JPH05506508A

JPH05506508A - 復調基準信号源

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Publication number: JPH05506508A
Application number: JP91514821A
Authority: JP
Inventors: ブレイク，ジェイムズ; デーン，プレストン; ダンクワート，ルドルフ
Original assignee: ハネウエル・インコーポレーテッド
Priority date: 1990-06-18
Filing date: 1991-06-13
Publication date: 1993-09-22
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: DE69102644D1; JP2808188B2; DE69102644T2; EP0535164B1; CA2085122A1; US5148236A; EP0535164A1; WO1992000502A2; WO1992000502A3; CA2085122C

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】復調基準信号瀝発明の前景本発明は位相変調信号の＊＊＊に関し、特に、位相変調を受けた電磁波から得られる位相変調信号の復調器に関する。

光フアイバジャイロスコープは、そのようなジャイロスコープを支持して〜）る物体の回転を感知するための興味をそそる手段である。そのようなジャイロスコープはきわめて小型に製造でき、しかも、相当に大きな機械的衝撃、温度変化及び他の極端な周囲環境に耐えるように構成することができる。運動する部品がな〜）ので、ジャイロスコープはほぼ保守不要といりて良く、コスト面で経済的になりうる素因をもっている。また、他のａｍの光学ジャイロスコープでは問題になるおそれのある低い回転速度をも感知することができる。

そのような光フアイバジャイロスコープは、回転を感知すべき軸のＲＭに、コアに巻き付けられた光ファイバのコイルを有する。光ファイバは、通常、１００メートルから２０００メートルの長さであり、電磁波、すなわち光波を導入して、コイルを通って逆方向に伝搬する一対の光波に分割し、それらの光波を最終的には共に一つの光検出器に入射させる閉鎖光路の一部である。コア、すなわち、コイル状の光ファイバの感知軸を中心とする回転は、それらの波の一方について、一方の回転方向には光路長の有効な増加を生じさせ、逆の回転方向では光路長を減少させる。逆方向の回転に対しては逆の結果が起こる。波の間のそのような光路長の差はいずれの回転方向についても波間の位相ずれ、すなわち、周知のサグナック（Ｓａｇｎａｃ）効果を引き起こす。回転による位相差の量、従って、出力信号は二つの逆方向の電磁波が通過してゆくコイルの全党路の長さによって決まり、そのため、長い光ファイバでは大きな位相差ずれが得られるが、それをコイル状にすることにより相対的に小さな体積で大きな位相差を得ることができるので、コイル状の光ファイバの使用が望ましい。

逆方向に通過してゆく電磁波がコイル状光ファイバを通うた後に入射するのに応答した光検出器システムのフォトダイオードからの出力電流は、二乗余弦関数に従う。すなわち、出力電流はそれら二つの波の位相差の余弦によって決まるのである。余弦関数は偶関数であるので、そのような出力関数は位相差ずれの相対方向に関する指標とはならず、従って、コイル軸に関する回転の方向に関して指示しない。さらに、零相付近の余弦関数の変化率は非常に小さいため、そのような出力関数の低い回転速度に対する感度は非常に低い。

このような不満足な特性があるので、二つの逆方向に進んでゆく電磁波の位相差は、通常、コイル状光ファイバの一方の側に光学位相変調器を配置することにより変調される。その結果、逆方向に伝搬する波の一方はコイルに入る途中で変調器を通過するが、逆方向にコイルを通過する他方の波はコイルを出たところで変調器を通過することになる。

さらに、光検出器の出力電流を表わす信号を受信するために、復調器システムの一部として働く位相感知検出器を設ける。光学位相変調器と位相感知検出器は、共に、変調器で誘起される振幅変調を減少又は排除するためのいわゆる「固有」周波数で正弦信号発生器により動作させることが可能であるが、同じ基本周波数の他のＩｌｌ類の波形を使用できる。他の周波数も使用できるが、多くの場合、周波数レベルをより管理しやすい値に低下させることを目的としている。

その結果として得られる位相感知検出器の信号出力は正弦関数に従う。すなわち、出力信号はフォトダイオードに入射する二つの電磁波の位相差の正弦、主に、他の重大な、望ましくない位相ずれの発生を伴わずにコイルの軸に関する回転に起因して生じる位相ずれによって決まる。正弦関数は位相ずれが零のときに最大変化率を育する奇関数であるので、位相ずれ零の位置の両側で代数正弦を変化させる。従って、位相感知検出器の信号はコイルの軸に関してどちらの方向に回転が起こっているかを指示することができ、回転速度が零の付近で回転速度の関数として信号値の最大変化率を示すことができる。すなわち、検出器は零の付近で位相ずれに対する最大感度を有するので、その出力信号の低い回転速度に対する感度はきわめて高い。これが起こりつるのは、他の源による位相ずれ、すなわち、誤差が十分に小さい場合に限られることは言うまでもない。さらに、このような状況におけるこの出力信号は、回転速度が相対的に遅いとき、ごく線形に近い。位相感知検出器の出力信号に関わるそのような特性は、光検出器の出力電流の特性よりかなりすぐれている。

そのような従来の技術によるシステムの一例を図１に示す、システムの光学的部分は、このシステムが可逆システムであること、すなわち、以下に説明するように、非正逆位相差ずれを導入する特定の場合を除いて逆方向に伝搬する電磁波のそれぞれについてほぼ同一の光路が生じることを保証するために、光路に沿っていくつかの特徴を含む。コイル状光ファイバは、回転を感知すべき軸の周囲に巻き付けられる単一モード光ファイバを使用してコア、すなわちスプールの周囲にコイル１０を形成する。単一モードファイバの使用によって、電磁波、すなわち、光波の経路を独自に規定できると共に、そのような導波の同位相波面も同様に独自に規定できるのである。これは可逆性の維持並びに以下に実行すべきものとして指示されるような非可逆位相ずれの導入を大いに助ける。

さらに、光ファイバは、逆方向に伝搬する波の位相差ずれを変化させる結果を生じかねない不可避の機械的ストレス、磁界のファラデー効果又はその他の原因によって導入される偏光の変動が相対的にわずかなものとなるようにファイバ中に非常に大きな複屈折を発生させるという点で、いわゆる偏光維持ファイバであることができる。従って、システムの他の光学的構成要素に応じて、電磁波を伝搬させるに際して、屈折率の高い軸、すなわち、伝搬の遅い軸、あるいは屈折率の低い軸のいずれかを選択することになる。このシステムでは、そこで使用する光学的構成要素を考慮して、低速の軸を選択しである。

コイル１０を通って両方向に伝搬してゆく電磁波は、電磁波源、図１では光源１１から供給される。この源は、通常、典型的な波長が８３０ｎｍである通常はスペクトルの赤外線付近の部分の電磁波を供給するレーザーダイオードである。源！１は、コイル１０中の散乱場所におけるレイリー・フレネル散乱に起因するそれらの電磁波の間の位相ずれ差誤差を減少させるために、放射光に対して短い可干渉距離を有していなければならな〜）。コイル１０中の非線形カー効果のために、二つの逆方向伝搬波の強さが異なることによって、それらの間に異なる位相ずれを発生する結果になる。源１１として、モード位相ずれ抹消を起こさせる可干渉距離の短い源を使用することによりこの状況も克服できる。

