JPH1144544A - 位相変調方式光ファイバジャイロ - Google Patents
位相変調方式光ファイバジャイロInfo
- Publication number
- JPH1144544A JPH1144544A JP9203285A JP20328597A JPH1144544A JP H1144544 A JPH1144544 A JP H1144544A JP 9203285 A JP9203285 A JP 9203285A JP 20328597 A JP20328597 A JP 20328597A JP H1144544 A JPH1144544 A JP H1144544A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- optical
- sensing coil
- phase modulation
- modulation type
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光位相変調器と光ファイバセンシングコイル
とを一体化した構造において、作業工数を低減すると共
にセンシングコイルの巻き乱れを防止する。 【解決手段】 ピエゾ素子より成るボビン１５に第１光
ファイバ１６を所定回数巻線して光位相変調器１４を構
成する。緩衝用外被を有し、第１光ファイバ１６の端末
に融着接続された太径の第２光ファイバ１８がボビン１
５に連続して所定回数巻線され、それら第１，第２光フ
ァイバによって光ファイバセンシングコイル８が構成さ
れる。第２光ファイバ１８は第１光ファイバ１６の外層
に緩衝用外被を設けて作ることができる。第１，第２光
ファイバのコア同士及びクラッド同士がそれぞれ同径と
され、例えば第１光ファイバの外径が１００〜２００μ
m ，第２光ファイバの外径が４００〜６００μm に設定
される。
とを一体化した構造において、作業工数を低減すると共
にセンシングコイルの巻き乱れを防止する。 【解決手段】 ピエゾ素子より成るボビン１５に第１光
ファイバ１６を所定回数巻線して光位相変調器１４を構
成する。緩衝用外被を有し、第１光ファイバ１６の端末
に融着接続された太径の第２光ファイバ１８がボビン１
５に連続して所定回数巻線され、それら第１，第２光フ
ァイバによって光ファイバセンシングコイル８が構成さ
れる。第２光ファイバ１８は第１光ファイバ１６の外層
に緩衝用外被を設けて作ることができる。第１，第２光
ファイバのコア同士及びクラッド同士がそれぞれ同径と
され、例えば第１光ファイバの外径が１００〜２００μ
m ，第２光ファイバの外径が４００〜６００μm に設定
される。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は位相変調方式光フ
ァイバジャイロに関し、特に位相変調器とセンシングコ
イルとを共通のボビンに巻いて小型化したものである。
ァイバジャイロに関し、特に位相変調器とセンシングコ
イルとを共通のボビンに巻いて小型化したものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の位相変調方式光ファイバジャイロ
を図３を参照して略説する。偏波維持性の第１光ファイ
バカプラ３及びｘ偏波を選択し、不要なｙ偏波を消光す
る偏光子５を敷設した光ファイバ２の一端が光源１に接
続され、光ファイバ２の他端が偏波維持性の第２光ファ
イバカプラ７の入力ポートに接続される。ｘ偏光は光フ
ァイバカプラ７で２分され、偏波維持性の光ファイバセ
ンシングコイル（以下単にセンシングコイルと言う）８
を互いに反対方向に周回する。すなわち、このセンシグ
コイル８中ではｘ偏波モードのみが励振されている。両
周回光は第２光ファイバカプラ７で再び合波し、干渉し
て光ファイバ２のｘモードを帰還し、第１光ファイバカ
プラ３を介して受光器１０に到る。
を図３を参照して略説する。偏波維持性の第１光ファイ
バカプラ３及びｘ偏波を選択し、不要なｙ偏波を消光す
る偏光子５を敷設した光ファイバ２の一端が光源１に接
