JPH0674777A - 光ファイバジャイロ用光ファイバコイル - Google Patents
光ファイバジャイロ用光ファイバコイルInfo
- Publication number
- JPH0674777A JPH0674777A JP22659392A JP22659392A JPH0674777A JP H0674777 A JPH0674777 A JP H0674777A JP 22659392 A JP22659392 A JP 22659392A JP 22659392 A JP22659392 A JP 22659392A JP H0674777 A JPH0674777 A JP H0674777A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- coil
- thermal conductivity
- fiber coil
- copper
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Gyroscopes (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】光ファイバ素線の熱伝導性を高くすることによ
り、光ファイバ素線よりなる光ファイバコイル中におけ
る不均質な温度分布や変動の生じ難い、即ち温度変動に
対する安定性が向上し、光ファイバジャイロとしての検
出感度、安定性を向上する光ファイバコイルを提供す
る。 【構成】光ファイバ素線３に熱伝導率の大きい金属、例
えば銅４、からなる金属被覆層を設けることにより、光
ファイバ素線３の実効的な熱伝導性が向上し、光ファイ
バ素線３で作られる光ファイバコイル１の不均質な温度
分布や変動の発生を低減する。
り、光ファイバ素線よりなる光ファイバコイル中におけ
る不均質な温度分布や変動の生じ難い、即ち温度変動に
対する安定性が向上し、光ファイバジャイロとしての検
出感度、安定性を向上する光ファイバコイルを提供す
る。 【構成】光ファイバ素線３に熱伝導率の大きい金属、例
えば銅４、からなる金属被覆層を設けることにより、光
ファイバ素線３の実効的な熱伝導性が向上し、光ファイ
バ素線３で作られる光ファイバコイル１の不均質な温度
分布や変動の発生を低減する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバジャイロの
センシングコイルに用いられる光ファイバコイルに関
し、特にノイズを低減し、安定性を向上させた、小型化
に有利な光ファイバジャイロに好適な光ファイバコイル
に関する。
センシングコイルに用いられる光ファイバコイルに関
し、特にノイズを低減し、安定性を向上させた、小型化
に有利な光ファイバジャイロに好適な光ファイバコイル
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の光ファイバジャイロ用光フ
ァイバコイル11を示す斜視図である。従来の光ファイバ
コイル11は、ボビン12に光ファイバ素線13を巻回して作
られたものである。図３は光ファイバジャイロの原理説
明図である。図３において、11はボビン12に光ファイバ
素線13を巻回して作られた光ファイバコイルであり、14
は光源、15はビームスプリッタ、そして16はディテクタ
を示す。
ァイバコイル11を示す斜視図である。従来の光ファイバ
コイル11は、ボビン12に光ファイバ素線13を巻回して作
られたものである。図３は光ファイバジャイロの原理説
明図である。図３において、11はボビン12に光ファイバ
素線13を巻回して作られた光ファイバコイルであり、14
は光源、15はビームスプリッタ、そして16はディテクタ
を示す。
【０００３】光源14を発した光は、ビームスプリッタ15
を通過し、光ファイバコイル11として巻回された光ファ
イバ素線13内を通り、再びビームスプリッタ15を通過
し、ディテクタ16によりその光を電気として検出する。
光ファイバジャイロの原理は、Sagnac効果に基づく。図
３の光学系において、光源14を発した光をビームスプリ
ッタ15で２つに分け、同一のリング状光路である光ファ
イバコイル11に右回りと左回りの２方向の光を伝播させ
たとすると、回転の角速度Ωが加わることによって位相
差を生じ、この２方向の光の位相差をディテクタ16によ
り光から電気へ変換して、回転の角速度Ωを検出する、
非常に高感度なセンサ、センシングコイルである。
を通過し、光ファイバコイル11として巻回された光ファ
イバ素線13内を通り、再びビームスプリッタ15を通過
し、ディテクタ16によりその光を電気として検出する。
光ファイバジャイロの原理は、Sagnac効果に基づく。図
３の光学系において、光源14を発した光をビームスプリ
ッタ15で２つに分け、同一のリング状光路である光ファ
イバコイル11に右回りと左回りの２方向の光を伝播させ
たとすると、回転の角速度Ωが加わることによって位相
差を生じ、この２方向の光の位相差をディテクタ16によ
り光から電気へ変換して、回転の角速度Ωを検出する、
非常に高感度なセンサ、センシングコイルである。