レーザーダイオード１１と、光フアイバコイル１０との間に、図１では、コイル１０を形成している光ファイバの端部を全光路をいくつかの光路部分に分離するいくつかの光学結合素子まで延長することにより形成される光路構成が示されている。レーザーダイオード１１の、そこからの光放射が最適である箇所、すなわち、第１の光学方向性結合！１１２へ延長してゆ（箇所に、コイル１０と同じ種類の偏光維持光ファイバの一部が配置される。

光学方向性結合器１２は、図１のカップラ１２のそれぞれの端部に示すような、媒体の両端に二つずつの四つのボートの間に延在する光透過媒体を育する。それらのボートの一つは、それに対して配置されているレーザーダイオード１１から延伸する光ファイバを有する。光学方向性結合１！１２の感知端部の他方のボートは、それに対して配置されており、フォトダイオード１３に向かって延伸する別の光ファイバが接続されている。このフォトダイオード１３は光検出システム１４に電気的に接続されている。

フォトダイオード１３はそれに向かって配置されて（する光ファイバの端部から入射して来る電磁波、すなわち、光波を検出し、それに応答して光電流を発生する。先に指摘した通り、この光電流は、二つのほぼコヒーレントな光波が入射した場合、余弦関数に従って、そのような一対のほぼコヒーレントな光波の位相差の余弦によって決まる光電流出力を形成する。この光起電力素子は非常に低いインピーダンスへと動作して、入射する放射の一次関数である光電流を発生するが、これは通常はｐ−１−ｎフォトダイオードであっても良い。

光学方向性結合器１２の他端部にあるボートには、偏光子１５に向かって延伸する他の光ファイバがある。結合器１２の同じ側の他方のボートには、光ファイバの別の部分を含む無反射端部構成１６がある。

光学方向性結合Ｗ１２は、そのいずれかのボートで電磁波、すなわち、光を受け取ると、結合器１２の入射ボート側の端部とは反対の側の端部にある二つのボートのそれぞれにその光の約半分が現れるように、その光を伝達する。それに対し、光入射ボートと同じ側の結合器１２の端部にあるボートへは光は全く伝達されない。

偏光子１５を使用するのは、単一空間モードファイバであっても、ファイバを通過する光において二つの偏光モードが可能になるからである。すなわち、偏光子１５は、それらの偏光モードの一方を光ファイバに、先に指摘したような低速軸に沿って導入する一方で、他方の偏光モードを素子するという目的をもうて設けられるのである。ところが、偏光子１５は阻止しようとしている一つの偏光状■ において光を完全には阻止しない。ここでも、偏光子を通って逆方向に進んでゆく二つの電磁波の間にわずかな非可逆性が生じる結果となるので、電磁波間に、偏光子が配置される環境の条件によって変化する可能性のあるわずかな非可逆性位相ずれ差が起こる。この点に関しても、使用する光ファイバの高い複屈折は、先に述べたように、この結果として生じる位相差を減少させるのを助ける。

偏光子１５は両側に一つずつのボートを有し、それらのボートの間には光透過媒体が封入されている。光学方向性結合器１２に［ｌＨする端部とは反対側の端部にあるボートには、結合器」２と同一の光透過特性を有する別の光学両方向結合器１７へ延伸する別の光フアイバ部分が配置されている。

偏光子１５に結合するボートがあるのと同じ側にある結合器１７のボートは、別の光フアイバ部分を使用して、無反射成端構成１８に接続している。結合器１７の反対側の端部にあるボートについて考えると、その一方はコイル１０の光ファイバの一端から延伸して来ている光路部分にあるさらに別の光学構成要素に接続している。結合１１１７の他方のボートは光ファイバ１０の他端に直接結合している。コイル１０と結合器１７との間のコイル１０の直接に接続している倒とは反対の便には、光学位相変調器Ｉ器１９が設けられている。光学位相変調器１９は、図１のその両端部に示す封入された透過媒体のそれぞれの端部に二つのボートを有する。コイル１０から出た光ファイバは変調器１９の一つのボートに向かって配置されている。結合器１７から延伸する光ファイバは変調器１９の他方のボートに向かって配置されている。

光学変調器１９は電気信号を受信して、その内部にある透過媒体の屈折率を変化させることにより、透過される光に位相差を導入し、それによって光路長を変化させることができる。そのような電気信号はバイアス変調信号発生器２０により変調器１９に供給されるが、このバイアス変調信号発生！２０は、変調周波数ｆＩｌと等価であるラジアン周波数をω、とするとき、ｃ＋５ｉｎ（ω、１）　に等しい変調周波数ｆ、の正弦電圧出力信号を発生する。

これで、源１１から発射される電磁波、すなわち、光波がたどる光路に沿って形成される図１のシステムの光学部分の説明は終わりである。そのような電磁波はその源から光フアイバ部分を通って光学方向性結合器１２に結合する。源１１から結合器１２に入射した光の一部はその他端部にあるボートに結合する無反射成端構成１６で失われるが、その光の残る部分は偏光子１５を通って光学方向性結合器１７へ伝達される。

結合器１７は、偏光子１５から受け取られて、結合器のボートに入射した光がほぼ部分の−に分割するビーム分割装置として動作し、その光の一方の部分は結合器の他端部にある二つのボートのそれぞれから射出する。結合器１７の他端部のボートの一方から出た電磁波は光フアイバコイル１０と、変調器１９とを通過して、結合器１７に戻る。そこで、この戻り光の一部は結合器１７の偏光子１５に接続する端部の他方のボートに接続している無反射構成１８で失われるが、その光の残る部分は結合器１７の他方のボートを通過して偏光子１５へ、さらには結合器１２へと向かい、そこで、その一部はフォトダイオード１３へ伝達される、偏光子１５からコイル１０へ進む光の他方の部分は結合器１７のコイル１０側端部にある他方のボートを出て、変調器１９及び光フアイバコイル１０を通過し、結合器】７に再び入射し、その一部は同じように他方の部分と同一の経路をたどって、最終的にはフォトダイオード１３に入射する。

先に指摘した通り、フォトダイオード１３は入射する二つの電磁波、すなわち、光波の強さに比例する出力光電流１　ｐａ１３を発生し、従って、下記の式により表わされるようにそのダイオードに入射するそれら二つの波の位相差の余弦に従うと予測される：これは、電流がフォトダイオード１３に入射する二つのほぼコヒーレントな波について、結果として発生する光学強さ、すなわち、二つの波の間にどれほどの大きさの強め合う干渉、又は弱め合う干渉が起こるかに従って１０のピーク値からより小さな値へと変化する強さによって決まるためである。コイル１０を形成しているコイル状光ファイバがその軸を中心として回転すると、波の間にφ、の位相差ずれが導入されるので、この波の干渉は光ファイバの回転と共に変化する。