続され、光ファイバ２の他端が偏波維持性の第２光ファ
イバカプラ７の入力ポートに接続される。ｘ偏光は光フ
ァイバカプラ７で２分され、偏波維持性の光ファイバセ
ンシングコイル（以下単にセンシングコイルと言う）８
を互いに反対方向に周回する。すなわち、このセンシグ
コイル８中ではｘ偏波モードのみが励振されている。両
周回光は第２光ファイバカプラ７で再び合波し、干渉し
て光ファイバ２のｘモードを帰還し、第１光ファイバカ
プラ３を介して受光器１０に到る。
【０００３】ここで、センシングコイル８にコイルを貫
く軸まわりの角速度運動があると、第２光ファイバカプ
ラ７で合波されるセンシングコイル８の両周回光にサニ
ャック効果による位相差 Φs ＝（４πｒＬ／ｃλ）Ω ……… （１） を生じる。そこで受光器１０で検出される干渉光の強度
変動によって入力角速度Ωを知り得る。ここにｒとＬが
センシングコイル８のそれぞれ半径と全長、ｃとλがそ
れぞれ真空中の光速度と光波長である。
く軸まわりの角速度運動があると、第２光ファイバカプ
ラ７で合波されるセンシングコイル８の両周回光にサニ
ャック効果による位相差 Φs ＝（４πｒＬ／ｃλ）Ω ……… （１） を生じる。そこで受光器１０で検出される干渉光の強度
変動によって入力角速度Ωを知り得る。ここにｒとＬが
センシングコイル８のそれぞれ半径と全長、ｃとλがそ
れぞれ真空中の光速度と光波長である。
【０００４】実際の角速度計測には受光器到達光の直接
的なモニタでなく、位相変調法が行われる。最も単純に
はループ端点に敷設した光位相変調器１４を十分な振動
数で駆動し、両周回光がこれを通過する時間差によって
合波光に振動位相差を作り、干渉光出力の当該振動成分
を同期検波器１１で検波する。これによって入力角速度
の零点近傍に最大感度を作り、その極性と大きさを知る
ことができる。
的なモニタでなく、位相変調法が行われる。最も単純に
はループ端点に敷設した光位相変調器１４を十分な振動
数で駆動し、両周回光がこれを通過する時間差によって
合波光に振動位相差を作り、干渉光出力の当該振動成分
を同期検波器１１で検波する。これによって入力角速度
の零点近傍に最大感度を作り、その極性と大きさを知る
ことができる。
【０００５】従来、位相変調器１４は図４に示すように
ピエゾ素子より成るボビン１４ａに光ファイバ１４ｂを
巻いたものであり、センシングコイル８と別体の部品で
あった。最近この位相変調器１４とセンシングコイル８
とを一体化させて小型化を図ったものが提案されてい
る。すなわち、図５に示すように、ピエゾ素子より成る
ボビン１５に光ファイバ１６を所定巻数Ｎａ巻いて光位
相変調器１４を構成し、その外層にスポンジ等の緩衝層
１７を巻き、その上に光ファイバ１６より延長された光
ファイバ１８を連続してＮｂ回巻線し、これらの光ファ
イバ１６，１８によって図３のセンシングコイル８を構
成している。緩衝層１７はピエゾ素子で作られたボビン
１５の振動応力を光ファイバ１６のみに伝えることによ
り位相変調器として動作するようにしている。もし緩衝
層１７が無ければ、光位相変調器１４の光ファイバの巻
数はＮａ＋Ｎｂとなり、変調器としての特性が変化し、
使用できなくなってしまう。
ピエゾ素子より成るボビン１４ａに光ファイバ１４ｂを
巻いたものであり、センシングコイル８と別体の部品で
あった。最近この位相変調器１４とセンシングコイル８
とを一体化させて小型化を図ったものが提案されてい
る。すなわち、図５に示すように、ピエゾ素子より成る
ボビン１５に光ファイバ１６を所定巻数Ｎａ巻いて光位
相変調器１４を構成し、その外層にスポンジ等の緩衝層
１７を巻き、その上に光ファイバ１６より延長された光
ファイバ１８を連続してＮｂ回巻線し、これらの光ファ
イバ１６，１８によって図３のセンシングコイル８を構
成している。緩衝層１７はピエゾ素子で作られたボビン
１５の振動応力を光ファイバ１６のみに伝えることによ
り位相変調器として動作するようにしている。もし緩衝
層１７が無ければ、光位相変調器１４の光ファイバの巻
数はＮａ＋Ｎｂとなり、変調器としての特性が変化し、
