JPS58210511A - 光干渉計 - Google Patents
光干渉計Info
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- JPS58210511A JPS58210511A JP9377382A JP9377382A JPS58210511A JP S58210511 A JPS58210511 A JP S58210511A JP 9377382 A JP9377382 A JP 9377382A JP 9377382 A JP9377382 A JP 9377382A JP S58210511 A JPS58210511 A JP S58210511A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
- G01C19/72—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams with counter-rotating light beams in a passive ring, e.g. fibre laser gyrometers
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は例えば光フアイバージャイロスコープ等とし
て利用できる光干渉計に関し、特に製造が容易で安定し
て動作する光干渉計を提供しようとするものである。
て利用できる光干渉計に関し、特に製造が容易で安定し
て動作する光干渉計を提供しようとするものである。
〈従来技術の説明〉
第１図に従来の光干渉計を利用した光フアイバージャイ
ロスコープの構造を示す。図中１は例えばレーザ光のよ
うな光を出射する光源、２は光分配結合器、３．３’は
例えばモリブデン酸鉛（ＰｂＭｏ０４）のような材料で
作られた音響光学素子、４．４′は超音波トランスデユ
ーサ、５．５′は集光器、６は光学路である。この光学
路６は例えば光ファイバのような固体によって構成する
ことができ光ファイバが作る面に垂直な軸まわシに角速
度が与えられると光ファイバを通過する光の位相が変化
するように一面上にループを描くように配置される１、 ６′、６“は光学路６の端面、７は光検出器、１１〜１
６は光を示す。
ロスコープの構造を示す。図中１は例えばレーザ光のよ
うな光を出射する光源、２は光分配結合器、３．３’は
例えばモリブデン酸鉛（ＰｂＭｏ０４）のような材料で
作られた音響光学素子、４．４′は超音波トランスデユ
ーサ、５．５′は集光器、６は光学路である。この光学
路６は例えば光ファイバのような固体によって構成する
ことができ光ファイバが作る面に垂直な軸まわシに角速
度が与えられると光ファイバを通過する光の位相が変化
するように一面上にループを描くように配置される１、 ６′、６“は光学路６の端面、７は光検出器、１１〜１
６は光を示す。
〈第１図の動作説明〉
光源１から出た光１１は光分配結合器２によって一部は
反射され、他の一部は透過し２つの光１２と１３に分配
される。分配された２つの分配光１２と１３の何れか一
方、図の例では１２を音響光学素子３に入射させる。音
響光学素子３には超音波トランスデユーサ４が取付けら
れ、音響光学素子３を励振している。この励振周波数は
例えば８０ＭＨｚを中心に例えば数ＫＨｚ程度の繰返し
周波数で周波数変調が掛けられているものとする。周波
数変調の最大周波数偏移は±１． ＭＨ２程度とする。
反射され、他の一部は透過し２つの光１２と１３に分配
される。分配された２つの分配光１２と１３の何れか一
方、図の例では１２を音響光学素子３に入射させる。音
響光学素子３には超音波トランスデユーサ４が取付けら
れ、音響光学素子３を励振している。この励振周波数は
例えば８０ＭＨｚを中心に例えば数ＫＨｚ程度の繰返し
周波数で周波数変調が掛けられているものとする。周波
数変調の最大周波数偏移は±１． ＭＨ２程度とする。
超音波トランスデユーサ４の励振により音響光学素子３
を透過する光１２はブラッグ条件を満すときに回折され
、第２図に示すように光１２そのものの周波数ｆｏを持
つ０次光１２０と、超音波の周波数ｆたけ周波数偏移し
た一次光１２１と、超音波の２倍の周波数２ｆだけ周波
数偏移した二次光１２ｇと、・・・・・・・・・、超音
波のｎ倍の周波数ｎｆだけ周波数偏移したｎ次光１２ｎ
と処分光される。ここでは超音波の周波数だけ周波数偏