更に、このフォトダイオードの出力電流には、変調１１１９により、最大値をφ 。

として、ｃｏｌｌ（ω、１）　に従って変化してゆ（付ｊＥ＋的な可変位相ずれが導入される。

光学位相変１１！！１９は先に説明したＮｉｗのものであり、位相感知検出器と関連して、光検出システム１４の出力信号を、先に指示したような余弦関数に従って、正弦関数に従う信号に変換する復調システムの一部として使用される。そのような正弦関数に従うことにより、先に指摘した通り、その出方信号には、コイル１０の軸に関する回転の速度と、その回転の方向の双方に関する情報が与えられる。

従って、フォトダイオード１３を含む光検出システム１４からの出方信号は増幅器２１を介して供給され、そこで増幅された後、フィルタ２２を介してそのような位相感知検出器手段２３に至る。位相復調システムの一部として動作する位相感知検出器２３は周知の装置である。そのような位相感知検出器は変調信号発生器２０の第１１Ｉ波、すなわち、基本周波数の変化を感知して、フォトダイオード１３に入射する電磁波の相対位相を指示する。この情報は位相感知検出器２３により正弦関数に従う出力信号の形で与えられる。すなわち、この出力信号は） −トダイオード１３に入射する二つの電磁波の位相差の正弦に従うのである。

バイアス変調器信号発生器２０は、先に説明した周波数ｆ、で光路中の光を変調するときに、光検出システム１４に調波成分をも発生する。フィルタ２２は、光検出器１４の出力信号の変調周波数成分、すなわち、第１ＩＩ波を増幅器２１による増幅の後に通過させるべき帯域フィルタである。

動作中、コイル１０を通って光路内を逆方向に伝搬してゆく二つの電磁波に回転によって起こる位相差の変化は、変調器１９による位相差の変化と比較して相対的にゆっ（つと変化する。回転による位相差、すなわち、サグナック効果は、二つの電磁波の位相差をシフトさせるだけである。フィルタ２２の出力端子に現れる光検出システム１４の出力信号の変調周波数成分の振幅スケーリング係数は、ａ）変調器１９及び発生器２０によるそれらの波の最大位相変調値の一定の大きさ及びｂ）システムを通しての様々な利得を表わす定数によってのみさらに修正されるこの位相差の正弦により設定されるものと予測される。そこで、この信号成分における発生器２０及び変調器１９によるこの正弦変調の周期的効果は、位相感知検出！１２３を含むシステムの復調により除去されると期待され、その結果、復調器システム（検出りの振幅スケーリング計数のみによって決まる復調器システム出力信号が残る。

ところが、図１のシステムではそれらの所望の結果は得られないと思われる。

増幅器２１の出力は、先の第１の式に指示するように、光検出器システム１４の）ｔトダイオード１３で発生される同相光電流のみならず、第１の式によっては与えられないその光電流の直角分にも基づく電圧出力信号をも形成する。そのような直角分は、通常、位相変調器１９により講起される強さ変調のために、図１の光学系部分で発生する。システム内に存在する他の信号からの「ピックアップ」によるなど、そのような直角分の発生源は他にもありうる。

さらに、先の第１の式に示されている位相遅延を上回る位相遅延が追加されるであろう。この位相ずれの一部は光検出システム１４に導入され、また、その位相ずれは温度によって変化すると共に、素子のエージングによっても左右されるので、動作中の任意の時点におけるその値は通常はわからず、その後の動作の中で変化する。発生１１２０により供給される信号の位相と、変ｊｌ！！１９の内部の媒体の屈折率、又はその長さを対応して変化させるに際しての変調器１９の応答との間には、変調器１９の両側の位相ずれを含めて、そのような位相ずれの発生源は他にもある。従って、増幅器２１の出力信号は、発生器２ｏにより供給される信号の位相に関して位相遅延を含んでいる。この追加位相θは持続時間Ｔ６の時間遅延と等価であり、位相ずれが周波数に伴って線形であるか又は線形である妥当な近似を実行することができるのであれば、ωＴｌに〇である。

すなわち、増幅器２１の出力端子における電圧は、通常、Ｖ２１−ｏ、、、＋　＝　ｋ　（１＋ｃｏｓ　［φ辻φｍｃｏｓ（ω、ｔ＋θ）　］　Ｉ　＋εｓｆｎ　（（＆ｌ、　ｔ＋θ）として現れ、その左側の項はフォトダイオードの出力電流の同相成分に基づいており、右側の正弦項はその電圧の変調周波数の直角分に基づいている。定数ｋ及びεは、システムを通って増幅器２１の出力端子に至る利得を表わす。上記の式において使用しているその他の記号は、先の第１の式の場合と同じ意味をもつ。

上記の式を、ベラ七ル級数展開により展開して、次のような式を得ることができＶ２＋−ｏ＋＋　”　ε５１ｎ　（ω、ｌ＋θ）＋ｋ　［１＋Ｊｏ　（φＪｃｏｓφ、コー２１１．（φ、）ｓＩｎφｚｃｏｓ〈ω、ｔ＋θ）−２々Ｊ２（φ、）ＣＯ５φＲＣＤＳ　２　（ωｏ　ｒ＋θ）＋２ｋＪ１１（φ−）　ｓｉｎφ＊　ｃｏｓ３　（ω、ｔ＋θ）＋（−１）”２にノ、□１（φ、＞　ｓｉｎφ＊ｃｏｓ　（２ｎ＋１）（ω、ｔ＋θ）］増幅器２１の出力端子のこの信号はフィルタ２２の入力端子に印加される。

先に指示した通り、フィルタ２２は最後の式による第１ＩＩ波、すなわち、変調周波数成分を主に通過させる。その結果、フィルタ２２の出力信号を次のように書き表わすことができる。

Ｖ２２−６１１１　＝−加）　（φ、）　ｓｉｎφ６ω５（（１）−÷θ＋ψ１）＋ε５ｉｎ（ω、ｔ＋θ＋ψ、）さらに現れる位相遅延積マ１は、フィルタ２２を通詰した結果として追加される第１調波項の追加位相ずれである。この追加位相ずれはほぼ一定であると予測され、フィルタ２２の既知の特性である。

フィルタ２２からの信号は、その後、バイアス変調発生器２０からの信号と同様に、位相感知検出器２３に印加されるのであるが、再度述べておくと、変ＷＲ１１ｉ！波数ｆｇとｌＦ価のラジアン周波数をω９とするとき、発生器２０の信号はＣ工５ｉｎ（ω、１）　に等しい。フィルタ２２の追加位相ずれマ、の値はわかっているので、その信号を使用する前にそれに等しい位相ずれを位相感知検出器２３により追加することができる。ところが、位相ずれθはわかっていないため、位相感知検出器２３によりそれを追加するのは不可能である。そこで、位相感知検出器２３の出力は、そのような装置の既知の行動に基づけば、次のようになるであろう：Ｖ２３−ｏｍｒ　＝々′ＪＩ（φ、）ｃｏｓθｓｒｎφＲ＋々′ −５ｉｎθに定数に′は、位相感知検出！１２３を通過するときの利得を表わす。見ればわかる通り、位相感知検出！２３の出力信号の同相成分に基づく部分には、θによって決まる余弦係数が現れる。追加位相ずれθは、位相感知検出器２３の出力の、ｃ。