使用できなくなってしまう。
【０００６】なお、ピエゾ素子より成るボビンは搬送波
発振器１３で励振されて機械的振動が与えられている。
発振器１３で励振されて機械的振動が与えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】位相変調方式光ファイ
バジャイロにおいて、センシングコイル８と光位相変調
器１４とを、ピエゾ素子より成る共通のボビンを用い
て、光位相変調器用光ファイバをＮａ回巻き、その上に
緩衝層１７を設け、その上に光ファイバをＮｂ＝Ｎ−Ｎ
ａ回巻いて一体化させたものが提案されている。ところ
が、スポンジ等の緩衝層１７を層間に巻いて固定する作
業は自動化が難しく、かなりの手間がかかり、作業工数
が増大し、コストアップとなる欠点があった。
バジャイロにおいて、センシングコイル８と光位相変調
器１４とを、ピエゾ素子より成る共通のボビンを用い
て、光位相変調器用光ファイバをＮａ回巻き、その上に
緩衝層１７を設け、その上に光ファイバをＮｂ＝Ｎ−Ｎ
ａ回巻いて一体化させたものが提案されている。ところ
が、スポンジ等の緩衝層１７を層間に巻いて固定する作
業は自動化が難しく、かなりの手間がかかり、作業工数
が増大し、コストアップとなる欠点があった。
【０００８】また、スポンジ等の緩衝層１７は軟らかい
ので、その上に光ファイバを整列させて巻くことが困難
となり、巻き乱れが生じ、光ファイバジャイロの性能を
低下させる恐れがあった。この発明は、これら従来の問
題を解決して、作業工数及びコストが増加せず、またセ
ンシングコイルに巻き乱れの生ずる恐れのない位相変調
器とセンシングコイルを一体化した光ファイバジャイロ
を提供することを目的としている。
ので、その上に光ファイバを整列させて巻くことが困難
となり、巻き乱れが生じ、光ファイバジャイロの性能を
低下させる恐れがあった。この発明は、これら従来の問
題を解決して、作業工数及びコストが増加せず、またセ
ンシングコイルに巻き乱れの生ずる恐れのない位相変調
器とセンシングコイルを一体化した光ファイバジャイロ
を提供することを目的としている。
【０００９】
（１）この発明は、光位相変調器と光ファイバセンシン
グコイルとを一体化した構造をもつ位相変調方式光ファ
イバジャイロに関する。請求項１では特に、ピエゾ素子
より成るボビンに第１光ファイバが所定回数巻線されて
光位相変調器が構成される。更に、緩衝用外被を有し、
第１光ファイバの端末に融着接続された太径の第２光フ
ァイバが前記ポビンに連続して所定回数巻線され、それ
ら第１，第２光ファイバによって光ファイバセンシング
コイルが構成される。
グコイルとを一体化した構造をもつ位相変調方式光ファ
イバジャイロに関する。請求項１では特に、ピエゾ素子
より成るボビンに第１光ファイバが所定回数巻線されて
光位相変調器が構成される。更に、緩衝用外被を有し、
第１光ファイバの端末に融着接続された太径の第２光フ
ァイバが前記ポビンに連続して所定回数巻線され、それ
ら第１，第２光ファイバによって光ファイバセンシング
コイルが構成される。
【００１０】（２）請求項２の発明では、第２光ファイ
バは第１光ファイバの外層に緩衝用外被を設けて構成さ
れる。 （３）請求項３の発明は、第１，第２光ファイバのコア
同士及びクラッド同士が同径とされ、第１光ファイバの
外径が１００〜２００μm ，第２光ファイバの外径が４
００〜６００μm にそれぞれ設定される。
バは第１光ファイバの外層に緩衝用外被を設けて構成さ
れる。 （３）請求項３の発明は、第１，第２光ファイバのコア
同士及びクラッド同士が同径とされ、第１光ファイバの
外径が１００〜２００μm ，第２光ファイバの外径が４
００〜６００μm にそれぞれ設定される。
【００１１】
【発明の実施の形態】この発明では、図１に示すように
ピエゾ素子より成るボビン１５に第１光ファイバ１６を
所定回数（Ｎａ）巻線して光位相変調器を構成する。こ
こまでは従来の図５の例と同様である。しかし、従来の
ような緩衝層１７を用いないで、第１光ファイバ１６の
端末に融着接続され、緩衝用外被を有する太径の第２光