移した一次光１２．だけを集光器５によって集光し、光
学路６の一端６′に入射させる。図の例では光学路６を
左回シの方向に回シ、他端６“から出射され、集光器５
′によって平行光に変換され、音響光学素子３′に入射
される。音響光学素子３′は超音波トランスデユーサ４
′によシ第１超音波トランスデユーサ４の励振周波数と
同等の例えば８０ＭＨｚ程度の周波数で励振され、その
励振によシここでも第２図で説明した一次光を取出す。
を透過する光１２はブラッグ条件を満すときに回折され
、第２図に示すように光１２そのものの周波数ｆｏを持
つ０次光１２０と、超音波の周波数ｆたけ周波数偏移し
た一次光１２１と、超音波の２倍の周波数２ｆだけ周波
数偏移した二次光１２ｇと、・・・・・・・・・、超音
波のｎ倍の周波数ｎｆだけ周波数偏移したｎ次光１２ｎ
と処分光される。ここでは超音波の周波数だけ周波数偏
移した一次光１２．だけを集光器５によって集光し、光
学路６の一端６′に入射させる。図の例では光学路６を
左回シの方向に回シ、他端６“から出射され、集光器５
′によって平行光に変換され、音響光学素子３′に入射
される。音響光学素子３′は超音波トランスデユーサ４
′によシ第１超音波トランスデユーサ４の励振周波数と
同等の例えば８０ＭＨｚ程度の周波数で励振され、その
励振によシここでも第２図で説明した一次光を取出す。
この−次光を第１図ではこれを符号１４で示す。−次光
１４は光分配結合器２で反射され光検出器７に入射され
る。
１４は光分配結合器２で反射され光検出器７に入射され
る。
一方光源１から出された光１１の中で光分配結合器２を
透過した光１３は第２音響光学素子３′に入射され、第
２超音波トランスデユーサ４′の励振によシー次光１３
１を取出し、その−次光１３１を集光器５′で集光して
光学路６の端面６“に入射さｉる。この光１３１は光学
路６を右回シに通過し、端面６′から出射される。この
出射光は集光器５によシ平行光に変換され、第１音響光
学素子３に入射される。
透過した光１３は第２音響光学素子３′に入射され、第
２超音波トランスデユーサ４′の励振によシー次光１３
１を取出し、その−次光１３１を集光器５′で集光して
光学路６の端面６“に入射さｉる。この光１３１は光学
路６を右回シに通過し、端面６′から出射される。この
出射光は集光器５によシ平行光に変換され、第１音響光
学素子３に入射される。
第１音響光学素子３は第１超音波トランスデユーサ４に
より励振されているから、その励振によシ光は回、折さ
れて一次光１５が取出される。光分配結合器２を透過し
光１４と結合して光１６となシ干渉縞を形成して光検出
器７に入射される。
より励振されているから、その励振によシ光は回、折さ
れて一次光１５が取出される。光分配結合器２を透過し
光１４と結合して光１６となシ干渉縞を形成して光検出
器７に入射される。
く角速度の測定方法に関する説明〉
上述の光干渉計を光フアイバージャイロスコープとして
利用するには上記したように第１超音波トクンスデユー
サ４の励振周波数を周波数変調すると共に、光検出器７
の出力側圧ロックインアンプ８を設け、ロックインアン
プ８により超音波周波数の変調周波数、を基準信号とす
る位相検波を行なう、この位相検波出力によりＶＣＯ９
の発振周波数を制御し、ＶＣＯ９の発振信号により第２
超音波トランスデユーサ４′を励振し、ロックインアン
プ８の位相検波出力が常にゼロとなるように動作する制
御ループを構成する。
利用するには上記したように第１超音波トクンスデユー
サ４の励振周波数を周波数変調すると共に、光検出器７
の出力側圧ロックインアンプ８を設け、ロックインアン
プ８により超音波周波数の変調周波数、を基準信号とす
る位相検波を行なう、この位相検波出力によりＶＣＯ９
の発振周波数を制御し、ＶＣＯ９の発振信号により第２
超音波トランスデユーサ４′を励振し、ロックインアン
プ８の位相検波出力が常にゼロとなるように動作する制
御ループを構成する。
このような構成において光学路６が作る面に垂直な軸ま
わシに角速度が与えられると光学路６を右回シと、左回
りに透過している光の間にＳａｇｎａｃ効果で知られる
ように位相差を生じる。この位相差によシ光検出器７の
出力信号の波形が変化し、ロックインアンプ８から位相
検波出力が発生する。
わシに角速度が与えられると光学路６を右回シと、左回
りに透過している光の間にＳａｇｎａｃ効果で知られる
ように位相差を生じる。この位相差によシ光検出器７の
