JPH07128076A - Optical fiber gyro - Google Patents

Optical fiber gyro

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JPH07128076A
JPH07128076A JP5279233A JP27923393A JPH07128076A JP H07128076 A JPH07128076 A JP H07128076A JP 5279233 A JP5279233 A JP 5279233A JP 27923393 A JP27923393 A JP 27923393A JP H07128076 A JPH07128076 A JP H07128076A
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JP
Japan
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optical fiber
light
polarization
optical
polarization maintaining
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Withdrawn
Application number
JP5279233A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhito Nagata
千仁 永田
Mitsutoshi Sato
光俊 佐藤
Kenichi Okada
健一 岡田
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Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Original Assignee
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To cancel bias error by removing the intensity modulation component caused by optical phase modulation. CONSTITUTION:An optical phase modulator comprises first and second polarization maintaining optical fibers 18b1, 18b2 wound around a tubular electrostrictive oscillator 18a while being connected therewith. The first and second polarization maintaining optical fibers 18b1, 18b2 have identical characteristics and length and the end faces thereof are jointed such that the direction of polarization intersects perpendicularly each other.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は光ファイバループに、
その軸心まわりに印加される角速度を、その光ファイバ
ループを伝搬する右、左回り光の位相差から検出する光
ファイバジャイロに関する。
This invention relates to an optical fiber loop,
The present invention relates to an optical fiber gyro that detects an angular velocity applied around its axis from the phase difference between right-handed and left-handed light propagating in the optical fiber loop.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2Aを参照して従来の光ファイバジャ
イロを説明する。半導体レーザ光源11から出射した光
は光分岐手段としての光ファイバカプラ12を通じ、更
に偏光子13を通じて光分岐結合手段としての光ファイ
バカプラ14に入射される。光ファイバカプラ14にて
2分された光はそれぞれ偏波維持光ファイバ15,16
を通じて、光ファイバループ17に右回り光、左回り光
として入射される。これら両光はその各偏光方向に対し
て、偏波維持光ファイバ15,16の偏波軸方向が45
°となるようにされ、かつ偏波維持光ファイバ15,1
6の長さが十分長くされてあって、光ファイバループ1
7に入射する光のx方向偏波成分とy方向偏波成分とが
互いに干渉しないように偏光度が低減される偏光解離手
段として偏波維持光ファイバ15,16はそれぞれ作用
する。
2. Description of the Related Art A conventional optical fiber gyro will be described with reference to FIG. 2A. The light emitted from the semiconductor laser light source 11 is incident on the optical fiber coupler 12 as an optical branching means, and further through the polarizer 13 to the optical fiber coupler 14 as an optical branching / coupling means. The lights divided into two by the optical fiber coupler 14 are polarization maintaining optical fibers 15 and 16 respectively.
Through the optical fiber loop 17 as right-handed light and left-handed light. The polarization axes of the polarization-maintaining optical fibers 15 and 16 are 45 degrees with respect to the respective polarization directions of these two lights.
And the polarization maintaining optical fibers 15 and 1
The length of 6 is made sufficiently long, and the optical fiber loop 1
The polarization maintaining optical fibers 15 and 16 respectively act as polarization dissociation means for reducing the degree of polarization so that the x-direction polarization component and the y-direction polarization component of the light incident on 7 will not interfere with each other.

【0003】光ファイバカプラ14の片端と偏波維持光
ファイバ16との間に光位相変調器18が直列に挿入さ
れ、発振器19からの変調信号により光位相変調器18
が駆動され、光ファイバループ17を伝搬する左、右回
り光が周波数fm で位相変調される。光ファイバループ
17を伝搬した左、右回り光は光ファイバカプラ14で
結合され、その干渉光が偏光子13を通じ、更に光ファ
イバカプラ12を通じて受光器21に達して電気信号に
変換される。この電気信号は発振器19の出力で、同期
検波回路22において同期検波され、その検波出力がジ
ャイロ出力として出力端子23に出力される。
An optical phase modulator 18 is inserted in series between one end of the optical fiber coupler 14 and the polarization maintaining optical fiber 16, and the optical phase modulator 18 is supplied with a modulation signal from an oscillator 19.
Is driven, and the left-handed and right-handed lights propagating through the optical fiber loop 17 are phase-modulated at the frequency f m . The left-handed and right-handed lights propagating through the optical fiber loop 17 are combined by the optical fiber coupler 14, and the interference light reaches the light receiver 21 through the polarizer 13 and further through the optical fiber coupler 12, and is converted into an electric signal. This electric signal is the output of the oscillator 19, is synchronously detected in the synchronous detection circuit 22, and the detected output is output to the output terminal 23 as a gyro output.

