JPH05196471A - 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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- JPH05196471A JPH05196471A JP965292A JP965292A JPH05196471A JP H05196471 A JPH05196471 A JP H05196471A JP 965292 A JP965292 A JP 965292A JP 965292 A JP965292 A JP 965292A JP H05196471 A JPH05196471 A JP H05196471A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- optical
- light
- depolarizer
- coil
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価で温度的に安定なものを得る。
【構成】 光ファイバコイル１６は単一モード光ファイ
バで構成され、光ファイバコイル１６の一端に偏波面保
存光ファイバよりなるデポラライザ２３が接続され、他
端に補償用光ファイバ２４が接続される。補償用光ファ
イバ２４はデポラライザ２３を構成する偏波面保存光フ
ァイバと同一の偏波面保存光ファイバが同一長とされた
ものであり、デポラライザ２３と近接平行に配されてい
る。光ファイバコイル１６もその長さの中点に対して対
称構造とされている。
バで構成され、光ファイバコイル１６の一端に偏波面保
存光ファイバよりなるデポラライザ２３が接続され、他
端に補償用光ファイバ２４が接続される。補償用光ファ
イバ２４はデポラライザ２３を構成する偏波面保存光フ
ァイバと同一の偏波面保存光ファイバが同一長とされた
ものであり、デポラライザ２３と近接平行に配されてい
る。光ファイバコイル１６もその長さの中点に対して対
称構造とされている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバコイルに
右回り光と左回り光とを伝搬させ、これら右回り光と左
回り光との位相差を検出して光ファイバコイルに印加さ
れるその中心回りの角速度を検出する光ファイバジャイ
ロに関する。
右回り光と左回り光とを伝搬させ、これら右回り光と左
回り光との位相差を検出して光ファイバコイルに印加さ
れるその中心回りの角速度を検出する光ファイバジャイ
ロに関する。
【０００２】
【従来の技術】図２に従来の光ファイバジャイロを示
す。光源１１からの光は光ファイバカプラなどの光分岐
器１２を通り、更に偏光子１３を通って所定の偏光方向
の成分のみが取り出され、その偏光子１３からの光は光
ファイバカプラなどの光分岐器１４で２分配され、その
一方の光は光ファイバコイル１６の一端に右回り光とし
て入射され、他方の光は光位相変調器１７を通って光フ
ァイバコイル１６の他端に左回り光として入射される。
す。光源１１からの光は光ファイバカプラなどの光分岐
器１２を通り、更に偏光子１３を通って所定の偏光方向
の成分のみが取り出され、その偏光子１３からの光は光
ファイバカプラなどの光分岐器１４で２分配され、その
一方の光は光ファイバコイル１６の一端に右回り光とし
て入射され、他方の光は光位相変調器１７を通って光フ
ァイバコイル１６の他端に左回り光として入射される。
【０００３】光ファイバコイル１６を伝搬した右回り光
と左回り光とは光分岐器１４に戻って合成されて干渉
し、その干渉光は偏光子１３で所定の偏光方向の成分の
みが取り出され、その偏光子１３を通過した光は光分岐
器１２で分岐されて光検出器１８に入射され、その光の
強度に応じた電気信号に変換される。変調信号発生器１
９からの周期関数、例えば正弦波信号により光位相変調
器１７が駆動され、これを通過する光が位相変調され
る。光検出器１８の出力は同期検波回路２１で変調信号
発生器１９からの基準信号により同期検波され、その検
波出力は出力端子２２に出力される。
と左回り光とは光分岐器１４に戻って合成されて干渉
し、その干渉光は偏光子１３で所定の偏光方向の成分の
みが取り出され、その偏光子１３を通過した光は光分岐
器１２で分岐されて光検出器１８に入射され、その光の
強度に応じた電気信号に変換される。変調信号発生器１
９からの周期関数、例えば正弦波信号により光位相変調
器１７が駆動され、これを通過する光が位相変調され
る。光検出器１８の出力は同期検波回路２１で変調信号
発生器１９からの基準信号により同期検波され、その検
波出力は出力端子２２に出力される。
【０００４】光ファイバコイル１６に、その軸心回りの
角速度が印加されていない状態では、光ファイバコイル
１６を伝搬した右回り光と、左回り光との位相差はゼロ
であり、同期検波回路２１の出力もゼロであるが、光フ
ァイバコイル１６に、その軸心回りの角速度が印加され
ると、これに応じて右回り光と左回り光とに位相差が生
じ、同期検波回路２１から、前記印加角速度の方向およ
び大きさに応じた極性およびレベルの出力が生じ、印加
角速度を検出することができる。
角速度が印加されていない状態では、光ファイバコイル
１６を伝搬した右回り光と、左回り光との位相差はゼロ