出力信号の波形が変化し、ロックインアンプ８から位相
検波出力が発生する。
この位相検波出力によｆｉ ＶＣＯ９の発振周波数を制
御し、ロックインアンプ８の位相検波出力がゼロとなる
よう罠制御する−１ よって光学路６が作る面と垂直な軸まわシに角速度が与
えられている間はＶＣＯ９の発掘周波数は基準周波数か
ら偏移する。その偏移量は角速度に比例し、また偏移方
向によｐ角速度の方向を知ることができる。従ってＶＣ
Ｏ９の発掘周波数を監視することによυ角速度を測定す
ることができる。
御し、ロックインアンプ８の位相検波出力がゼロとなる
よう罠制御する−１ よって光学路６が作る面と垂直な軸まわシに角速度が与
えられている間はＶＣＯ９の発掘周波数は基準周波数か
ら偏移する。その偏移量は角速度に比例し、また偏移方
向によｐ角速度の方向を知ることができる。従ってＶＣ
Ｏ９の発掘周波数を監視することによυ角速度を測定す
ることができる。
〈従来技術の欠点〉
以上により従来使われている光干渉計の構造及びその大
略の動作が理解できよう。ところで従来の光干渉計は光
源１と光分配結合器２の間、光分配結合器２と第１．第
２音響光学素子３及び３′の各間、音響光学素子３．３
′と集光器５及び５′の各間、集光器５及び５′と光学
路６の各端面６′、６“との各間、光分配結合器２と光
検出器７との間に全て空気が存在する構造となっている
。従って（１）各構成部品間を伝播する光は空気のゆる
ぎの影響を受け、測定囮差の原因となる。
略の動作が理解できよう。ところで従来の光干渉計は光
源１と光分配結合器２の間、光分配結合器２と第１．第
２音響光学素子３及び３′の各間、音響光学素子３．３
′と集光器５及び５′の各間、集光器５及び５′と光学
路６の各端面６′、６“との各間、光分配結合器２と光
検出器７との間に全て空気が存在する構造となっている
。従って（１）各構成部品間を伝播する光は空気のゆる
ぎの影響を受け、測定囮差の原因となる。
（２）各構成部品の位置は精度よく配置しなければなら
ない。特に光学路６は光ファイバによル構成するため光
の入射位置を精密に調整しなくてはならない。また調整
した後も温度変化、振動等で各構成部品の位置が動き測
定誤差が発生するっ （３）更に、各構成部品の間に空間が存在し小形化がむ
ずかしい。
ない。特に光学路６は光ファイバによル構成するため光
の入射位置を精密に調整しなくてはならない。また調整
した後も温度変化、振動等で各構成部品の位置が動き測
定誤差が発生するっ （３）更に、各構成部品の間に空間が存在し小形化がむ
ずかしい。
（４）各構成部品の端面における反射をなくすか、或は
反射を少なくするために反射防止膜を付けなくてはなら
ないためコスト上昇を招く。
反射を少なくするために反射防止膜を付けなくてはなら
ないためコスト上昇を招く。
〈発明の目的〉
この発明では上記した（１）〜（４）の欠点を一掃し、
製造が容易で安定に動作する光干渉計を提供しようとす
るものである。
製造が容易で安定に動作する光干渉計を提供しようとす
るものである。
〈発明の概要〉
この発明は第１図で説明した光干渉計において、各構成
部品の間を固体光学素子によって連結し、光が空気中を
伝播することのない構造としたものである。
部品の間を固体光学素子によって連結し、光が空気中を
伝播することのない構造としたものである。
〈発明の実施例〉
第３図にこの発明の一実施例を示す７．この例では音響
光学素子５３及び５３′を光源５１に接する位置まで延
長すると共に集光器５５．５５’に接するようにも延長
し、光源５１と光学路５６の端面５６′及び５６″の間
及び光学路５６の端面５６’ 、 ５６″と光検出器５
７との間において光は全て音響光学素子５３及び５３′
によって構成された個体光学素子の中を伝播するように
構成したものである。
光学素子５３及び５３′を光源５１に接する位置まで延
長すると共に集光器５５．５５’に接するようにも延長
し、光源５１と光学路５６の端面５６′及び５６″の間
及び光学路５６の端面５６’ 、 ５６″と光検出器５
７との間において光は全て音響光学素子５３及び５３′
によって構成された個体光学素子の中を伝播するように
構成したものである。
つまり第１音響光学素子５３をほぼ３角形状に形成し、
その一つの面ａに光源５１と第１超音波トランスデユー
サ５４を取付ける。光源５１は光を平行光にする光学部
品を具備し、その光学部品の一端が本来の光源に向けら
れ、他端を音響光学素子５３に接着する。光を平行光に