【0004】光ファイバコイル17にその軸心回りの角
速度が印加されると、サニヤック効果により両回り光に
位相差が生じる。この位相差φS は次式で表わされる。 φS =4πPLΩ/(cλ) (1) ここにR,Lはそれぞれ光ファイバループ17のループ
半径と全長、cは光速度、λは光波長、Ωは入力角速度
である。
When the angular velocity around the axis of the optical fiber coil 17 is applied, a phase difference occurs between the two-direction light due to the Sannyak effect. This phase difference φ S is expressed by the following equation. φ S = 4πPLΩ / (cλ) (1) where R and L are the loop radius and the total length of the optical fiber loop 17, respectively, c is the optical velocity, λ is the optical wavelength, and Ω is the input angular velocity.

【0005】ところで干渉光強度の変化は(1)で決ま
るφS に対しcosφS に比例するためφS =0近傍で
感度がない。そこで光ファイバループ17の一端に光位
相変調器18を設置し、これを透過する光に対し、 φm sin(2πfm t) (2) なる光位相変調を印加する。ここにφm は光位相変調振
幅、fm は光位相変調周波数、tは時刻である。光ファ
イバループ17の光伝搬時間をτと書くと、干渉光の強
度を決める両回り光の位相差Δφ(t)は次式で表わせ
る。
[0005] change in the interference light intensity has no sensitivity phi S = 0 near proportional to cos [phi S to determined phi S (1). Therefore, the optical phase modulator 18 is installed at one end of the optical fiber loop 17, and the optical phase modulation of φ m sin (2πf m t) (2) is applied to the light transmitted through the optical phase modulator 18. Here, φ m is the optical phase modulation amplitude, f m is the optical phase modulation frequency, and t is the time. If the light propagation time of the optical fiber loop 17 is written as τ, the phase difference Δφ (t) of the two-way light that determines the intensity of the interference light can be expressed by the following equation.

【0006】 Δφ(t)=φS +φm sin(2πfm (t−τ)) −φm sin(2πfm t) (3) このように位相差Δφ(t)は振動し、干渉光の強度変
化を与えるcosΔφ(t)は、次式で表わせる。 cosΔφ(t)=cosφS Σεn (−1)n cos2n(2πfm (t−(τ/2))J2n(x)−sinφS ・2Σ(−1)n cos(2n+1)(2πfm (t−(τ/2))J2n+1(x) (4) ε=1(n=0);ε=2(n≧1)、εはn=0から
無限大まで x=2φm sinπfm τ ここでJi は第1種第i次ベッセル関数である。(4)
式より干渉光の強度振動分から変調信号の奇数倍周波数
成分としてsinφS が検出できることがわかる。かく
てφS ≒0での感度を獲得するのが位相変調方式光ファ
イバジャイロであるが、通常は先に述べたように受光器
21の出力の基本波成分(n=0)を同期検波する。
Δφ (t) = φ S + φ m sin (2πf m (t−τ)) −φ m sin (2πf m t) (3) Thus, the phase difference Δφ (t) oscillates and the interference light The cos Δφ (t) that gives the intensity change can be expressed by the following equation. cosΔφ (t) = cosφ S Σε n (-1) n cos2n (2πf m (t- (τ / 2)) J 2n (x) -sinφ S · 2Σ (-1) n cos (2n + 1) (2πf m ( t- (τ / 2)) J 2n + 1 (x) (4) ε = 1 (n = 0); ε = 2 (n ≧ 1), ε is from n = 0 to infinity x = 2φ m sin πf m τ where J i is the i-th order Bessel function of the first kind (4)
From the equation, it can be seen that sinφ S can be detected as an odd multiple frequency component of the modulation signal from the intensity vibration of the interference light. Thus, it is the phase modulation type optical fiber gyro that obtains the sensitivity at φ S ≈0, but normally, the fundamental wave component (n = 0) of the output of the light receiver 21 is synchronously detected as described above. .