であり、同期検波回路２１の出力もゼロであるが、光フ
ァイバコイル１６に、その軸心回りの角速度が印加され
ると、これに応じて右回り光と左回り光とに位相差が生
じ、同期検波回路２１から、前記印加角速度の方向およ
び大きさに応じた極性およびレベルの出力が生じ、印加
角速度を検出することができる。
【０００５】光ファイバコイル１６中を伝搬する光の偏
波面ゆらぎによって生ずるジャイロ出力変動を低減する
ために、従来においては光ファイバコイル１６として偏
波面保存光ファイバが主として用いられていた。しか
し、偏波面保存光ファイバは高価であるため、安価な単
一モード光ファイバで光ファイバコイル１６を構成し、
その光ファイバコイル１６の一端と光分岐器１４との間
にデポラライザ２３を挿入し、同一方向回りの垂直偏光
成分と水平偏光成分とが互いに干渉しないように十分位
相をずらし、無偏光状態とすることが行われている。デ
ポラライザ２３としては偏波面保存光ファイバで構成さ
れたものを用いることにより、容易に製品化することが
できる。図４にこの型のデポラライザの構成例を示す。
波面ゆらぎによって生ずるジャイロ出力変動を低減する
ために、従来においては光ファイバコイル１６として偏
波面保存光ファイバが主として用いられていた。しか
し、偏波面保存光ファイバは高価であるため、安価な単
一モード光ファイバで光ファイバコイル１６を構成し、
その光ファイバコイル１６の一端と光分岐器１４との間
にデポラライザ２３を挿入し、同一方向回りの垂直偏光
成分と水平偏光成分とが互いに干渉しないように十分位
相をずらし、無偏光状態とすることが行われている。デ
ポラライザ２３としては偏波面保存光ファイバで構成さ
れたものを用いることにより、容易に製品化することが
できる。図４にこの型のデポラライザの構成例を示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、光ファイバコ
イル１６およびデポラライザ２３に加わる温度変動によ
って非相反な位相差が生じ、その結果、ジャイロ出力が
変動することが知られている。このジャイロ出力変動量
ΔＶは、光ファイバコイル１６の長さをＬとすると、次
式で表せる。
イル１６およびデポラライザ２３に加わる温度変動によ
って非相反な位相差が生じ、その結果、ジャイロ出力が
変動することが知られている。このジャイロ出力変動量
ΔＶは、光ファイバコイル１６の長さをＬとすると、次
式で表せる。
【０００７】 ΔＶ＝ｋ∫（ｄφ／ｄＴ）｛Ｔ（Ｌ−ｌ）−Ｔ（ｌ）｝ｄｌ …… (1) ｋは定数、ｄφ／ｄＴは温度変動に伴う位相量変化で、
屈折率の温度係数による変化分と光ファイバ長の変動に
よる変化分の２つの原因を有する、Ｔ（ｌ）は光ファイ
バコイル１６の一端からｌだけ離れた点の温度変化率、
∫は０からＬ／２までである。
屈折率の温度係数による変化分と光ファイバ長の変動に
よる変化分の２つの原因を有する、Ｔ（ｌ）は光ファイ
バコイル１６の一端からｌだけ離れた点の温度変化率、
∫は０からＬ／２までである。
【０００８】光ファイバコイル１６の温度変動によるジ
ャイロ出力の変動を低減するために、図３Ａに光ファイ
バコイル１６を展開して示すように、光ファイバコイル
１６の中心、つまり全長の２分の１の点（Ｌ／２）を中
心に対称な温度分布となるように実装することが提案さ
れている。しかし、図３Ｂに示すように、一端にデポラ
ライザ２３が位置している場合は、対称な温度分布とな
るような実装としても単一モード光ファイバコイル１６
とデポラライザ２３との温度変動による位相変化量の違
いからデポラライザ２３と、これが接続されていない側
の光ファイバコイル１６の端部との間に位相量変動差が
発生し、結果としてジャイロ出力の変動が生じる。この
ジャイロ出力変動ΔＶ′は、デポラライザ２３の長さを
ｌ1 ，デポラライザ２３で生じる温度変動に伴う位相量
変化をｄφ′／ｄＴとすると、 ΔＶ′＝ｋ∫｛（ｄφ／ｄＴ）Ｔ(Ｌ−ｌ)−(ｄφ′／ｄＴ)Ｔ(ｌ)｝ｄｌ …… (2) となる。従って、単一モード光ファイバを光ファイバコ
イル１６として使用すると、安価に構成できるが、温度
変動によりジャイロ出力が変動する問題があった。
ャイロ出力の変動を低減するために、図３Ａに光ファイ
バコイル１６を展開して示すように、光ファイバコイル
１６の中心、つまり全長の２分の１の点（Ｌ／２）を中
心に対称な温度分布となるように実装することが提案さ
れている。しかし、図３Ｂに示すように、一端にデポラ
ライザ２３が位置している場合は、対称な温度分布とな
るような実装としても単一モード光ファイバコイル１６
とデポラライザ２３との温度変動による位相変化量の違
いからデポラライザ２３と、これが接続されていない側
の光ファイバコイル１６の端部との間に位相量変動差が
発生し、結果としてジャイロ出力の変動が生じる。この
ジャイロ出力変動ΔＶ′は、デポラライザ２３の長さを
ｌ1 ，デポラライザ２３で生じる温度変動に伴う位相量
変化をｄφ′／ｄＴとすると、 ΔＶ′＝ｋ∫｛（ｄφ／ｄＴ）Ｔ(Ｌ−ｌ)−(ｄφ′／ｄＴ)Ｔ(ｌ)｝ｄｌ …… (2) となる。従って、単一モード光ファイバを光ファイバコ
イル１６として使用すると、安価に構成できるが、温度