Ｓθが現れる項によって表わされる部分の正確さに影響を及ぼす。その上、位相感知検出１！２３の出力信号には、この出力信号の、θによって決まる正弦係数を含む重大な直角分に基づく部分の存在しており、多くの場合に、回転遠度が遅いときには相対的に小さくなりつる同相成分に基づく部分よりもはるかに大きくなって、重大な誤差を生み出すのである。従って、位相感知検出器の出力信号におけるこの直角分関連項の存在を＠避する復調構成が望まれている。

発明の概要本発明は、源から発し、それぞれが一つの光検出器に入射する一対のほぼコヒーレントな電磁波から、それらの電磁波の位相差により表わされる情報を取り出す情報検索システムを提供する。それらの波は、位相変調されるために変調周波数で変化する位相差をさらに有し、光検出器は、波を入射したときの通りに表わすのみならず、波の発生のために又は光検出器に起因して起こるさらに別の処理位相ずれをも表わす出力信号を供給することができる。情報検索システムは、光検出器の出力信号を受信すると共に基準信号をも受信する復調器を含む。基準信号は、光検出器の出力信号を受信して、少なくともその中で起こっている処理位置ずれを確定し、この情報を先に供給されていた所定の位相ずれ情報と共に基準信号供給源に供給して、その供給源の出力信号の位相を調整させ、その出力信号を基準信号として復調器に供給させる位相ずれ検出器の使用によって得られる。

上述の電磁波は、その源において、光フアイバコイルを通って逆方向に進む波として発生し、それらの波の光路にある光学変ｌｌｎにより変調される。光検出器の信号の第１ｊｌ波は主に４ｊｉｌｌＨに供給され、位相ずれ検出器は（ａ）光検出器の信号の時間積分、（ｂ）光検出器の信号の時間導関数、及び（Ｃ）光検出器の信号の第２調波成分のうち選択された１つを受信する。

図面の簡単な説明図１は、従来の技術で知られているシステムの混成ブロック／概略回路図を示す。

図２は、ｒ！！Ｊ１の図の一部と置き換えることができる本発明を具体化した混成ブロック／ＩＩ略回路図を示す。

図３は、図１の図の一部と置き換えることができる本発明を具現化した混成ブロック／ＩＩＩ！回路図を示す。

図４は、図１の図の一部と置き換えることができる本発明を具現化した混成ブロック／概略Ｍ路図を示す。

好ましい実施例の詳細な説明図１の光学部分、そして、その光検出回路１４で発生する追加処理位相ずれθは温度及び時間に伴って変化するので、その値を予測する満足できる方法はない。

しかも、フィルタ２２から位相感知検出器２３に供給される回転速度データ信号を、この回転速度データ信号と同期し且つ位相整合している（同相である）基準信号の使用により復調して始めて、位相感知検出器２３の出力にある直角分項を除去できるのである。これはバイアス変調発生！１２０により供給される基準信号に当てはまる状況ではない（その信号はフィルタ２２の出力信号に影響を及ぼす位相ずれの発生源の作用を受けないため）ので、その発生器の出力信号は図１に示すような位相感知検出Ｗ２３で使用される基準信号の直接の源とはなりえない、むしろ、位相感知検出Ｗ２３０基準信号を回転速度データ信号から得なければならず、それは、その信号が光学系及び光検出システム１４に起因する追加処理位相ずれθの値に関する情報を含んでいる唯一の信号だからである。

従って、図１の下部で、増幅器２１の後、位相感知検出器２３の前の部分を、フィルタ２２の出力端子で供給される回転速度データ信号から適切な基準信号を取り出すことができるように変形しなければならない。これを実行する一つの方法を図２のシステムに示すが、図１のシステムの光学部分には直接関係していない部分に図２のシステムを置き換えることができる。図２のうち、図１に示したのと同じシステム及び回路菓子には、それぞれの図で同一の図中符号が付されている。

先に指摘した通り、増幅Ｗ２１の出力は、図１に示す光学系部分から二つの電磁波が入射することによってフォトダイオード１３に発生する光電流に基づく信号電圧である。この出力電圧Ｖ２１−　ｅ　ｕ　ｔは、フォトダイオード電流の直角分に基づく部分と、調波成分に基づく部分とに、この電圧の展開式として先の式に示したようにフォトダイオード電流の同相成分を形成する一定極性項を加えたものから構成される。また、フィルタ２２は変調周波数ｆ１のｖ２□−０゜、の同相部分の調波成分、すなわち、その第１調波を主に選択し、それを出力電圧ｖ２２−　＊　ｗ　ｔとして位相感知検出器２３のデータ入力端子に供給する。

先の式が示すように、フィルタ２２の出力端子のこの電圧信号は、未知であるが変化してゆく値の追加処理位相ずれθを含む０位相感知検出器２３の出力端子で発生する電圧信号から直角分を全て排除するために十分な品質の復調を実行すべきである場合には、位相感知検出！Ｉ２３の基準信号入力端子に供給されるべき基準信号の中にこの位相ずれ値を追加位相ずれとして追加しなげればならないと共に、他の感知の位相ずれを追加する。

図２では、θの値に関するその情報の源は■２１−　ｅ　ｕ　ａに関する上記の式により指示するように増幅器２１の出力端子の電圧信号の中に表わされるフォトダイオード出力電流の同相成分の第２調波から得られる（尚、さらに高次の調波を選択することもできたであろう）。これは、入力端子が増幅器２１の出力端子に接続している別の帯域フィルタ２４を介して実行される。フィルタ２４の通過帯域は、フォトダイオード１３の出力電流の第２調波を表わす増幅器２１の出力電圧の成分の周波数を中心としており、従って、フィルタ２４の出力端子には次のような電圧信号を発生させる：Ｖ２４−ａｍ、＝　−２々Ｊ２（φ、）ｃｏｓφｔｃｏｓ　［２（ω、を十〇）十ψ２）増幅器２１の出力端子の位相ずれを越えるフィルタ２４の追加位相ずれｖ２は、フィルタ２４により形成される位相ずれである。

フィルタ２４の出力電圧Ｖ　ｔ　ａ−０Ｕ、は位相確定手段２５に供給される。

位相確定手段２５は、通常、バイアス変調発生器２０の出力電圧の零交差に最も近接して起こる出力電圧Ｖ２．−０．ｔの零交差を検出するための零交差検出器である。図１の光学系及びその光検出システム１４により追加される処理位相ずれθは相対的に小さいと予測されるので、関心のあるフィルタ２４の第２調波出力電圧Ｖ２ｍ−０い、の零交差はバイアス変調発生器２０の零交差に相対的に近くなる。フィルタ２４により供給される増幅器２１の出力、すなわち、フィルタ２４の出力電圧Ｖ２ａ−０ｕｔ　の第２調波の関心零交差は、上記の式から、の時点で起こることがわかる。これらは、すぐ前の式に示すように出力電圧Ｖ　２　ｍ−０ｕ５　の余弦時間依存性及びその引数からめられるものである。これらの零交差点は後続する発振器を動作させる際の同期待闇値として使用される。

位相確定手段２５からのこれらの同期値は位相調整１１２６に供給される。位相調整器２６は、フィルタ２２及び２４において導入される位相遅延の差を除去するために設けられており、各フィルタのそのような位相遅延は安定し、予測可能であるために除去を実行することができる。この差はｖ２／２ω。−マ１／ω、に等しい。