【0007】さて特殊な例外を除いて光ファイバが伝送
する光のモードは通常単一ではなく、いわゆるシングル
モード光ファイバと呼ばれている光ファイバにおいても
HE 11 x ,HE11 y なる2つの直交する直線偏波モード
が縮退している。この縮退は応力等の作用で容易に解
け、偏波モード分散を生じる。しかもこれら分散したモ
ード間では応力攪乱等によりモード結合がしばしば起こ
る。これらの誤差要因を排除するため通常、光ファイバ
ループ17に接続する光分岐手段、つまり光ファイバカ
プラ14の前段に、モードフィルタとして直線偏光子1
3を挿入する。しかし、偏光子13の性能すなわち消光
比が現実のデバイスにおいて有限の値をもつため、光フ
ァイバジャイロとして十分な分解能を得るために通常次
の2つのいずれかの方法が取られる。すなわち第1の方
法は光ファイバループ17に偏波維持光ファイバを使用
して偏波モード間のモード結合を阻止する方法であり、
第2の方法は偏光解離手段、図4Aでは偏波維持光ファ
イバ15,16によって偏波モード間の光の振動の相関
をなくす方法である。上記モード分散による光ファイバ
ジャイロの誤差は位相差相当で次式で表わせる。
Optical fibers are transmitted with special exceptions.
The light mode is usually not single, but so-called single
Even in optical fiber called mode optical fiber
HE 11 x, HE11 yTwo orthogonal linear polarization modes
Is degenerate. This degeneracy is easily solved by the action of stress.
However, polarization mode dispersion occurs. Moreover, these dispersed models
Mode coupling often occurs due to stress disturbance.
It Optical fiber is usually used to eliminate these error factors.
Optical branching means connected to the loop 17, that is, an optical fiber cable
In front of the plastic 14, a linear polarizer 1 is used as a mode filter.
Insert 3. However, the performance of the polarizer 13, that is, the extinction
Since the ratio has a finite value in a real device, the optical
In order to obtain sufficient resolution as a gyro,
One of two methods is adopted. That is, the first one
The method uses a polarization maintaining optical fiber for the optical fiber loop 17.
To prevent mode coupling between polarization modes,
The second method is polarization dissociation means, and in FIG.
Correlation of vibration of light between polarization modes by aver 15 and 16
Is a way to eliminate. Optical fiber with the above mode dispersion
The gyro error is equivalent to the phase difference and can be expressed by the following equation.

【0008】 Δφ<εγ(|Ey |/|Ex |)(|αxy|+|αyx|)/|αxx| (5) ここにεは偏光子13の消光比、γは偏波モード伝搬光
間の相関、Ex ,Eyは入射光の偏波主軸、複軸成分の
各振幅であり、αxx,αxy等は光ファイバループ17中
の各偏波モード間の振幅伝達係数、またεは十分小さい
としている。ここで前記第1の方法は(|αxy|+|α
yx|)/|αxx|を0とし、第2の方法はγを0とする
ものであり、前者を偏光系の、後者を非偏光系の光ファ
イバジャイロと呼ぶ。
Δφ <εγ (| E y | / | E x |) (| α xy | + | α yx |) / | α xx | (5) where ε is the extinction ratio of the polarizer 13 and γ is the polarization Correlations between wave mode propagating lights, E x and E y are amplitudes of polarization main axis and multi-axis component of incident light, and α xx and α xy are amplitudes between polarization modes in the optical fiber loop 17. It is assumed that the transfer coefficient and ε are sufficiently small. Here, the first method is (| α xy | + | α
yx |) / | α xx | is 0, and the second method is to set γ to 0. The former is called a polarization system and the latter is called a non-polarization optical fiber gyro.