変動によりジャイロ出力が変動する問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、光フ
ァイバコイルは単一モード光ファイバで構成され、その
単一モード光ファイバコイルの一端に、光ファイバ、も
しくは光ファイバと光ＩＣで構成されたデポラライザが
接続され、他端に、そのデポラライザと光の位相量変化
に関して同一温度係数を有する補償用光ファイバが接続
される。
ァイバコイルは単一モード光ファイバで構成され、その
単一モード光ファイバコイルの一端に、光ファイバ、も
しくは光ファイバと光ＩＣで構成されたデポラライザが
接続され、他端に、そのデポラライザと光の位相量変化
に関して同一温度係数を有する補償用光ファイバが接続
される。
【００１０】
【実施例】図１にこの発明の実施例を示し、図２と対応
する部分に同一符号を付けてある。この発明において
は、単一モード光ファイバのコイル１６のデポラライザ
２３が接続されていない側の端と、光分岐器１４との間
に補償用光ファイバ２４が接続される。補償用光ファイ
バ２４はデポラライザ２３と温度変動に対する光の位相
量変化が等しい。例えば、デポラライザ２３を構成して
いる偏波面保存光ファイバと同一の偏波面保存光ファイ
バを同一長で用いる。
する部分に同一符号を付けてある。この発明において
は、単一モード光ファイバのコイル１６のデポラライザ
２３が接続されていない側の端と、光分岐器１４との間
に補償用光ファイバ２４が接続される。補償用光ファイ
バ２４はデポラライザ２３と温度変動に対する光の位相
量変化が等しい。例えば、デポラライザ２３を構成して
いる偏波面保存光ファイバと同一の偏波面保存光ファイ
バを同一長で用いる。
【００１１】光ファイバコイル１６をその中心（２分の
１の長さの点）に対し対称に巻き、かつデポラライザ２
３と補償用光ファイバ２４とを近接して平行に配置す
る。この光ファイバコイル１６，デポラライザ２３，補
償用光ファイバ２４に温度変動が加わると、光ファイバ
コイル１６においては、（１）式においてＴ（ｌ）＝Ｔ
（Ｌ−ｌ）が成立するから光ファイバコイル１６の温度
変動にもとづくジャイロ出力の変動はない。またデポラ
ライザ２３と補償用光ファイバ２４とは同一位相量変化
パラメータをもっており、かつ近接して配置されている
から、（２）式でｄφ′／ｄＴ＝ｄφ／ｄＴ，Ｔ（ｌ）
＝Ｔ（Ｌ−ｌ）が成立し、この部分での温度変動にもと
づくジャイロ出力変動はない。
１の長さの点）に対し対称に巻き、かつデポラライザ２
３と補償用光ファイバ２４とを近接して平行に配置す
る。この光ファイバコイル１６，デポラライザ２３，補
償用光ファイバ２４に温度変動が加わると、光ファイバ
コイル１６においては、（１）式においてＴ（ｌ）＝Ｔ
（Ｌ−ｌ）が成立するから光ファイバコイル１６の温度
変動にもとづくジャイロ出力の変動はない。またデポラ
ライザ２３と補償用光ファイバ２４とは同一位相量変化
パラメータをもっており、かつ近接して配置されている
から、（２）式でｄφ′／ｄＴ＝ｄφ／ｄＴ，Ｔ（ｌ）
＝Ｔ（Ｌ−ｌ）が成立し、この部分での温度変動にもと
づくジャイロ出力変動はない。
【００１２】上述において、デポラライザ２３および補
償用光ファイバ２４も光ファイバコイル１６と共にコイ
ルに巻いてもよい。上述では、この発明を開ループ光フ
ァイバジャイロに適用したが、閉ループ光ファイバジャ
イロに適用することもできる。光分岐器１２，１４とし
ては光ファイバカプラのみならず、光ＩＣで構成してよ
い。
償用光ファイバ２４も光ファイバコイル１６と共にコイ
ルに巻いてもよい。上述では、この発明を開ループ光フ
ァイバジャイロに適用したが、閉ループ光ファイバジャ
イロに適用することもできる。光分岐器１２，１４とし
ては光ファイバカプラのみならず、光ＩＣで構成してよ
い。
【００１３】さらにデポライザ２３として、例えばプロ
トン交換法によって作成された高い消光比を持つ光導波
路の光軸と、偏波面保存光ファイバの光軸とを４５°傾
けて接続した構造のものを用いてもよい。
トン交換法によって作成された高い消光比を持つ光導波
路の光軸と、偏波面保存光ファイバの光軸とを４５°傾
けて接続した構造のものを用いてもよい。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば単
一モード光ファイバを光ファイバコイル１６として用い
るため安価に構成することができ、しかも補償用光ファ
イバ２４を用いて、デポラライザと対称な関係とするこ
とにより、温度変動の影響を受け難い、温度安定性の優
れた精度の高い、光ファイバジャイロを得ることができ
る。
一モード光ファイバを光ファイバコイル１６として用い
るため安価に構成することができ、しかも補償用光ファ
イバ２４を用いて、デポラライザと対称な関係とするこ
とにより、温度変動の影響を受け難い、温度安定性の優
れた精度の高い、光ファイバジャイロを得ることができ
る。
【図１】この発明の実施例を示すブロック図。
【図２】従来の光ファイバジャイロを示すブロック図。
【図３】光ファイバコイルを展開して対称構成を示す
図。
図。
【図４】光ファイバ型デポラライザの構成例を示す図。
Claims (1)
- 【請求項１】 光源よりの光を光分岐手段にて分配し
て、光ファイバコイルの両端に右回り光、左回り光とし