する光学部品としては例えば集束性ロッドレンズ或はシ
リンドリカルレンズがある。
その一つの面ａに光源５１と第１超音波トランスデユー
サ５４を取付ける。光源５１は光を平行光にする光学部
品を具備し、その光学部品の一端が本来の光源に向けら
れ、他端を音響光学素子５３に接着する。光を平行光に
する光学部品としては例えば集束性ロッドレンズ或はシ
リンドリカルレンズがある。
光分配結合器５２は音響光学素子５３と５３′を接着し
た境界面に金属膜または誘電体膜等を付けて作ることが
できる。光源５１から出射した光６１は第１音響光学素
子５３の面ａに垂直に入射し、第１及び第２音響光学素
子５３と５３′の接合面によって形成した光分配結合器
５２により反射光６２と透過光６６とに２分される。２
分された分配光６２と６６は超音波トランスデユー゛す
５４と５４′による励振領域を透過して音響光学素子５
３と５３′の端面すとｄに達する。
た境界面に金属膜または誘電体膜等を付けて作ることが
できる。光源５１から出射した光６１は第１音響光学素
子５３の面ａに垂直に入射し、第１及び第２音響光学素
子５３と５３′の接合面によって形成した光分配結合器
５２により反射光６２と透過光６６とに２分される。２
分された分配光６２と６６は超音波トランスデユー゛す
５４と５４′による励振領域を透過して音響光学素子５
３と５３′の端面すとｄに達する。
音響光学素子５３と５３′各端面すとｄＫは集光器５５
と５５′が接着される。
と５５′が接着される。
光分配結合器５２と第１音響光学素子５３の一面ａとの
なす角αは、面ａに垂直に入射した光６１が光分配結合
器５２で反射された後、超音波の波面とのなす角βがブ
ラッグ角を満すようＫ例えばα＝（４５°−Ｌ）に設定
する。ここでブラッグ角βは次の式で与えられる。
なす角αは、面ａに垂直に入射した光６１が光分配結合
器５２で反射された後、超音波の波面とのなす角βがブ
ラッグ角を満すようＫ例えばα＝（４５°−Ｌ）に設定
する。ここでブラッグ角βは次の式で与えられる。
龜β＝ｆλ／２ｖｎ ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（
１）ｎ：音響光学素子５３の屈折率、ｖ：音響光学素子
５３中の音速、ｆ：超音波の周波数、λ：光の真空中の
波長、−例として音響光学素子にモリブデン酸鉛（Ｐｂ
ＭＯＯ４）をつかい周波数８０ＭＨｚの超音波で動作さ
せ、波長８２０ナノメートルの光を回折する時のブラッ
グ角は式（１）に、ｎ中２．３８ 、 ｖ ＝ ３．６
３ ｘｌＱ”ｍ／８．λ＝８２０ Ｘ １０ ” ｍ
、 ｆ ＝ ８０Ｘ１０’を代入して、 β中０．２１８゜ が得られる。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（
１）ｎ：音響光学素子５３の屈折率、ｖ：音響光学素子
５３中の音速、ｆ：超音波の周波数、λ：光の真空中の
波長、−例として音響光学素子にモリブデン酸鉛（Ｐｂ
ＭＯＯ４）をつかい周波数８０ＭＨｚの超音波で動作さ
せ、波長８２０ナノメートルの光を回折する時のブラッ
グ角は式（１）に、ｎ中２．３８ 、 ｖ ＝ ３．６
３ ｘｌＱ”ｍ／８．λ＝８２０ Ｘ １０ ” ｍ
、 ｆ ＝ ８０Ｘ１０’を代入して、 β中０．２１８゜ が得られる。
超音波で回折された光のうち超音波の周波数だけ周波数
偏移した１次光６３は超音波の波面とβの角をなす方向
に進み音響光学素子５３の一面ｂＫ達し、集光器５５で
集光されて光学路の一端５６′から光学路５６に入射す
る。集光器５５と光学路５６の位置関係は、一般的に光
が集光器の端面に垂直に入射した時、光学路５６に入射
する光の結合効率が最大になるように調整されているの
で、光学路５６に入射する光の結合効率をあげるために
集光器５５の傾き、位置を調整するが、その調整を簡単
にするために、音響光学素子５３の面ａと面すのなす角
ｒを（９０°−β）にする。
偏移した１次光６３は超音波の波面とβの角をなす方向
に進み音響光学素子５３の一面ｂＫ達し、集光器５５で
集光されて光学路の一端５６′から光学路５６に入射す
る。集光器５５と光学路５６の位置関係は、一般的に光
が集光器の端面に垂直に入射した時、光学路５６に入射
する光の結合効率が最大になるように調整されているの
で、光学路５６に入射する光の結合効率をあげるために
集光器５５の傾き、位置を調整するが、その調整を簡単