【0009】偏光解離は、特に直線偏光を対象とする場
合、先に述べたように比較的簡単に実現する。偏波維持
光ファイバなどの複屈折性媒質に、直線偏光を偏光方向
が複屈折軸に対し45°の方位で入射させると、伝搬距
離が大になるに従って両成分間の相関が減少し、偏光は
解離してゆく。このさい複屈折性伝送路が、偏波モード
間の光学距離差について光の可干渉距離に比べ十分な大
きさを有するだけの長さをもてばよい。
The polarization dissociation is relatively easy to realize as described above, particularly when linearly polarized light is targeted. When linearly polarized light is incident on a birefringent medium such as a polarization-maintaining optical fiber at an angle of 45 ° with respect to the birefringence axis, the correlation between the two components decreases as the propagation distance increases, and Dissociates. In this case, the birefringent transmission line should be long enough to have a sufficient optical distance difference between the polarization modes as compared with the coherence length of light.

【0010】以上光ファイバジャイロ中の、位相変調方
式における非偏光系光ファイバジャイロについて、また
偏光解離手段について述べた。なお光位相変調器18と
しては光学結晶における電気光学効果を用いたものなど
もあるが、より簡便で多く用いられるものは、図2Bに
示すように円筒形の電歪振動子18aに偏波維持光ファ
イバ18bを巻回し、その光ファイバを伸縮させるもの
である。また直線偏光子13としては、副軸偏波モード
について曲げ損失の大きい特性を持つ偏波維持光ファイ
バを、十分な小径に巻回して構成するものが代表的であ
る。
The non-polarization type optical fiber gyro in the phase modulation system among the optical fiber gyros and the polarization dissociation means have been described above. As the optical phase modulator 18, there is a type that uses the electro-optic effect in an optical crystal, but a simpler and more widely used type is a cylindrical electrostrictive oscillator 18a that maintains polarization as shown in FIG. 2B. The optical fiber 18b is wound and the optical fiber is expanded and contracted. The linear polarizer 13 is typically formed by winding a polarization-maintaining optical fiber having a large bending loss in the sub-axis polarization mode and winding the fiber with a sufficiently small diameter.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように位相
変調方式光ファイバジャイロでは、受光器21に到達す
る光の光量の変調同期交流成分として、回転角速度起因
のサニヤック位相差を検出するものである。そこでそれ
以外の原因から受光器到達光量に変調同期交流成分が生
じることがあるとすれば、これはサニヤック位相差と分
離されないためジャイロのバイアス誤差となる。特に両
回り光の合波として干渉光を形成することによってでは
なく、すでに片回り光の段階でその伝送光量に位相変調
同期の振動変動が生じている場合、それによるジャイロ
誤差を光強度変調性バイアスと呼ぶ。かかる光強度変調
を生起する原因は、一つではないが、前述のような構成
の非偏光系の位相変調方式光ファイバジャイロにおいて
重要なのは、前記光位相変調器18で誘起する変調同期
光偏波状態変動である。以下これについて述べる。
As described above, in the phase modulation type optical fiber gyro, the Sagnac phase difference due to the rotational angular velocity is detected as the modulation synchronous AC component of the light quantity of the light reaching the light receiver 21. is there. If there is a case where a modulation-synchronized AC component is generated in the amount of light reaching the light receiver due to other reasons, this is a bias error of the gyro because it is not separated from the Sagnac phase difference. In particular, not by forming interference light as a combination of double-sided light, but when the fluctuation of oscillation due to phase modulation synchronization has already occurred in the amount of transmitted light at the stage of single-sided light, the gyro error caused by the change in light intensity can be modulated. Called bias. Although there is no single cause for causing such light intensity modulation, what is important in the non-polarization type phase modulation type optical fiber gyro having the above-mentioned configuration is the modulation synchronous optical polarization induced by the optical phase modulator 18. It is a state change. This will be described below.