【０００４】この光ファイバジャイロには、温度変化に
よる零点ドリフト等、種々のノイズ要因があり、十分な
高感度を達成するためには（特に小型化する上では）、
これらのノイズ要因を十分に改善する必要がある。光フ
ァイバジャイロを小型化するためには、光ファイバコイ
ルの巻数を大幅に増やす必要があるが、光ファイバコイ
ルを高密度で巻いた時には、温度変化による零点ドリフ
トのノイズが発生しやすい。
よる零点ドリフト等、種々のノイズ要因があり、十分な
高感度を達成するためには（特に小型化する上では）、
これらのノイズ要因を十分に改善する必要がある。光フ
ァイバジャイロを小型化するためには、光ファイバコイ
ルの巻数を大幅に増やす必要があるが、光ファイバコイ
ルを高密度で巻いた時には、温度変化による零点ドリフ
トのノイズが発生しやすい。
【０００５】特に、光ファイバ素線で作られた光ファイ
バコイルの中央に対して非対称に生ずる温度分布やその
変動がノイズの原因となることが知られている。（例え
ば、大越孝敬編著「光ファイバセンサ」：オーム社 昭
和６１年７月３０日発行 P226〜P227）。所で、一般に
光ファイバ素線は、非晶質石英やガラスなど熱電導率の
著しく低い材料で構成されており、そのような光ファイ
バ素線を巻回して作られる光ファイバコイルは、周囲の
環境によって不均質な温度分布や変動を生じ易い。
バコイルの中央に対して非対称に生ずる温度分布やその
変動がノイズの原因となることが知られている。（例え
ば、大越孝敬編著「光ファイバセンサ」：オーム社 昭
和６１年７月３０日発行 P226〜P227）。所で、一般に
光ファイバ素線は、非晶質石英やガラスなど熱電導率の
著しく低い材料で構成されており、そのような光ファイ
バ素線を巻回して作られる光ファイバコイルは、周囲の
環境によって不均質な温度分布や変動を生じ易い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、光ファイバ
素線の熱伝導性を高くすることにより、光ファイバ素線
よりなる光ファイバコイル中における不均質な温度分布
や変動の生じ難い、即ち温度変動に対する安定性が向上
し、光ファイバジャイロとしての検出感度、安定性を向
上する光ファイバコイルを提供することを目的とする。
素線の熱伝導性を高くすることにより、光ファイバ素線
よりなる光ファイバコイル中における不均質な温度分布
や変動の生じ難い、即ち温度変動に対する安定性が向上
し、光ファイバジャイロとしての検出感度、安定性を向
上する光ファイバコイルを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】光ファイバ素線に熱伝導
度の大きい金属からなる金属被覆層を設けることによ
り、光ファイバ素線の実効的な熱伝導性が向上し、光フ
ァイバ素線で作られる光ファイバコイルの不均質な温度
分布や変動の発生を低減できる。被覆層の金属は熱伝導
度の高い銅が特に好ましく、その厚さは５μｍ乃至２０
μｍが好適である。５μｍより薄いと、光ファイバ素線
の熱伝導性の向上の効果が小さく、また２０μｍ以上に
厚いと光ファイバ素線の可撓性を損ない、光ファイバコ
イルを作り難くなるとともに、光ファイバコイルの体積
が大きくなり、小型化に不利となる。金属絶縁層の銅
は、無電解メッキ法で形成されたものが好ましい。
度の大きい金属からなる金属被覆層を設けることによ
り、光ファイバ素線の実効的な熱伝導性が向上し、光フ
ァイバ素線で作られる光ファイバコイルの不均質な温度
分布や変動の発生を低減できる。被覆層の金属は熱伝導
度の高い銅が特に好ましく、その厚さは５μｍ乃至２０
μｍが好適である。５μｍより薄いと、光ファイバ素線
の熱伝導性の向上の効果が小さく、また２０μｍ以上に
厚いと光ファイバ素線の可撓性を損ない、光ファイバコ
イルを作り難くなるとともに、光ファイバコイルの体積
が大きくなり、小型化に不利となる。金属絶縁層の銅
は、無電解メッキ法で形成されたものが好ましい。
【０００８】
【作用】熱伝導率の著しく低い材料からなる光ファイバ
素線を、熱伝導率の高い金属材料で被覆することによ
り、光ファイバ素線の熱導電性が向上する。従って、光
ファイバ素線を巻回して作られる光ファイバコイルに、
ノイズ発生原因の１つである不均質な温度分布や変動の
発生を低減できる。また、光ファイバ素線の直径方向の
温度分布は通過する光の偏波を乱すことになり、これも
光ファイバジャイロの発生ノイズの原因になると考えら
れるが、光ファイバ素線を金属層で被覆することは、こ
のような光ファイバコイル内の温度分布の均一化に特に
有効であり、温度変化に対する安定性が向上し、ノイズ
の発生を軽減する。
素線を、熱伝導率の高い金属材料で被覆することによ
り、光ファイバ素線の熱導電性が向上する。従って、光
ファイバ素線を巻回して作られる光ファイバコイルに、
ノイズ発生原因の１つである不均質な温度分布や変動の
発生を低減できる。また、光ファイバ素線の直径方向の
温度分布は通過する光の偏波を乱すことになり、これも
光ファイバジャイロの発生ノイズの原因になると考えら
れるが、光ファイバ素線を金属層で被覆することは、こ