位相調整器２６は供給されて来る同期値にこの時間遅延の差を追加し、次に、それらを発振器２７に供給する。この発振器は対応する振動出力を発生し、その出力は余弦波であっても良いが、多くの場合に方形波であるとより好都合である、発振器２７の第２調波周波数２ｆ、の出力分局器２８に供給され、分周器２８は周波数を部分して、対応する変調周波数零交差、すなわち、の時点での零交差を有する振動出力波を供給する。これらはフィルタ２２の出力端子で供給される電圧Ｖ２２−０１．と厳密に同相であり、従って、位相感知検出器２３によりこの電圧Ｖ２２−０ｕＩから正確な復調が供給される。その結果、位相感知検出器２３の出力はＶ２ｚ−ｏ−＝　ｋ’　Ｊ　＋　（φｗ）　ｓｔｎφ２となるであろう。ここでも、ｋ′はシステム中の累積利得定数である。バイアス変調発生器２０及び変調器１９により実行される位相変調の振幅φ、が一定のままであるならば、ｖ２． −０．は回転誘導位相差φヮの正弦のみに依存する。

あるいは、位相確定手段２５がその出力信号として、零交差が厳密に前述の同期値で起こるような振動信号を供給する場合、発振器２７を省くことができるであろう。そのときには、調整器２６は位相判定手段２５からのこの振動波の位相を調整し、その結果として調整Ｗ２６の出力端子で得られる振動信号を分周器２８により分周することになるであろう。そこで、発振１１２７という毒子を省略する代替例を示すために、発振器２７の内部に破線が１本引かれているのである。

この第２の方式では、発振器２７を取り除いて、分周器２８と調整器２６の位置を入れ換えることが可能であろう。

増幅器２１の出力電圧信号の第２調波成分を利用することに関連して高いほうの周波数をフィルタリングする必要をなくす代替方法として、その出力信号から一定極性項を取り除いた後に出力信号を積分することができる。そのようなシステムを図３に示す。一定極性項を除去するのはコンデンサ３０であり、増幅器２１の出力電圧の残る部分は次に積分器３１の入力端子に供給される。積分ｌ５３１の出力端子の対応する電圧を形成する、時間の経過に伴う積分の結果を展開形龜では次のように表わすことができる。

式中、直角分項の積分は無視されている。増幅器２１の出力電圧における直角分項は回転速度が遅いときの同相項に関して重大なものとなりつるのであるが、直角分項はその増幅器の出力電圧の第２調波成分に関しては常に非常に小さｔｌ。

積分器３１により実行される時間積分は、最前の式では、増幅器２１の出力信号の中の調波成分の時間従属性の全てを正弦関数のみによる時間従属に変換するためのものであることがわかる。余弦関数とは異なり、調波の正弦関数は、様々な時点で零値と交差するが、全て、第１調波、すなわち、基本周波数（変調周波数ｆ、）　の振幅が零と交差するのと同時に零値と交差する振幅を有する。従って、ここでも、増幅！！２１の出力電圧の、バイアス変調発生Ｗ２０の出力電圧の零交差に近い零交差を選択するために、位相確定手段２５として零交差検出器を使用することができる。積分！Ｉ３１の出力電圧の零交差を次のようになる。

その結果、図３のその他の部分は、その大部分について、位相確定手段２５と、位相間！１１１２６と、発振器２７とを含む５ｉ！！２のシステムの部分と一致していて良いことになる。ただし、図３のシステムにおける零交差は図２のシステムのように増幅Ｗ２１の出力電圧の第２調波成分ではな（、その基本周波数、すなわち、第１調波成分に対応して確定されるため、分局器は省略されている。

この場合にも、位相確定手段２５が単に積分器３１の出力電圧の零交差を指示する同期パルスを供給するだけでなく、振動出力を供給する状況においては、破線により示すように発振１１２７を省々ことができる。そのとき、位相調整器２６は帯域フィルタ２２により与えられる位相遅延と等しい位相遅延、すなわち、マ、を与えるように調整される。

ところで、増幅器２１の出力電圧の調波成分が積分器３１により、その帯域幅制約のために等しく十分に積分されない場合には、たとえば、高レベルで積分された調波や、それほど積分されなかった調波は基本調波と同時に零振幅値と交差しなくなってしまう。従って、積分器３１の帯域幅は何らかの重大な振幅を有する増幅器２Ｉの出力電圧の全ての調波成分を積分するのに十分でなければならない。その代わりに、図３に破線の箱形として示すように、再び一組の調波正弦関数の形で表わされる調波の時間従属正を得るために、コンデンサ３０及び積分器３１を微分器３１′と置き換えることも可能であろう。場合によっては、これは積分より望ましい方法であるかもしれない。

図２のシステムと図３のシステムは、共に、位相感知検出器２３について、バイアス変調発生器２０の出力電圧における周波数、又は通常は５０ＫＨｚ程度であって良いと考えられる周波数である変調周波数ｆ、と等しい周波数を育する基準信号を形成することを必要とする。フィルタ２２の出力端子で供給される回転速度データ信号の基本周波数である周波数、すなわち、ｆ、から大量の変調周波数又はその調波を含んでいないベースバンド周波数値へのシフトを要求する位相感知検出、すなわち、復調は、位相感知検出１！２３について利用できる素子に１１１１＃があるために、正確に実行するのが困難であるといえる０図４は、図３のシステムの例に基づｔｌで、フィルタ２２の出力信号ｖ２□−０Ｕ％のｍａｌに二つのステップを使用する代替方式を示す。第１のステップでは、増幅器２１により供給され、フィルタ２２により選択される電圧Ｖ２２−＠。、の変調周波数成分、すなわち、基本周波数成分の周波数を、まず、はるかに低い周波数ヘシフトするのであるが、その典型的な値は３　ＫＨｚである０次に、その周波数で得られた信号を位相感知検出器に供給して、復調プロセスを完了し、その検出器はこの目的のためにこの低い周波数をもつ基準信号をさらに受信する。

そのような２凌階の＊ｍを実行するために、図３のシステムを図４には一例として変形して示してあり、このシステムは、バイアス変調発生器２０を変形することにより、図４の再股計された２０′を得ることを含んでいる。ここで、発生！１２０’は、周知のように７工−ズロツク方式を使用して成立させることができるような互いに一定の周波数及び位相関係を有する三つの異なる出力電圧を有する。言うまでもなく、発生器２０′の変調出力電圧は図３のシステムの場合と同様に供給され、Ｃ，ｓｉｎの１ｔ　に等しいことに変わりはない。変調周波数ｆ、のこの電圧波形は同様に変調器１９に供給されると共に、同様に位相確定手段２５に供給される。従って、積分器３１の出力電圧の、変Ｗ器１日を動作させる発生器２５の出力電圧波形の零交差に最も近い零交差も、図３のシステムの場合と全く同じであることがわかる。発生器２０′は周波数変位電圧出力波形Ｃ２ｃｏｓｉｎｅ（ω、１＋α、）をさらに供給するが、ｆ、＝５０ＫＨｚである場合、この電圧はω。