【0012】現実のデバイスとしての光ファイバ偏光子
13の消光比は〜20dB程度を典型とし、副軸偏波モ
ードが理想の如く消光しているわけではない。現実のデ
バイスとしての光ファイバカプラ14は、偏波維持性で
あっても若干のクロストーク即ち直交偏波モード間の結
合を有する。現実の光ファイバジャイロ製造過程で実行
される光ファイバの融着等による接続で、偏波維持性の
光ファイバについて偏波軸合せの方位誤差を完全になく
すことはできない。このような事情から例えば図4Aに
おける左回り光の伝送について、光源11から偏光子1
3、光ファイバカプラ14を経て光位相変調器18を通
過する光は零でない振幅をもつ偏波副軸励振があり、こ
の成分につき主軸とは相異なる変調振幅の光位相変調が
効果している。この場合主軸の光と副軸の光との相対的
な位相差が位相変調器18の駆動に同期して交流的に振
動することになる。
The extinction ratio of the optical fiber polarizer 13 as an actual device is typically about 20 dB, and the sub-axis polarization mode does not extinct as ideal. The optical fiber coupler 14 as an actual device has some crosstalk, that is, coupling between orthogonal polarization modes even if it is polarization maintaining. In the actual optical fiber gyro manufacturing process, it is impossible to completely eliminate the azimuth error of polarization axis alignment in the polarization maintaining optical fiber by splicing the optical fibers. Under these circumstances, for example, for transmission of counterclockwise light in FIG.
3. The light passing through the optical phase modulator 18 via the optical fiber coupler 14 has a polarization sub-axis excitation having a non-zero amplitude, and the optical phase modulation of a modulation amplitude different from that of the main axis is effective for this component. . In this case, the relative phase difference between the light on the main axis and the light on the sub axis oscillates in an alternating current in synchronization with the driving of the phase modulator 18.

【0013】一方、非偏光系の光ファイバルジャイロに
おいては、光ファイバループ17を伝搬した光は完全に
偏光解離していることを建前とするが、偏光子13の消
光不足、光ファイバカプラ14のクロストーク、偏光解
離用の偏波維持光ファイバ15,16の45°接続角度
誤差、その他偏波維持光ファイバの接続箇所での複屈折
軸の接続角度誤差、光源11のスペクトラムに起因する
光可干渉性減衰特性の不単調等の現実の制約から、光フ
ァイバループ17を伝搬した光が零でない偏光度を有
し、わずかな部分偏光成分を持つことが避けられない。
かかる微少な部分偏光成分が、前記の光位相変調器18
の動作に起因し、これに同期してその偏波状態を変動さ
せることがあり、この位相変調と同期した偏波状態変動
がある光を、複屈折軸方位に対し角度差をもつ偏光子1
3を介して受光した場合、受光器21に到達する光は位
相変調と同期した強度変調が現われることになる。
On the other hand, in the non-polarization type optical fiber regyro, it is assumed that the light propagating through the optical fiber loop 17 is completely polarization-dissociated, but the extinction of the polarizer 13 is insufficient, and the optical fiber coupler 14 is used. Crosstalk, a 45 ° connection angle error between polarization maintaining optical fibers 15 and 16 for polarization dissociation, a connection angle error between birefringence axes at other polarization maintaining optical fiber connection points, and light caused by the spectrum of the light source 11. Due to practical constraints such as non-monotonic coherence attenuation characteristics, it is inevitable that the light propagating through the optical fiber loop 17 has a non-zero degree of polarization and a slight partial polarization component.
Such a minute partial polarization component is the above-mentioned optical phase modulator 18
The polarization state may be changed in synchronism with the operation described above, and light having a polarization state change synchronized with this phase modulation is used for the polarizer 1 having an angle difference with respect to the birefringence axis direction.
When light is received via 3, the light reaching the light receiver 21 undergoes intensity modulation in synchronization with phase modulation.