ファイバ１８をボビン１５に連続して所定回数（Ｎｂ）
巻線し、これらの第１光ファイバ１６と第２光ファイバ
１８とによりセンシングコイル８を構成する。
ピエゾ素子より成るボビン１５に第１光ファイバ１６を
所定回数（Ｎａ）巻線して光位相変調器を構成する。こ
こまでは従来の図５の例と同様である。しかし、従来の
ような緩衝層１７を用いないで、第１光ファイバ１６の
端末に融着接続され、緩衝用外被を有する太径の第２光
ファイバ１８をボビン１５に連続して所定回数（Ｎｂ）
巻線し、これらの第１光ファイバ１６と第２光ファイバ
１８とによりセンシングコイル８を構成する。
【００１２】図２に示すように、第１光ファイバ１６は
例えば外径約５μm のコア１６ａの周りに外径約８０μ
m のクラッド１６ｂが設けられ、その周りに外径約１２
５μm または１５０μm のボリウレタン被覆１６ｃが設
けられる。第２光ファイバ１８は例えば第１光ファイバ
１６と同様に構成し、そのボリウレタン被覆に更に外径
約５００μm の緩衝用外被１８ｄを設けている。第１，
第２光ファイバ１６，１８のコア同士及びクラッド同士
がそれぞれ同径であるので、融着接続するのが容易とな
る。
例えば外径約５μm のコア１６ａの周りに外径約８０μ
m のクラッド１６ｂが設けられ、その周りに外径約１２
５μm または１５０μm のボリウレタン被覆１６ｃが設
けられる。第２光ファイバ１８は例えば第１光ファイバ
１６と同様に構成し、そのボリウレタン被覆に更に外径
約５００μm の緩衝用外被１８ｄを設けている。第１，
第２光ファイバ１６，１８のコア同士及びクラッド同士
がそれぞれ同径であるので、融着接続するのが容易とな
る。
【００１３】第１光ファイバ１６としては外径をあまり
細くすると強度が低下するので、１００〜２００μm に
選ぶのが望ましい。また、第２光ファイバ１８はその外
径をあまり細くすると緩衝用外被が薄くなり、緩衝効果
が小さくなり、またあまり太くするとセンシングコイル
が大型になるので、４００μm 〜６００μm の範囲に選
ぶのが望ましい。
細くすると強度が低下するので、１００〜２００μm に
選ぶのが望ましい。また、第２光ファイバ１８はその外
径をあまり細くすると緩衝用外被が薄くなり、緩衝効果
が小さくなり、またあまり太くするとセンシングコイル
が大型になるので、４００μm 〜６００μm の範囲に選
ぶのが望ましい。
【００１４】第１光ファイバ１６をボビン１５に巻線し
てから、その端末に第２光ファイバ１８を融着接続する
と、接続作業がやりにくく、時間も掛かるので、巻線す
る前に予め両者を融着接続しておくのが望ましい。
てから、その端末に第２光ファイバ１８を融着接続する
と、接続作業がやりにくく、時間も掛かるので、巻線す
る前に予め両者を融着接続しておくのが望ましい。
【００１５】
【発明の効果】 従来の光ファイバジャイロでは、第１光ファイバ１
６を巻いたコイルと第２光ファイバ１８を巻いたコイル
との間に緩衝層１７を設けていたが、この発明の光ファ
イバジャイロでは、緩衝層を設けず、第２光ファイバ１
８に緩衝用外被を設けた太径のファイバを用いるように
したので、予め融着接続しておくこともできる第１，第
２光ファイバ１６，１８をボビン１５に連続して巻線す
ることができる。従って、巻線の作業工数を従来より大
幅に縮減して、コストを下げることができる。
６を巻いたコイルと第２光ファイバ１８を巻いたコイル
との間に緩衝層１７を設けていたが、この発明の光ファ
イバジャイロでは、緩衝層を設けず、第２光ファイバ１
８に緩衝用外被を設けた太径のファイバを用いるように
したので、予め融着接続しておくこともできる第１，第
２光ファイバ１６，１８をボビン１５に連続して巻線す
ることができる。従って、巻線の作業工数を従来より大
幅に縮減して、コストを下げることができる。
【００１６】 また、従来の緩衝層１７が無いので、
第２光ファイバ１８を第１光ファイバ１６の外層に連続
して巻くことができる。従って、第２光ファイバ１８を
巻き乱れが生じないように整列させて巻くことが容易に
できる。よって、従来のように第２光ファイバの巻き乱