／２π＝４７ＫＨｚに対する周波数値を有すると考えて良いであろう。それと関連して、α、と示されていた幾分かの位相ずれも存在する。この電圧は復調システムの一部としての周波数ダウンコンバータ２３′に印加されて、ダウンコンバータ２３′からの出力信号が約３　ＫＨｚの周波数を育するように、有効変調周波数に下向きのシフトを発生させる。発生器２０’からのこの電圧Ｃｚｃｏｓｉｎｅ　（ω、１＋α、）は、フィルタ２２の出力端子で供給される回転速度データ信号、すなわち、先に示したようにＶ２２−６゜、と混成される。この混成の結果、周波数ダウンコンバータ２３′の出力端子で次のような電圧信号が得られる。

Ｖ２１−０．ｒ　＝々′Ｊｌ（φｗ）　ｓＩｎφ、　ｃＤｓ　Ｃ（ωｍ−ω１）ｔ＋θ÷ｖ１−α、コ＋　ｔ’　ｓｒｎ　Ｅ　（ω、−ω、）　ｔ＋θ＋ｖ１− α、〕通常、周波数ダウンコンバータ２３′のように周波数をシフト又は変換するシステムの素子が関連する周波数レベルである４　７　ＫＨｚと５０にＨｚで周波数変換を実行できるということに困難な問題はない。それよりも、先に指摘したような復調の問題は復調周波数からベースバンドへ直接に移行するときに起こる。定数に′及びε′は、システムを通って周波数ダウンコンバータ２３′の出力端子の点に至るまでに起こるシステム素子利得定数の累積効果を表わす。

発生器２０′は第３の出力信号Ｃ３ｃｏｓｉｎｅ　（ω６を十α、）を発生し、それを位相調整器に供給し、位相調整器はその信号を通過させるに先立って単に位相変化を供給するだけであるので、図４には２６′という符号で示されている。周波数ω、／２π＝ｆ、は、それにより供給される他の二つの周波数ｆ、及びｆ、の差、すなわち、ω４＝ω、−ω、となるように固定されている。これは、先の周波数ダウンコンバータ２３′の出力電圧ｖ２．’　−１１Ｖｔに関する式の中の時間従属項で起こる、厳密にその周波数であることがわかる。そこで、周波数ダウンコンバータ２３′の出力電圧の式を次のように書き直すことができる。

ｖ２３．−ａｗ＋　＝＝　ｈ′Ｊ、　（φ、）ｓｒｎφ、ｃｏｓ（ω６ｔ＋θ＋ｖ１−α、）＋ε′５ｒｎ（ω１ｔ＋θ＋ψ１＋α、）従って、周波数ダウンコンバータ２３′からのこの出力電圧信号の中の直角分に基づく項を排除するように、ラジアン周波数の、と共に変化する余弦波形によりその電圧信号を明瞭にｕｌ調する部上ができ、先に指示した通り、まさにそのような電圧、電圧Ｃ３ｃｏｓｉｎｅ　（ω、ｔ＋α６）をバイアス変調発生器２０′から利用できる。ところが、その電圧が先の式の同相余弦項と間−の位相を有するように、それに位相ずれをｉ１１加しなければならない。従つて、調整器２６′に供給すべき発生器２０’からのこの電圧に対して、θ＋ｖ１−α、−α４に等しい位相調整を実行しなければならない。先に指示した通り、（ａ）フィルタ２２による位相ずれ平、と、　（ｂ）バイアス変調発生！２０′から周波数ダウンコンバータ２３′に供給される周波数変位信号に現れる位相ずれα、と、（Ｃ）バイアス変調発生ｎ２０′から調整器２６′に供給される復調信号に現れる位相ずれα、は全てわかっているので、調整！１２６’でプリセットすることができる。光学系及び光検出システム１４による位相ずれθは一定ではなく、わかっていないが、その値は位相確定手段２５から得られる。それらは、ｔ、、＝２π／ω１で起こるバイアス変調発生！１２０’の零交差時間と、ｔヨ＝（ｎπ−θ）／ω、である積分器３１からの信号の零交差時間とから、明らかにこれらの式によってθを確定できるために見出されるのである。従って、バイアス変調発生！２０′により供給される復調信号に適正な追加位相ずれを与えて、調整！２６′から次のような出力信号を供給するために必要な情報を調整器２６′は有している：Ｖ２８−６ｍｌ　＝ＣｚＣＯ５（ω４ｔ＋θ十重−α、コ調整器２６′からのこの出力信号は位相感知検出器２３″に関する基準信号を供給し、ダウンコンバータ２３′により検出器２３′により検出器２３＃に供給される回転データ速度信号を復調するためにダウンコンバータ２３′の出力信号と正確に同期される。その結果は、Ｖ２ｒ−０ｍｒ　＝々−ＪＩ（φ、）ｓｉｎφＩとなり、ここでも直角分に基づ（成分は現れない。定数に＃は、同様に、システムを通した累積素子利得定数を表わす。

好ましい実施例に関連して本発明を説明したが、本発明の趣旨から逸脱せずに形聾及び詳細について変更を実施しても良いことは当業者には認められるであろ要約書それぞれが光検出器に入射する１対のほぼコヒーレントな電磁波から、それらの電磁波の位相差により表わされる情報を取り出す情報検索システムであって、光検出器の出力信号を受信すると共に基準信号を受信する復調器を有する。基準信号は、光検出器の信号を受信して、そこで起こっているい（つかの位相ずれを確定し且つこの情報を基準信号供給源に供給して、その後に復調器に対する基準信号として利用される出力信号の位相を調整する位相ずれ検出器の使用によって得られる。

