、長尺な偏波面保存光ファイバを巻き付
け、光ファイバ端末２２ａの一部分を樹脂２６でフラン
ジ２５に固定する。一方、ファイバ形偏光子２３は、そ
のファイバ長が光ファイバループに比して非常に短く数
ｍ足らずであることから、所定の径で束取りし、円周上
の数点を樹脂２８で固定したあと、光ファイバループ用
の円筒形ボビン２１のフランジ２５等に固定する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の実装構造、特に光ファイバ形偏光子実装
構造では、次のような問題があった。

【０００６】（１）光ファイバ形偏光子は、円周上の数
点を樹脂で固定した束取りファイバを光ファイバループ
用の円筒形ボビンのフランジ等に固定しているため、振
動や衝撃に弱い。特に、光ファイバジャイロを車載用に
用いる場合には、振動衝撃仕様である２０〜２００Ｈ
ｚ、４Ｇを満足せず、使用中に偏光子が外れる等の危険
性が大きかった。

【０００７】（２）ファイバ形偏光子の特性（消光比、
挿入損失）は固定状態に敏感である。従って振動、衝撃
によって特性変化が生じ、その結果、光ファイバジャイ
ロの特性が劣化する。

【０００８】本発明の目的は、光ファイバ形偏光子を光
ファイバループに抱き合せることによって、前記した従
来技術の欠点を解消し、耐環境特性を向上することが可
能な光ファイバジャイロを提供することにある。

【０００９】

【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、角速度を加えられるボビン、例えば円筒形のボ
ビンに巻き付けられ、左右両回り光を伝搬させる光ファ
イバループへの入出射光を単一の偏波とすべく光路中に
光ファイバ形の偏光子を挿入した光ファイバジャイロに
おいて、光ファイバ形偏光子を光ファイバループの上に
巻き付けて固定したものである。固定方法としては、フ
ァイバ形偏光子を樹脂で固定したり、接着剤付テープで
固定したりすることが好ましい。固定用樹脂には、ファ
イバに加わる応力の小さなシリコーン樹脂、ＵＶ樹脂、
シリコーンゲル等を用いることができるが、これらの樹
脂に限定されるものではない。また、適用される光ファ
イバジャイロ方式には、構造が簡単かつ低価格でありな
がら高精度な検出が可能になることから、位相変調方式
が好ましい。

【００１０】

【作用】光ファイバ形偏光子が光ファイバループの上に
巻き付けられ固定されていると、一部を樹脂で固定した
所定径の束取りファイバをループ用円筒形ボビンのフラ
ンジ等に固定する場合に比して、固定状態が強固になる
ので、耐振動、耐衝撃特性が向上する。特に、光ファイ
バループ上に巻き付けた偏光子のファイバを樹脂または
接着剤付きテープで固定すると、一層強固になり耐振
動、耐衝撃特性が更に向上する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１を用いて説明す
る。図１は本実施例による光ファイバ形偏光子の取付構
造を示し、光ファイバループ用のボビンを利用してい
る。なお、この光ファイバ形偏光子を構成部品として構
成する位相変調方式光ファイバジャイロの構成は、図２
に示した従来例と同一である。

【００１２】まず、円筒２９の両端に円筒２９の径より
大きなフランジ２５、２５を設けたボビン２１の内側に
長尺な偏波面保存光ファイバを巻き付けて光ファイバル
ープ２２を作る。ここでボビン２１の内径は３０ｍｍ
φ、光ファイバループ２２の最外層の径６０ｍｍφ、フ
ァイバ長５００ｍとした。

【００１３】次いで、ボビン２１の外側、すなわち光フ
ァイバループ２２の上に短尺な光ファイバ偏光子２３を
巻き付ける。偏光子２３のファイバには光ファイバルー
プ用の偏波面保存光ファイバを用い、長さ２ｍ、６０ｍ
ｍφに巻き付けた。更に、巻き付けた偏光子ファイバ２
３の上から、その全表面を覆うようにシリコーンゲルを
塗布してその樹脂層２４で固定した。なお、固定樹脂と
してはシリコーン樹脂、ＵＶ（紫外線硬化）樹脂等を用
いてもよい。