にするために、音響光学素子５３の面ａと面すのなす角
ｒを（９０°−β）にする。
このように角ｒを決定すると、集光器５５の一端面（集
光器の光軸に垂直な面）を音響光学素子５３の−面すに
密着させ、位置だけを調整すればよく、傾きの調整は不
要となる。集光器５５の一例として集束性ロッドレンズ
がある。
光器の光軸に垂直な面）を音響光学素子５３の−面すに
密着させ、位置だけを調整すればよく、傾きの調整は不
要となる。集光器５５の一例として集束性ロッドレンズ
がある。
一方、光分配結合器５２を透過した光６６は、第２超音
波トランスデユーサ５４′によって発生した超音波によ
って回折され、第２音響光学素子５４′の一面ｄＫ達し
、集光器５５′によって光学路５６の他端５６“から光
学路５６に入射する。光分配結合器５２を透過した光６
６が超音波の波面となす角β′がブラッグ角となるよう
に音響光学素子５３′の面Ｃと５３の面ａのなす角（α
＋δ）を（９０’−Ｉ）にする。光ファイバに入射する
光の結合効率をあげ、かつ調整を容易にするために前記
のように音響光学素子５３′の面Ｃと面ｄのなす角−を
（９ｏ０−β′）にすればよい。ここにブラッグ角β′
は前記のブラッグ角βと同様、式（１）から導びかれる
が、第１と第２超音波トランスデユーサ５４．５４’に
与えられる超音波の周波数が異なればβＮβ′となる。
波トランスデユーサ５４′によって発生した超音波によ
って回折され、第２音響光学素子５４′の一面ｄＫ達し
、集光器５５′によって光学路５６の他端５６“から光
学路５６に入射する。光分配結合器５２を透過した光６
６が超音波の波面となす角β′がブラッグ角となるよう
に音響光学素子５３′の面Ｃと５３の面ａのなす角（α
＋δ）を（９０’−Ｉ）にする。光ファイバに入射する
光の結合効率をあげ、かつ調整を容易にするために前記
のように音響光学素子５３′の面Ｃと面ｄのなす角−を
（９ｏ０−β′）にすればよい。ここにブラッグ角β′
は前記のブラッグ角βと同様、式（１）から導びかれる
が、第１と第２超音波トランスデユーサ５４．５４’に
与えられる超音波の周波数が異なればβＮβ′となる。
第２図で説明したように音響光学素子３を直接通シぬけ
た光を０次光、超音波で回折された光を１次光、２次光
、・・・・・・・・・ というが、必要とする光は超音
波の周波数だけ周波数偏移した１次光だけである。１次
光と０次光、および１次光と２次光′以上の高次光とは
集光器５５ 、５５’ Ｋ入射する角度が異なっている
ため、集光器及び光学路５６への入射特性によって分離
できる。よって光学路５６には必要な１次光だけが入射
する。
た光を０次光、超音波で回折された光を１次光、２次光
、・・・・・・・・・ というが、必要とする光は超音
波の周波数だけ周波数偏移した１次光だけである。１次
光と０次光、および１次光と２次光′以上の高次光とは
集光器５５ 、５５’ Ｋ入射する角度が異なっている
ため、集光器及び光学路５６への入射特性によって分離
できる。よって光学路５６には必要な１次光だけが入射
する。
１例として集光器５５又は５５′として１／４ピツチの
集束性ロッドレンズを用い、光学路５６に単一モード光
ファイバを使った場合を考える。このような場合第４図
に示すように、１次光１２１が集束性ロッドレンズ５５
又は５５′の光軸に千行く入射するように配置されてい
ると、０次光１２ｏは光軸に対して２βの角度で入射す
ることになる。ここでβは前記のブラッグ角である。
集束性ロッドレンズを用い、光学路５６に単一モード光
ファイバを使った場合を考える。このような場合第４図
に示すように、１次光１２１が集束性ロッドレンズ５５
又は５５′の光軸に千行く入射するように配置されてい
ると、０次光１２ｏは光軸に対して２βの角度で入射す
ることになる。ここでβは前記のブラッグ角である。
つｔシ第５図Ａに示すように１／４ピツチの集束性ロッ
ドレンズ５５又は５５′の光軸に対してｄｌの位置ずれ
とθ１の角度ずれをもった光Ｐ１が入射し、同図Ｂに示
すようにｄ、の位置ずれとθ茸の角度ずれをもつ光Ｐ２
が出射する場合、これらの関係は次のようＫなる。
ドレンズ５５又は５５′の光軸に対してｄｌの位置ずれ
とθ１の角度ずれをもった光Ｐ１が入射し、同図Ｂに示
すようにｄ、の位置ずれとθ茸の角度ずれをもつ光Ｐ２
が出射する場合、これらの関係は次のようＫなる。
θ！＝ ｎ６４ ａｌ ・曲曲曲・・曲・
・・・・・叩・（３）ここで、ｎｏ：光軸上の屈折率 Ａ：屈折率分布定数 １次光は、光軸上に焦点を結ぶが、０次光は式（２）％