国際調査報告ｂ＋、ｍｍｕｌゆ、、、−、、ＰＣＴ／ＵＳ　９１１０４１９４国際調査報告ＵＳ　９］０４１９４

Claims

【特許請求の範囲】

１．一対のほぼコヒーレントな電磁波は、それぞれ位相変調されることによって変調周波数で変化する位相差を伴って源発生手段から供給されるものであり、光検出器手段は、その出力端子に、入射した通りの前記一対のほぼコヒーレントな電磁波を表わすと共に、前記源発生手段及び前記光検出器手段のいずれにも起因する別の何らかの位相ずれをも表わす出力信号を発生するものであるときに、前記光検出器手段に入射した前記一対のほぼコヒーレントな電磁波から、それらの位相差により表わされる情報を取り出す情報検索システムにおいて、前記光検出器手段の出力端子に電気的に接続する情報信号入力端子と、基準信号入力端子と、出力端子とを有し、前記情報信号入力端子に供給される入力信号の前記変調周波数を有する実質的な信号成分との間に選択された位相関係を有する前記変調周波数の基準信号が前記基準信号入力端子に供給された場合、前記入力信号に対応する前記変調周波数の周波数成分をほぼ含まない出力信号を前記出力端子で供給することができる復調器手段と；前記光検出器手段の出力端子に電気的に接続する入力端子と、出力端子とを有し、前記複調器手段の前記情報信号入力端子に前記変調周波数で供給される入力信号で起こる前記処理位相ずれの表示を含む出力信号を前記出力端子で供給することができる位相ずれ検出手段と；前記位相すれ検出手段の出力端子に電気的に接続する入力端子と、前記復調器手段の基準信号入力端子に電気的に接続する出力端子とを有し、前記入力端子に供給される入力端子と、先に供給されていた所定の位相ずれ情報の双方により確定される位相をもつ出力信号を前記出力端子で供給することができる基準信号供給手段とを具備する装置。
２．前記源発生手段は、コイル状光ファイバの軸に関する回転を、前記光ファイバを通って逆方向に伝搬する前記一対のほぼコヒーレントな電磁波を前記光検出器手段に共に入射させることに基づいて感知することができる回転センサである請求項１記載の装置。
３．前記復調器手段が、前記情報信号入力端子に電気的に接続する入力端子と、出力端子とを有し、前記変調周波数の周辺の選択された範囲の中にある前記光検出器手段の出力信号の周波数成分を主に通過させることができるフィルタ手段を有する請求項１記載の装置。
４．前記位相ずれ検出手段が、前記入力端子に電気的に接続する入力端子と、出力端子とを有し、前記変調周波数の選択された倍数である周波数の周辺の選択された範囲の中にある前記光検出器手段の出力信号の周波数成分を主に通過させることができるフィルタ手段を有する請求項１記載の装置。
５．前記位相ずれ検出手段が、零に近い周波数を有する信号部分を阻止することができる阻止手段を介してその前記入力端子に電気的に接続する入力端子と、出力端子とを有し、前記変調周波数及びその選択された倍数である周波数のいずれかを含む前記光検出器手段の出力信号の周波数成分を時間の経過に伴って積分することにより得られる結果を出力信号として供給することができる積分手段を有する請求項１記載の装置。
６．前記位相ずれ検出手段が、その前記入力端子に電気的に接続する入力端子と、出力端子とを有し、前記変調周波数及びその選択された倍数である周波数のいずれかを含む前記光検出器手段の出力信号の周波数成分を時間の経過に伴って微分することにより得られる結果を出力信号として供給することができる微分手段を有する請求項１記載の装置。
７．前記情報検索システムは、入力端子を有し且つ前記一対のほぼコヒーレントな電磁波が前記光検出器手段に至る光路の途中で前記コイル状光ファイバに到達する又は前記コイル状光ファイバから出るときにたどる光路部分から選択された光路部分の中に配置されている位相変調手段をさらに具備し、前記位相変調手段は、前記位相変調手段の入力端子に電気的に接続している位相変調信号発生器の出力端子で供給される前記変調周波数の出力信号に従って、前記一対のほぼコヒーレントな電磁波を前記変調周波数で位相変調することができる請求項１記載の装置。
８．前記フィルタリング手段は前記変調周波数で所定の特性を有する請求項３記載の装置。
９．前記復調器手段は、データ信号入力端子と、シフト信号入力端子と、出力端子とを存する周波数ダウンコンバータ手段を具備し、前記周波数ダウンコンバータ手段はそのデータ信号入力端子で受信される初期周波数の信号を、前記初期周波数から前記シフト信号入力端子で供給きれる信号に含まれている周波数だけ離れている別の後続周波数値に周波数変換することができ、前記データ信号入力端子は前記フィルタ手段の出力端子に電気的に接続している請求項３記載の装置。
１０．前記復調器手段は、前記フィルタ手段の出力端子に電気的に接続する変調入力端子と、前記復調器手段の基準信号入力端子に電気的に接続する標準入力端子とを有し且つ前記復調器手段の出力端子に電気的に接続する出力端子を有する位相感知検出器を具備する請求項３記載の装置。
１１．前記フィルタリング手段は前記変調周波数の前記選択された倍数で所定の特性を有する請求項４記載の装置。
１２．前記位相すれ検出手段は、前記フィルタリング手段の出力端子に電気的に接続するデータ入力端子を有し且つ出力端子を有する零交差確定手段をさらに具備し、前記零交差確定手段は、その入力端子の信号が零の値を有する時点を確定し、少なくともそれらの時点のうち選択された発生時点を指示する出力信号を出力端子で供給することができる請求項４記載の装置。
１３．前記基準信号供給手段は、前記位相ずれ検出手段の出力端子に電気的に接続する入力端子を有し且つ出力端子を有する位相調整器手段をさらに具備し、前記位相調整器手段は、その入力端子で受信される信号に選択された位相ずれを追加する出力信号を出力端子で供給することができる請求項４記載の装置。
１４．前記位相ずれ検出手段は、前記積分手段の出力端子に電気的に接続するデータ入力端子を有し且つ出力端子を有する零交差確定手段をさらに具備し、前記零交差確定手段は、その入力端子の信号が零の値を有する時点を確定し、少なくともそれらの時点のうち選択された発生時点を指示する出力信号を出力端子で供給することができる請求項５記載の装置。
１５．前記基準信号供給手段は、前記基準信号供給手段の出力端子に電気的に接続するデータ入力端子を有し且つ出力端子を有する位相調整器手段をさらに具備し、前記位相調整器手段は、そのデータ入力端子で受信される信号に選択された位相ずれを追加する出力信号を出力端子で供給することができる請求項５記載の装置。
１６．前記位相ずれ検出手段は、前記微分手段の出力端子に電気的に接続するデータ入力端子を有し且つ出力端子を有する零交差確定手段をさらに具備し、前記零交差確定手段は、その入力端子の信号が零の値を有する時点を確定し、少なくともそれらの時点のうち選択された発生時点を指示する出力信号を出力端子で供給することができる請求項６記載の装置。
１７．前記基準信号供給手段は、前記基準信号供給手段の入力端子に電気的に接続するデータ入力端子を有し且つ出力端子を有する位相調整器手段をさらに具備し、前置位相調整器手段は、そのデータ入力端子で受信される信号に選択された位相ずれを追加する出力信号を出力端子で供給することができる請求項６記載の装置。
１８．前記復調器手段は、前記周波数ダウンコンバータ手段の出力端子に電気的に接続する変調入力端子と、前記復調器手段の基準信号入力端子に電気的に接続する標準入力端子とを有し且つ前記復調器手段の出力端子に電気的に接続する出力端子を有する位相感知検出器をさらに具備する請求項９記載の装置。