【0014】上記の事情をごく一般的に記述すると、か
かる偏波状態変動にあずかる成分を規定する相関性のあ
る直交直線偏波成分をEx ,Ey 両者の位相差をδφと
書くと、この部分偏光の光が方位θを有する偏光子を透
過した光の強度Iθは次式で表わせる。 Iθ=Ix +Iy +2√Ix y cosδφ (6) Ix =|Ex 2 cos2 θ,Iy =|Ey 2 sin2 θ 位相差δφが光位相変調器18の動作により δφ=δφO (t)+δφm sin(2πfm t) (7) と変動すると、Iθは(8)式となる。
To describe the above situation very generally, if the orthogonal linearly polarized wave component having correlation and defining the component involved in such polarization state fluctuation is written as E x and E y , the phase difference between them is expressed as δφ. The intensity Iθ of the partially polarized light transmitted through the polarizer having the azimuth θ can be expressed by the following equation. I θ = I x + I y + 2√I x I y cos δφ (6) I x = | E x | 2 cos 2 θ, I y = | E y | 2 sin 2 θ The phase difference δφ is the operation of the optical phase modulator 18. Therefore, when it changes to δφ = δφ O (t) + δφ m sin (2πf m t) (7), Iθ becomes the equation (8).

【0015】 Iθ=Ix +Iy +2√Ix y 〔cosδφO (t)Σεn cos2n(2πfm t )・J2n(δφm )−sinδφO (t)・2Σsin(2n+1) (2πfm t)・J2n+1(δφm )〕 ε=1(n=0);ε=2(n≧1) (8) Σはn=0から無限大まで、つまり、Iθには位相変調
の基本波と同期した成分を有し、その強度Iθ′は Iθ′=2|Ex ||Ey |sin2θ・sinδφO (t)J1 (δφm ) (9) となる。
Iθ = I x + I y + 2√I x I y [cos δφ O (t) Σε n cos2n (2πf m t) · J 2n (δφ m ) −sin δφ O (t) · 2Σsin (2n + 1) (2πf m t) · J 2n + 1 (δφ m )] ε = 1 (n = 0); ε = 2 (n ≧ 1) (8) Σ is from n = 0 to infinity, that is, Iθ is a phase modulation It has a component synchronized with the fundamental wave, and its intensity Iθ ′ is Iθ ′ = 2 | E x || E y | sin2θ · sin δφ O (t) J 1 (δφ m ) (9).

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】この発明によれば非偏光
系位相変調方式光ファイバジャイロにおいて、光位相変
調器は電歪振動子に偏波維持光ファイバが巻回され、か
つその偏波維持光ファイバは同一長さの第1、第2偏波
維持光ファイバが、光偏波軸に関して互いに直交した方
位で接続されて構成されている。請求項2の発明では第
1、第2偏波維持光ファイバの接続箇所は電歪振動子か
ら離されている。
According to the present invention, in a non-polarization phase modulation type optical fiber gyro, an optical phase modulator has a polarization maintaining optical fiber wound around an electrostrictive oscillator, and the polarization maintaining optical fiber is maintained. The optical fiber is configured by connecting first and second polarization-maintaining optical fibers having the same length in directions orthogonal to each other with respect to the optical polarization axis. In the invention of claim 2, the connection point of the first and second polarization maintaining optical fibers is separated from the electrostrictive oscillator.

【0017】[0017]