式％ ム＝ｔ Ｏ，２８７（ｍｍ−’ ） を代入すること
によって光軸から１７Ａ１ｍｌｌ＃れたところに焦点を
結ぶ。
・・・・・叩・（３）ここで、ｎｏ：光軸上の屈折率 Ａ：屈折率分布定数 １次光は、光軸上に焦点を結ぶが、０次光は式（２）％
式％ ム＝ｔ Ｏ，２８７（ｍｍ−’ ） を代入すること
によって光軸から１７Ａ１ｍｌｌ＃れたところに焦点を
結ぶ。
単一モード光ファイバのコア径は通常１０ ｐｍ以下で
あるので１次光が光学路５６の端面５６’ 、 ５６“
に入射するように調整されていると、０次光は入射でき
ない。また２次光以上の高次光についても同じことがい
え、光学路５６に入射できない。
あるので１次光が光学路５６の端面５６’ 、 ５６“
に入射するように調整されていると、０次光は入射でき
ない。また２次光以上の高次光についても同じことがい
え、光学路５６に入射できない。
光学路５６の両端面５６’ 、 ５６“に入射した光は
、光学路５６中を互いに反対方向にまわって他端面から
出射して集束性ロッドレンズによって平行光となシ音響
光学素子５３．５３’に入射し、超音波によって回折さ
れ、光分配結合器５２で再結合する。この時光学路５６
から出てきた光が超音波で回折されると１次光、２次光
９曲・曲 となるが、回折されずに直接通りぬけた０次
光と、１次光は光分配結器５２に異なる角度で入射する
ため分離できる。２次光以上の高次光についても１次光
と異なる角度で入射するため、１次光と分離できる。
、光学路５６中を互いに反対方向にまわって他端面から
出射して集束性ロッドレンズによって平行光となシ音響
光学素子５３．５３’に入射し、超音波によって回折さ
れ、光分配結合器５２で再結合する。この時光学路５６
から出てきた光が超音波で回折されると１次光、２次光
９曲・曲 となるが、回折されずに直接通りぬけた０次
光と、１次光は光分配結器５２に異なる角度で入射する
ため分離できる。２次光以上の高次光についても１次光
と異なる角度で入射するため、１次光と分離できる。
第３図のように１つの固体内に超音波を２つ伝搬させる
ため超音波の直接波あるいは反射波によって他の光や超
音波に影響を与えるおそれがある。
ため超音波の直接波あるいは反射波によって他の光や超
音波に影響を与えるおそれがある。
これらを防ぐために第３図の例では超音波が他の超音波
にあたる前に、超音波の進行方向とある角度をなす面を
おき、かつ反射波も光路や他方の超音波の方に行かない
ように音響光学素子５３ 、５３’の形状を選定してい
る。
にあたる前に、超音波の進行方向とある角度をなす面を
おき、かつ反射波も光路や他方の超音波の方に行かない
ように音響光学素子５３ 、５３’の形状を選定してい
る。
また他の方法としては、超音波があたる面に無反射層を
設けて反射をなくす方法もある。
設けて反射をなくす方法もある。
〈発明の他の実施例〉
尚上述では光フアイバージャイロスコープについて説明
したが、光分配結合器によシ、分割した２分光に、異な
る位相変化を与えるような物理現象ならば他にも使用で
きる。
したが、光分配結合器によシ、分割した２分光に、異な
る位相変化を与えるような物理現象ならば他にも使用で
きる。
また上述では二つの超音波トランスデユーサ５４゜５４
′を使用した利金説明したが、超音波トランスデューサ
５４′を省、略することもできる。この場合にはブラッ
グ角β′をＯとするように角δ及び虐を決定すればよい
。また光検出器７の検出信号はロックインアンプによっ
て位相検波し、その位相検波出力を第１超音波トランス
デユーサ５４を励振するＶＣＯ（特に図示しない）に与
え、第１超音波トランスデユーサ５４．の周波数変調の
中心周波数を位相検波出力により周波数備移させるよう
に制御ループを構成すればよい。そしてその、中心周波
数の偏移量と偏移方向とによシ浄速度とその方向を測定
することができる。
′を使用した利金説明したが、超音波トランスデューサ
５４′を省、略することもできる。この場合にはブラッ
グ角β′をＯとするように角δ及び虐を決定すればよい
。また光検出器７の検出信号はロックインアンプによっ
て位相検波し、その位相検波出力を第１超音波トランス
デユーサ５４を励振するＶＣＯ（特に図示しない）に与
え、第１超音波トランスデユーサ５４．の周波数変調の
中心周波数を位相検波出力により周波数備移させるよう
に制御ループを構成すればよい。そしてその、中心周波