のような光ファイバコイル内の温度分布の均一化に特に
有効であり、温度変化に対する安定性が向上し、ノイズ
の発生を軽減する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１を参照して説
明する。図１は本発明の光ファイバジャイロ用光ファイ
バコイルを示す斜視図である。図１に示すように、本発
明では、石英からなる単一モード光ファイバ素線３（外
径 125μm)に無電解メッキで銅４をコートし、ボビン２
に該銅４をコートした光ファイバ素線３を巻回して光フ
ァイバコイル１を得た。
明する。図１は本発明の光ファイバジャイロ用光ファイ
バコイルを示す斜視図である。図１に示すように、本発
明では、石英からなる単一モード光ファイバ素線３（外
径 125μm)に無電解メッキで銅４をコートし、ボビン２
に該銅４をコートした光ファイバ素線３を巻回して光フ
ァイバコイル１を得た。
【００１０】具体的には、硫酸銅CuSO4 ・5H2 0 29g 、
炭酸ナトリウムNa2 CO3 25g 、酒石酸カリウムナトリウ
ムCH(OH)(COOK)・CH(OH)(COONa) ・4H2 0 140g、水酸化
ナトリウムNaOH 40gを秤量し、これに水を加えて 850ml
とした。次に、この水溶液に安定剤としてEDTA（エチレ
ンジアミン四酢酸）とトリエタノールアミンを少量加
え、メッキ原液を調整した。
炭酸ナトリウムNa2 CO3 25g 、酒石酸カリウムナトリウ
ムCH(OH)(COOK)・CH(OH)(COONa) ・4H2 0 140g、水酸化
ナトリウムNaOH 40gを秤量し、これに水を加えて 850ml
とした。次に、この水溶液に安定剤としてEDTA（エチレ
ンジアミン四酢酸）とトリエタノールアミンを少量加
え、メッキ原液を調整した。
【００１１】続いて、この水溶液中に光ファイバ素線３
を浸漬し、充分攪拌混合しながら 37%ホルムアルデヒド
水溶液 150mlを加え、メッキ溶液の温度を20℃に設定し
て、光ファイバ素線３に約10μm の銅メッキを行った光
ファイバ素線３の100mの長さを、直径 5cmのアルミニウ
ム製のボビン２に巻回して光ファイバコイル１を作製し
た。
を浸漬し、充分攪拌混合しながら 37%ホルムアルデヒド
水溶液 150mlを加え、メッキ溶液の温度を20℃に設定し
て、光ファイバ素線３に約10μm の銅メッキを行った光
ファイバ素線３の100mの長さを、直径 5cmのアルミニウ
ム製のボビン２に巻回して光ファイバコイル１を作製し
た。
【００１２】比較例として、図２を使って、従来の技術
において説明した銅をコーティングしていない光ファイ
バ素線13で、本実施例と同様にして、アルミニウム製の
ボビン12に巻回して、光ファイバコイル11を作製した。
において説明した銅をコーティングしていない光ファイ
バ素線13で、本実施例と同様にして、アルミニウム製の
ボビン12に巻回して、光ファイバコイル11を作製した。
【００１３】このようにして作製した両光ファイバコイ
ル１、11について、外から加熱した半田ゴテを接近させ
た場合について、光ファイバコイルの最内周側と最外周
側の温度差を熱電対により調べ、比較したが、明らかに
銅４をコーティングした実施例の光ファイバコイル１の
方が比較例の光ファイバコイル11に比べて温度の変動が
小さいことが確認された。
ル１、11について、外から加熱した半田ゴテを接近させ
た場合について、光ファイバコイルの最内周側と最外周
側の温度差を熱電対により調べ、比較したが、明らかに
銅４をコーティングした実施例の光ファイバコイル１の
方が比較例の光ファイバコイル11に比べて温度の変動が
小さいことが確認された。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、熱伝導
率の著しく低い材料からなる光ファイバ素線を、熱伝導
率の高い金属材料で被覆することにより、光ファイバ素
線の熱導電性が向上する。従って、光ファイバ素線を巻
回して作られる光ファイバコイルに、ノイズ発生原因の
１つである不均質な温度分布や変動の発生を低減でき
る。また、光ファイバコイルの直径方向の温度分布は通
過する光の偏波を乱すことになり、これも光ファイバジ
ャイロの発生ノイズの原因になると考えられるが、光フ
ァイバ素線を金属層で被覆することは、このような光フ
ァイバコイル内の温度分布の均一化に特に有効であり、
温度変化に対する安定性が向上し、ノイズの発生を軽減
する。従って、この発明の光ファイバコイルを用いる光
ファイバジャイロは、その検出感度、安定性を向上させ
ることができる。また、金属被覆層の銅を無電解メッキ
により行うことができるので、ＣＶＤなど他の金属コー
ティング法に比べて、簡便な設備でコーティングが行
え、コーティング速度も速いので、製造上有利でり、か
つ非常に実用性に優れている。
率の著しく低い材料からなる光ファイバ素線を、熱伝導
率の高い金属材料で被覆することにより、光ファイバ素
線の熱導電性が向上する。従って、光ファイバ素線を巻
回して作られる光ファイバコイルに、ノイズ発生原因の