れによってジャイロの性能が低下する恐れはない。
第２光ファイバ１８を第１光ファイバ１６の外層に連続
して巻くことができる。従って、第２光ファイバ１８を
巻き乱れが生じないように整列させて巻くことが容易に
できる。よって、従来のように第２光ファイバの巻き乱
れによってジャイロの性能が低下する恐れはない。
【図１】Ａはこの発明の光ファイバジャイロに使用され
る光位相変調器とセンシングコイルを一体化した構造を
示す縦断面図、ＢはＡの一体化構造における巻線作業を
説明するための原理的な平面図。
る光位相変調器とセンシングコイルを一体化した構造を
示す縦断面図、ＢはＡの一体化構造における巻線作業を
説明するための原理的な平面図。
【図２】図１の第１光ファイバ１６と第２光ファイバ１
８の構成を示す断面図。
８の構成を示す断面図。
【図３】位相変調方式光ファイバジャイロのブロック
図。
図。
【図４】従来の光ファイバジャイロにおいて、位相変調
器とセンシングコイルを別個に構成した場合の要部の原
理的な斜視図。
器とセンシングコイルを別個に構成した場合の要部の原
理的な斜視図。
【図５】従来の光ファイバジャイロの位相変調器とセン
シングコイルを一体化した構造を示す縦断面図。
シングコイルを一体化した構造を示す縦断面図。
Claims (3)
- 【請求項１】 光位相変調器と光ファイバセンシングコ
イルとを一体化した構造をもつ位相変調方式光ファイバ
ジャイロにおいて、 ピエゾ素子より成るボビンに第１光ファイバが所定回数
巻線されて前記光位相変調器が構成され、 緩衝用外被を有し、前記第１光ファイバの端末に融着接
続された太径の第２光ファイバが前記ボビンに連続して
所定回数巻線され、それら第１，第２光ファイバによっ
て前記光ファイバセンシングコイルが構成されることを
特徴とする位相変調方式光ファイバジャイロ。 - 【請求項２】 請求項１において、前記第２光ファイバ
は前記第１光ファイバの外層に前記緩衝用外被を設けて
構成されることを特徴とする位相変調方式光ファイバジ
ャイロ。 - 【請求項３】 請求項１において、前記第１，第２光フ
ァイバのコア同士及びクラッド同士が同径とされ、前記
第１光ファイバの外径が１００〜２００μm,前記第２光
ファイバの外径が４００〜６００μm にそれぞれ設定さ
れることを特徴とする位相変調方式光ファイバジャイ
ロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9203285A JPH1144544A (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 位相変調方式光ファイバジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9203285A JPH1144544A (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 位相変調方式光ファイバジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1144544A true JPH1144544A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=16471523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9203285A Withdrawn JPH1144544A (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 位相変調方式光ファイバジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1144544A (ja) |
-
1997
- 1997-07-29 JP JP9203285A patent/JPH1144544A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041005 |