【００１４】光ファイバループ２２はボビン２１に数十
層偏波面保存光ファイバを巻き付けたものであるため、
これは比較的しっかりと巻くことができ、耐振、耐衝撃
特性が良好である。しかし、光ファイバ形偏光子２３は
数十ターンで一層のため、光ファイバループ２２のよう
にしっかりと巻くことはできない。そのために、上記し
たように偏光子２３のファイバを樹脂層２４で固定する
必要がある。なお、この樹脂は光ファイバの特性（挿入
損失、消光比）には影響しない材質のものを用いること
は勿論である。なお、本実施例での光ファイバループの
長さ、偏光子ファイバの長さ、さらにボビンの寸法は、
特に上記の値に限定されるものではない。また、光ファ
イバループ２２と光ファイバ形偏光子２３の間に第２の
方向性結合器１４が連結されるので（図２参照）、実際
には連結用の光ファイバをボビン２１から取り出すが、
図１では省略してある。

【００１５】さて、上述した本実施例のものと、図３の
従来例のものとの比較実験を行ったところ、本実施例の
ものは、従来例のものでは固定部分より偏光子が外れて
しまう大きさの振動（２０〜２００Ｈｚ、４Ｇ；６ｈ
ｒ）、衝撃（２００Ｇ、１０ｍｓｅｃ）にも十分耐える
ことがわかり、耐振、耐衝撃特性が著しく向上した。ま
た、この振動、衝撃テスト下でも、偏光子の消光比はー
４５ｄＢ以下を保ったが、従来例のものでは−３０ｄＢ
となり、１５ｄＢも劣化した。

【００１６】また、光ファイバ形偏光子と同様に、光フ
ァイバループも耐振動、耐耐衝性を要求されるが、光フ
ァイバループの上に樹脂層で固定された光ファイバ形偏
光子が巻回されて、これが光ファイバループを固定する
ことになるので、光ファイバループ表面を樹脂層で直接
固めなくても、固定を確実なものとすることができる。
また、光ファイバループ用のボビンを兼用するので、ス
ペースの有効利用も図れる。このように本実施例の光フ
ァイバジャイロは、車のような悪環境下でも安定な特性
を示し、しかも位相変調方式を採用していることから、
分解能・零点安定性に関しては他の方式に勝り、また部
品の大半を光ファイバにより構成し簡単な構造とするこ
とができるので、特性が良好で耐振動、耐衝撃性の高い
安価な光ファイバジャイロを実現できる。

【００１７】なお、上記実施例では、光ファイバ偏光子
を樹脂で固定する場合について説明したが、他の固定手
段として、接着剤付テープを偏光子上に巻いて固定した
り、両面に接着剤の付いた両面接着テープを光ファイバ
ループの上に巻き、その上から偏光子ファイバを巻き付
けたりしてもよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば次のような効果がある。

【００１９】（１）請求項１に記載の光ファイバジャイ
ロによれば、耐振動、耐衝撃特性を向上することがで
き、ジャイロ特性の劣化を有効に防止できる。

【００２０】（２）請求項２、３の光ファイバジャイロ
によれば、耐振動、耐衝撃特性を一層向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるファイバ形偏光子の固定
構造を示すボビンの横断面図。

【図２】一般的な位相変調方式光ファイバジャイロの構
成図。

【図３】従来例の光ファイバ形偏光子の固定構造を示す
説明図。

【符号の説明】

２１円筒形ボビン２２光ファイバループ２３光ファイバ形偏光子２４樹脂層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】角速度を加えられるボビンに巻き付けら
れ、左右両回り光を伝搬させる光ファイバループへの入
出射光を単一の偏波とすべく光路中に光ファイバ形の偏
光子を挿入した光ファイバジャイロにおいて、上記光フ
ァイバ形偏光子を光ファイバループの上に巻き付けて固
定したことを特徴とする光ファイバジャイロ。
【請求項２】上記ファイバ形偏光子を樹脂で固定したこ
とを特徴とする請求項１に記載の光ファイバジャイロ。
【請求項３】上記ファイバ形偏光子を接着剤付テープで
固定したことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ
ジャイロ。