１つである不均質な温度分布や変動の発生を低減でき
る。また、光ファイバコイルの直径方向の温度分布は通
過する光の偏波を乱すことになり、これも光ファイバジ
ャイロの発生ノイズの原因になると考えられるが、光フ
ァイバ素線を金属層で被覆することは、このような光フ
ァイバコイル内の温度分布の均一化に特に有効であり、
温度変化に対する安定性が向上し、ノイズの発生を軽減
する。従って、この発明の光ファイバコイルを用いる光
ファイバジャイロは、その検出感度、安定性を向上させ
ることができる。また、金属被覆層の銅を無電解メッキ
により行うことができるので、ＣＶＤなど他の金属コー
ティング法に比べて、簡便な設備でコーティングが行
え、コーティング速度も速いので、製造上有利でり、か
つ非常に実用性に優れている。
【図１】本発明の光ファイバジャイロ用光ファイバコイ
ルを示す斜視図である。
ルを示す斜視図である。
【図２】従来の光ファイバジャイロ用ファイバコイルを
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図３】光ファイバジャイロの原理説明図である。
１ 光ファイバコイル ２ ボビン ３ 光ファイバ素線 ４ 銅（金属被覆）
Claims (3)
- 【請求項１】 光ファイバジャイロのセンシングコイル
に用いる光ファイバコイルにおいて、 該光ファイバコイルは、金属被覆層を有することを特徴
とする光ファイバジャイロ用光ファイバコイル。 - 【請求項２】 前記金属被覆層は銅であり、その厚さ
は、５〜２０μｍであることを特徴とする請求項１記載
の光ファイバジャイロ用光ファイバコイル。 - 【請求項３】 前記金属被覆層は銅であり、無電解メッ
キ法で形成されたものであることを特徴とする請求項１
記載の光ファイバジャイロ用光ファイバコイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22659392A JPH0674777A (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 光ファイバジャイロ用光ファイバコイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22659392A JPH0674777A (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 光ファイバジャイロ用光ファイバコイル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0674777A true JPH0674777A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=16847620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22659392A Pending JPH0674777A (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 光ファイバジャイロ用光ファイバコイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0674777A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004125846A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Totoku Electric Co Ltd | 光ファイバコイル、光ファイバセンサ及びその製造方法 |
| US7697144B2 (en) * | 2007-09-25 | 2010-04-13 | Weatherford/Lamb, Inc. | Optical fiber coating system and monitoring method for improved thermal performance in fiber optic sensors |
-
1992
- 1992-08-26 JP JP22659392A patent/JPH0674777A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004125846A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Totoku Electric Co Ltd | 光ファイバコイル、光ファイバセンサ及びその製造方法 |
| US7697144B2 (en) * | 2007-09-25 | 2010-04-13 | Weatherford/Lamb, Inc. | Optical fiber coating system and monitoring method for improved thermal performance in fiber optic sensors |
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