１９．前記情報検索システムは、入力端子を有し且つ前記一対のほぼコヒーレントな電磁波が前記光検出器手段に至る光路の途中で前記コイル状光ファイバに到達する又は前記コイル状光ファイバから出るときにたどる光路部分から選択された光路部分の中に配置されている位相変調手段をさらに具備し、前記位相変調手段は、前記位相変調手段の入力端子に電気的に接続している位相変調信号発生器の第１の出力端子で供給される前記変調周波数の第１の出力信号に従って、前記一対のほぼコヒーレントな電磁波を前記変調周波数で位相変調することができ、前記零交差確定手段は基準入力端子をさらに有し且つそこに供給される信号を使用して、前記零の交差の前記発生時点の中から、その前記出力信号で指示すべき発生時点を選択することができ、前記位相変調信号発生器の第１の出力端子は前記零交差確定手段の基準入力端子に電気的に接続している請求項１２記載の装置。
２０．前記基準信号供給手段は、前記基準信号供給手段で供給される信号の周波数から前記選択された倍数の逆値と等しい係数だけ少なくした周波数を有する出力信号を前記基準信号供給手段で供給する分周器手段をさらに具備する請求項１３記載の装置。
２１．前記位相ずれ検出手段は、前記フィルタリング手段の出力端子に電気的に接続するデータ入力端子を有し且つ出力端子を有する零交差確定手段をさらに具備し、前記零交差確定手段は、その入力端子の信号が零の値を有する時点を確定し、少なくともそれらの時点のうち選択された発生時点を指示する出力信号を出力端子で供給することができる請求項１３記載の装置。
２２．前記情報検索システムは、入力端子を有し且つ前記一対のほぼコヒーレントな電磁波が前記光検出器手段に至る光路の途中で前記コイル状光ファイバに到達する又は前記コイル状光ファイバから出るときにたどる光路部分から選択きれた光路部分の中に配置されている位相変調手段をさらに具備し、前記位相変調手段は、前記位相変調手段の入力端子に電気的に接続している位相変調信号発生器の第１の出力端子で供給される前記変調周波数の第１の出力信号に従って、前記一対のほぼコヒーレントな電磁液を前記変調周波数で位相変調することができ、前記零交差確定手段は基準入力端子をさらに有し且つそこに供給される信号を使用して、前記零の交差の前記発生時点の中から、その前記出力信号で指示すべき発生時点を選択することができ、前記位相変調信号発生器の第１の出力端子は前記零交差確定手段の基準入力端子に電気的に接続している請求項１４記載の装置。
２３．前記位相ずれ検出手段は、前記積分手段の出力端子に電気的に接続するデータ入力端子を有し且つ出力端子を有する零交差確定手段をさらに具備し、前記零交差確定手段は、その入力端子の信号が零の値を有する時点を確定し、少なくともそれらの時点のうち選択された発生時点を指示する出力信号を出力端子で供給することができる請求項１５記載の装置。
２４．前記情報検索システムは、入力端子を有し且つ前記一対のほぼコヒーレントな電磁波が前記光検出器手段に至る光路の途中で前記コイル状光ファイバに到達する又は前記コイル状光ファイバから出るときにたどる光路部分から選択された光路部分の中に配置されている位相変調手段をさらに具備し、前記位相変調手段は、前記位相変調手段の入力端子に電気的に接続している位相変調信号発生器の第１の出力端子で供給される前記変調周波数の第１の出力信号に従って、前記一対のほぼコヒーレントな電磁波を前記変調周波数で位相変調することができ、前記零交差確定手段は基準入力端子をさらに有し且つそこに供給される信号を使用して、前記零の交差の前記発生時点の中から、その前記出力信号で指示すべき発生時点を選択することができ、前記位相変調信号発生器の第１の出力端子は前記零交差確定手段の基準入力端子に電気的に接続している請求項１６記載の装置。
２５．前記位相ずれ検出手段は、前記微分手段の出力端子に電気的に接続するデータ入力端子を有し且つ出力端子を有する零交差確定手段をさらに具備し、前記零交差確定手段は、その入力端子の信号が零の値を有する時点を確定し、少なくともそれらの時点のうち選択された発生時点を指示する出力信号を出力端子で供給することができる請求項１７記載の装置。
２６．前記情報検索システムは、入力端子を有し且つ前記一対のほぼコヒーレントな電磁波が前記光検出器手段に至る光路の途中で前記コイル状光ファイバに到達する又は前記コイル状光ファイバから出るときにたどる光路部分から選択された光路部分の中に配置されている位相変調手段をさらに具備し、前記位相変調手段は、前記位相変調手段の入力端子に電気的に接続している位相変調信号発生器の第１の出力端子で供給される前記変調周波数の第１の出力信号に従って、前記一対のほぼコヒーレントな電磁波を前記変調周波数で位相変調することができ、前記位相変調信号発生器は、前記変調周波数と一定の関係を有する周波数の第２の出力信号を供給する第２の出力端子を有し、前記位相変調信号発生器の第２の出力端子は前記周波数ダウンコンバータ手段のシフト信号入力端子に電気的に接続している請求項１８記載の装置。
２７．前記基準信号供給手段は、前記位相調整器に電気的に接続する入力端子を有し且つ出力端子を有する発振器手段をさらに具備し、前記発振器手段は、その前記入力端子の信号により、その出力端子で選択された周波数及び位相の振動出力信号を供給するように指示されることができる請求項２０記載の装置。
２８．前記情報検索システムは、入力端子を有し且つ前記一対のほぼコヒーレントな電磁波が前記光検出器手段に至る光路の途中で前記コイル状光ファイバに到達する又は前記コイル状光ファイバから出るときにたどる光路部分から選択された光路部分の中に配置されている位相変調手段をさらに具備し、前記位相変調手段は、前記位相変調手段の入力端子に電気的に接続している位相変調信号発生器の第１の出力端子で供給される前記変調周波数の第１の出力信号に従って、前記一対のほぼコヒーレントな電磁波を前記変調周波数で位相変調することができ、前記零交差確定手段は基準入力端子をさらに有し且つそこに供給される信号を使用して、前記零の交差の前記発生時点の中から、その前記出力信号で指示すべき発生時点を選択することができ、前記位相変調信号発生器の第１の出力端子は前記零交差確定手段の基準入力端子に電気的に接続している請求項２３記載の装置。
２９．前記位相変調信号発生器は、前記変調周波数との間に一定の関係を有する周波数の第２の出力信号を供給する第２の出力端子を有し、前記位相調整器は基準入力端子をさらに有し且つその前記データ入力端子で受信される信号で起こり、それに追加される位相ずれを前記基準入力端子で受信される信号に追加することができ、前記位相変調信号発生器の第２の出力端子は前記位相調整器の基準入力端子に電気的に接続している請求項２３記載の装置。
３０．前記情報検索システムは、入力端子を有し且つ前記一対のほぼコヒーレントな電磁波が前記光検出器手段に至る光路の途中で前記コイル状光ファイバに到達する又は前記コイル状光ファイバから出るときにたどる光路部分から選択きれた光路部分の中に配置されている位相変調手段をさらに具備し、前記位相変調手段は、前記位相変調手段の入力端子に電気的に接続している位相変調信号発生器の第１の出力端子で供給される前記変調周波数の第１の出力信号に従って、前記一対のほぼコヒーレントな電磁波を前記変調周波数で位相変調することができ、前記零交差確定手段は基準入力端子をさらに有し且つそこに供給される信号を使用して、前記零の交差の前記発生時点の中から、その前記出力信号で指示すべき発生時点を選択することができ、前記位相変調信号発生器の第１の出力端子は前記零交差確定手段の基準入力端子に電気的に接続している請求項２５記載の装置。
３１．前記位相ずれ検出手段は、前記積分手段の出力端子に電気的応接続するデータ入力端子を有し且つ出力端子を有する零交差確定手段をさらに具備し、前記零交差確定手段は、その入力端子の信号が零の値を有する時点を確定し、少なくともそれらの時点のうち選択された発生時点を指示する出力信号を出力端子で供給することができる請求項２７記載の装置。