数の偏移量と偏移方向とによシ浄速度とその方向を測定
することができる。
また上述では音響光学素子５３ 、５３’によって各４
１＠成部品間に個体光学通路を形成し、たが、音響光学
素子は第１図に示した構造とし、各構成部品間に例えば
ガラスのような固体光学素子を挿入する構造とすること
もできろ。この場合も２つの固体光学素子の境界面によ
、り光分配結合器を構成することができる。
１＠成部品間に個体光学通路を形成し、たが、音響光学
素子は第１図に示した構造とし、各構成部品間に例えば
ガラスのような固体光学素子を挿入する構造とすること
もできろ。この場合も２つの固体光学素子の境界面によ
、り光分配結合器を構成することができる。
尚上述では集光器５５ 、５５’に対して光学素子５３
゜５３′からの出射角及び入射角を丁度９０°となるよ
うに角αｌＴ、δ、−を選定したが、他の方法として角
α、δを４５＠、ｒｅ’を９０″に選定し、これに代え
て光学素子５３ 、５３’からの出射角及び入射角を９
０°以外となるように選定してもよい。
゜５３′からの出射角及び入射角を丁度９０°となるよ
うに角αｌＴ、δ、−を選定したが、他の方法として角
α、δを４５＠、ｒｅ’を９０″に選定し、これに代え
て光学素子５３ 、５３’からの出射角及び入射角を９
０°以外となるように選定してもよい。
また上述では光検出器５７を音響光学素子５３′に直接
接着したが、光検出器５７は必ずしもその必要はなく、
音響光学素子５３′から離して配置してもよい。
接着したが、光検出器５７は必ずしもその必要はなく、
音響光学素子５３′から離して配置してもよい。
〈発明の効果〉
以上述べた構成から明らかなように光源５１から出た光
６１は固体内を通って光学路５６に入射するので空気の
ゆらぎ等の影響を受けない。よって安定に動作し然も精
度が高い光干渉計を得ることができる。
６１は固体内を通って光学路５６に入射するので空気の
ゆらぎ等の影響を受けない。よって安定に動作し然も精
度が高い光干渉計を得ることができる。
また、音響光学素子５３．５３’の各面のなす角（α＋
δ）＋ｒｍ’を適当にえらぶことによって、光学路５６
に光を入れる時の調整が簡単にできる。
δ）＋ｒｍ’を適当にえらぶことによって、光学路５６
に光を入れる時の調整が簡単にできる。
また、各構成部品は全て音響光学素子のような固体光学
素子に接着されているので、一度調整すると温度、振動
等による変動を受けにくい。
素子に接着されているので、一度調整すると温度、振動
等による変動を受けにくい。
また各構成部品が密着しているので小さくできる利点が
得られ、よって小形でも安定に動作し、精度が高い光干
渉計を得ることができる。
得られ、よって小形でも安定に動作し、精度が高い光干
渉計を得ることができる。
また各構成部品間の空気層を用いたことによって境界面
の数が減少し反射防止膜の数を少なくできコストダウン
が期待できる。
の数が減少し反射防止膜の数を少なくできコストダウン
が期待できる。
第１図は従来の光干渉計の構造を説明するための平面図
、第２図は音響光学素子の動作を説明するための平面図
、第３図はこの発明の一実施例を示す平面図、第４図は
集束性ロッドレンズによる光の集束状況を説明するため
の図、第５図は集束性ロッドレンズによる光の位置すれ
と角度ずれの関係を説明するための図である。 ５１：光源、５２：光分配結合器、５３ 、 ｓａ′：
音響光学素子、５４．５４’：超音波トランスデユーサ
、５５ 、 ｓｓ’ ：集光器、５６：光学路、５７：
光検出器。 特許出願人 日本航空電子工業株式会社代理人草野
卓
、第２図は音響光学素子の動作を説明するための平面図
、第３図はこの発明の一実施例を示す平面図、第４図は
集束性ロッドレンズによる光の集束状況を説明するため
の図、第５図は集束性ロッドレンズによる光の位置すれ
と角度ずれの関係を説明するための図である。 ５１：光源、５２：光分配結合器、５３ 、 ｓａ′：
音響光学素子、５４．５４’：超音波トランスデユーサ
、５５ 、 ｓｓ’ ：集光器、５６：光学路、５７：
光検出器。 特許出願人 日本航空電子工業株式会社代理人草野
卓
Claims (1)
- （１）光源からの光を光分配結合器により２分し、その
内の少なくとも一方の分配光を音響光学素子によシ周波
数変調し、光に位相量変化を起させる物量的影響下にあ
る固体から成る光学路の一端に与えると共に他方の分配
光をこの光学路の他端に入射し光学路を互に逆向に通っ