【実施例】この発明の実施例は、全体の構成は例えば図
2Aに示したものと同様であるが、この発明では光位相
変調器18は図1Aに示すように、円筒状電歪振動子1
8aに巻回されている偏波維持光ファイバ18bは第
1、第2偏波維持光ファイバ18b1 ,18b2 よりな
り、これら第1、第2偏波維持光ファイバ18b1 ,1
8b2 はその電歪振動子18aに巻回されている部分の
長さは同一であり、かつその光偏波軸に関して互いに直
交した方位で接続される。つまり例えば図1Bに第1、
第2偏波維持光ファイバ18b1 ,18b2 がそれぞれ
2本のコア25,26が断面円形クラド27の軸心に対
して対称に設けられた同一特性のものであり、そのコア
25,26をつらねる方向28が互いに直交するように
第1、第2偏波維持光ファイバ18b1 ,18b2 の端
面が対接接合される。
The embodiment of the present invention has the same overall structure as that shown in FIG. 2A, but in the present invention, the optical phase modulator 18 has a cylindrical electrostrictive oscillator as shown in FIG. 1A. 1
Polarization maintaining fiber 18b is first being wound in 8a, second polarization maintaining optical fiber 18b 1, consists 18b 2, these first, second polarization maintaining optical fiber 18b 1, 1
8b 2 has the same length of the portion wound around the electrostrictive oscillator 18a, and is connected in the directions orthogonal to each other with respect to the optical polarization axis. That is, for example, in FIG.
The second polarization-maintaining optical fibers 18b 1 and 18b 2 have the same characteristics in that two cores 25 and 26 are provided symmetrically with respect to the axial center of the circular clad 27 in cross section, and the cores 25 and 26 are The end faces of the first and second polarization-maintaining optical fibers 18b 1 and 18b 2 are butt-joined so that the winding directions 28 are orthogonal to each other.

【0018】この第1、第2偏波維持光ファイバ18b
1 ,18b2 の接続箇所29は図1Cに示すように電歪
振動子18aから離されて、電歪振動子18aが駆動さ
れて、その半径が伸縮されても、接続箇所29が機械的
影響を受け、損傷しないようにするとよい。この構成に
よれば、光位相変調器18の偏波維持光ファイバ18b
1 ,18b 2 において、それぞれ2つの直交偏波モード
の光学距離差による光位相差の直流分δφO (t)1
δφO (t)2 とが大きさが等しくて互いに逆極性とな
る。よって前記(9)式におけるδφO (t)はゼロと
なり、同期検波器22の出力中の位相変調にもとづく強
度変調成分がゼロになり、バイアス誤差がなくなる。
The first and second polarization maintaining optical fibers 18b
1, 18b2The connecting point 29 of is electrostrictive as shown in FIG. 1C.
The electrostrictive vibrator 18a is driven away from the vibrator 18a.
Even if the radius is expanded or contracted, the connection point 29 is mechanical.
You should not be affected and damaged. In this configuration
According to this, the polarization maintaining optical fiber 18b of the optical phase modulator 18
1, 18b 2Two orthogonal polarization modes at
DC component δφ of optical phase difference due to optical distance differenceO(T)1When
δφO(T)2And have the same magnitude and opposite polarities
It Therefore, δφ in equation (9) aboveO(T) is zero
Therefore, the strength based on the phase modulation during the output of the synchronous detector 22 becomes
The degree modulation component becomes zero, and the bias error is eliminated.

【0019】光ファイバカプラ14を偏波維持ファイバ
で構成し、これが光位相変調器18の偏波維持光ファイ
バに接続される場合は、光偏波にかかわらず所期の安定
した動作が得られる。上述において、偏波維持光ファイ
バ15,16の一方を省略してもよい、また偏光解離手
段は他のものを用いてもよい。光ファイバループ17と
しては安価なシングルモード光ファイバが好ましい。第
1、第2偏波維持光ファイバ18b1,18b2 はそれ
ぞれ1本に限らずその一方又は両方が複数本でもよい
が、それぞれの長さの和が互いに等しければよい。
When the optical fiber coupler 14 is composed of a polarization maintaining fiber and is connected to the polarization maintaining optical fiber of the optical phase modulator 18, desired stable operation can be obtained regardless of the optical polarization. . In the above description, one of the polarization maintaining optical fibers 15 and 16 may be omitted, and the other polarization dissociation means may be used. As the optical fiber loop 17, an inexpensive single mode optical fiber is preferable. The first and second polarization-maintaining optical fibers 18b 1 and 18b 2 are not limited to one, and one or both of them may be plural, but the sum of their lengths may be equal to each other.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、光
位相変調器18の偏波維持光ファイバを第1、第2のも
のとして構成し、これらを同一長さとし、かつ同一特性
とし、その接続を、偏光方向が互いに直交するようにし
ているため、位相変調により、2つの直交偏波モードの
間に生じる位相差が、第1、第2偏波維持光ファイバ1
8b1 ,18b2 で同一大きさで、逆極性となり互いに
打消されて、強度変調成分がゼロとなり、ジャイロ出力
のバイアス誤差もゼロとなる。
As described above, according to the present invention, the polarization maintaining optical fibers of the optical phase modulator 18 are configured as the first and second optical fibers, and have the same length and the same characteristics. Since the connection is made so that the polarization directions are orthogonal to each other, the phase difference caused by the phase modulation between the two orthogonal polarization modes causes the first and second polarization-maintaining optical fibers 1.
8b 1, at 18b 2 the same size, are canceled each other become opposite polarity, intensity modulation component becomes zero, the bias error is also zero gyro output.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】Aはこの発明の要部である光位相変調器の実施
例を示す斜視図、Bはその第1、第2偏波維持光ファイ
バ18b1 ,18b2 の接続状態を示す図、Cは光位相
変調器の他の例を示す斜視図である。
FIG. 1A is a perspective view showing an embodiment of an optical phase modulator which is a main part of the present invention, and B is a view showing a connection state of the first and second polarization maintaining optical fibers 18b 1 and 18b 2 . C is a perspective view showing another example of the optical phase modulator.