て入射し、これら右回り光および左回り光の上記光ファ
イバコイルを伝搬した光を上記光分岐手段で干渉させ、
その干渉光の光強度を光検出器で電気信号に変換し、そ
の電気信号から上記光ファイバコイルに、その軸心回り
に印加される角速度を検出する光ファイバジャイロにお
いて、 上記光ファイバコイルは単一モード光ファイバよりな
り、 その単一モード光ファイバコイルの一端と上記光分岐手
段との間に光ファイバで構成されたデポラライザが挿入
され、 上記単一モード光ファイバコイルの他端と上記光分岐手
段との間に上記デポラライザと中を通過する光の位相量
変化に関して同一温度係数を有する補償用光ファイバが
挿入されている、 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 |
|---|---|---|---|
| JP4009652A JP2552603B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 光ファイバジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4009652A JP2552603B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 光ファイバジャイロ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05196471A true JPH05196471A (ja) | 1993-08-06 |
| JP2552603B2 JP2552603B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=11726150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4009652A Expired - Fee Related JP2552603B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 光ファイバジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2552603B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003524148A (ja) * | 1998-12-29 | 2003-08-12 | ハネウェル・インコーポレーテッド | 光学繊維ジャイロスコープ用の耐環境の過大消極体 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3692474B2 (ja) | 2002-11-01 | 2005-09-07 | 日本航空電子工業株式会社 | 光ファイバジャイロ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61175518A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 光フアイバセンサ |
| JPH04344417A (ja) * | 1991-05-22 | 1992-12-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ファイバジャイロ |
-
1992
- 1992-01-23 JP JP4009652A patent/JP2552603B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61175518A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 光フアイバセンサ |
| JPH04344417A (ja) * | 1991-05-22 | 1992-12-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ファイバジャイロ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003524148A (ja) * | 1998-12-29 | 2003-08-12 | ハネウェル・インコーポレーテッド | 光学繊維ジャイロスコープ用の耐環境の過大消極体 |
| JP4684419B2 (ja) * | 1998-12-29 | 2011-05-18 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 光学ファイバジャイロスコープ用の耐環境に優れた偏光解消素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2552603B2 (ja) | 1996-11-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960528 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100822 Year of fee payment: 14 |
|
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