て両端から出射させ、その出射光を上記光分配結合器に
より再結合させ互に干渉させるようにした光干渉計にお
いて、上記光源と光分配結合器の間及び光分配結合器と
音響光学素子の間、音響光学素子と上記光学路との間の
光学路を全て固体光学素子によって構成して成る光干渉
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9377382A JPS58210511A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 光干渉計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9377382A JPS58210511A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 光干渉計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58210511A true JPS58210511A (ja) | 1983-12-07 |
| JPH0262803B2 JPH0262803B2 (ja) | 1990-12-26 |
Family
ID=14091736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9377382A Granted JPS58210511A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 光干渉計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58210511A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58215504A (ja) * | 1982-06-09 | 1983-12-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバジヤイロ |
| JPS58216908A (ja) * | 1982-06-10 | 1983-12-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバジヤイロ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5694680A (en) * | 1979-12-14 | 1981-07-31 | Thomson Csf | Method and device for modulating phase |
-
1982
- 1982-05-31 JP JP9377382A patent/JPS58210511A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5694680A (en) * | 1979-12-14 | 1981-07-31 | Thomson Csf | Method and device for modulating phase |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58215504A (ja) * | 1982-06-09 | 1983-12-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバジヤイロ |
| JPS6348283B2 (ja) * | 1982-06-09 | 1988-09-28 | Sumitomo Electric Industries | |
| JPS58216908A (ja) * | 1982-06-10 | 1983-12-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバジヤイロ |
| JPS6348003B2 (ja) * | 1982-06-10 | 1988-09-27 | Sumitomo Electric Industries |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0262803B2 (ja) | 1990-12-26 |
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