【図2】Aは従来の位相変調方式非偏光系光ファイバジ
ャイロを示すブロック図、Bはその光位相変調器18を
示す斜視図である。
2A is a block diagram showing a conventional phase modulation type non-polarization type optical fiber gyro, and FIG. 2B is a perspective view showing an optical phase modulator 18 thereof.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源からの光が分岐結合手段により2分
されて光ファイバループの両端に右回り光及び左回り光
として入射され、 上記光ファイバループの少くとも一端と上記分岐結合手
段との間に、偏光解離手段が挿入されて、上記右回り光
及び左回り光の少くとも一方は十分偏光度の低い光とさ
れ、 上記光ファイバループの一端と、上記分岐結合手段との
間に、電歪振動子に偏波維持光ファイバを巻回した光位
相変調器が直列に挿入されて、上記右回り光、左回り光
が位相変調され、 上記光ファイバループを伝搬した上記右回り光及び左回
り光が上記分岐結合手段で合波した干渉光が受光器で電
気信号に変換され、 その電気信号が上記光位相変調器の変調信号で同期検波
してジャイロ出力を得る光ファイバジャイロにおいて、 上記光位相変調器の偏波維持光ファイバは、光偏波軸に
関して互いに直交した方位で接続された同一長さの第
1、第2偏波維持光ファイバよりなることを特徴とする
光ファイバジャイロ。
1. Light from a light source is split into two by a branch coupling means and is made incident on both ends of an optical fiber loop as clockwise light and counterclockwise light, and at least one end of the optical fiber loop and the branch coupling means. In the meanwhile, a polarization dissociation means is inserted, and at least one of the right-handed light and the left-handed light is light having a sufficiently low degree of polarization, and between one end of the optical fiber loop and the branch coupling means, An optical phase modulator in which a polarization maintaining optical fiber is wound around an electrostrictive oscillator is inserted in series, the right-handed light and the left-handed light are phase-modulated, and the right-handed light propagated through the optical fiber loop and In the optical fiber gyro, the counterclockwise light is converted into an electric signal by the light receiver in the form of interference light combined by the branch coupling means, and the electric signal is synchronously detected by the modulation signal of the optical phase modulator to obtain a gyro output, Optical phase above The polarization maintaining fiber modulator, first the same length which are connected with the orientation orthogonal to each other with respect to the optical polarization axis, the optical fiber gyro characterized by made of the second polarization maintaining optical fiber.
【請求項2】 上記第1、第2偏波維持光ファイバの接
続箇所は上記電歪振動子から離されていることを特徴と
する請求項1記載の光ファイバジャイロ。
2. The optical fiber gyro according to claim 1, wherein a connection point of the first and second polarization maintaining optical fibers is separated from the electrostrictive oscillator.
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