JPS595912A - 光フアイバ・ジヤイロスコ−プ - Google Patents
光フアイバ・ジヤイロスコ−プInfo
- Publication number
- JPS595912A JPS595912A JP57114621A JP11462182A JPS595912A JP S595912 A JPS595912 A JP S595912A JP 57114621 A JP57114621 A JP 57114621A JP 11462182 A JP11462182 A JP 11462182A JP S595912 A JPS595912 A JP S595912A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical fiber
- phase difference
- beam splitter
- mode optical
- 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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Classifications
-
- 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、光ファイバを用いて動体の角速匿を検出す
る光ファイバ・ジャイロスコープに関するものである。
る光ファイバ・ジャイロスコープに関するものである。
従来、この種の装置として第１図に示すものがあった。
この図において、１はレーザ、２はビームスプリッタ、
３は単一モード光ファイバループ、４ｍ、４ｂはレンズ
、５は光検出器、６は増幅器である。
３は単一モード光ファイバループ、４ｍ、４ｂはレンズ
、５は光検出器、６は増幅器である。
次に動作について説明する。
レーザ１からの光をビームスプリッタ２で２分し、レン
ズ４ａ、４ｂを介して単一モード光ファイバループ３内
へ右回り、左回りに伝搬させる。
ズ４ａ、４ｂを介して単一モード光ファイバループ３内
へ右回り、左回りに伝搬させる。
この系が静止していれば、左右両回りの光の間に′は位
相差は生じないが、この系が単一モード光ファイバルー
プ３を含む平面内で、例えば時計回りに回転すると、単
一モード光ファイバループ３の出射端へ達するまでの時
間は、時計回りに進む光は長く、反時計回りに進む光は
短いことになる。
相差は生じないが、この系が単一モード光ファイバルー
プ３を含む平面内で、例えば時計回りに回転すると、単
一モード光ファイバループ３の出射端へ達するまでの時
間は、時計回りに進む光は長く、反時計回りに進む光は
短いことになる。
この結果、左右両回りの光の間には、位相差Δθが生ず
ることになる。
ることになる。
この現象は、サグナック（Ｓａｇｎａｃ ）効果と呼ば
れるものであり、位相差Δθは次式で与えられることが
知られている。
れるものであり、位相差Δθは次式で与えられることが
知られている。
４πＬａ
Δθ＝□Ω・・・・・・・・・・旧・・・・・・・・・
・・・・・＋１１Ｃλ ここで、Ｌは単一モード光ファイバループ３の長 □さ
、ａはそのループ半径、Ｃは光速、λは光の波長、Ωは
回転の角速度である。
・・・・・＋１１Ｃλ ここで、Ｌは単一モード光ファイバループ３の長 □さ
、ａはそのループ半径、Ｃは光速、λは光の波長、Ωは
回転の角速度である。
この位相差Δθを特つ二つの光を光検出器５の受光面上
で干渉させると位相差Δθを光強度、すなわち、電気信
号に変換することができる。この光検出器５の出力電圧
幇増幅器６で増幅し検出すれば、第（］）式より角速度
Ωが分かる。検出感度は、単一モード光ファイバループ
３の長さＬを長くすることにより高めることができる。
で干渉させると位相差Δθを光強度、すなわち、電気信
号に変換することができる。この光検出器５の出力電圧
幇増幅器６で増幅し検出すれば、第（］）式より角速度
Ωが分かる。検出感度は、単一モード光ファイバループ
３の長さＬを長くすることにより高めることができる。
従来の光ファイバ・ジャイロスコープは上記のように構
成されているので、静止状態において左右両回りの光路
長が完全に同じＫなるため、光検出器５の出力はｃｏｌ
ＩΔθに比例する。したがって、低速回転では感度が悪
い。また、単一モード光ファイバループ３といえども温
度変化や外力などわずかな外乱によって偏波面が回転し
、出力に変動が生ずる。このため、偏光板を用いて入射
光と同一方向の成分のみを取り出すなどの工夫が必要で
あった。
成されているので、静止状態において左右両回りの光路
長が完全に同じＫなるため、光検出器５の出力はｃｏｌ
ＩΔθに比例する。したがって、低速回転では感度が悪
い。また、単一モード光ファイバループ３といえども温
度変化や外力などわずかな外乱によって偏波面が回転し
、出力に変動が生ずる。このため、偏光板を用いて入射
光と同一方向の成分のみを取り出すなどの工夫が必要で
あった。
この発明は、上記の欠点を除去するためになされたもの
で、簡単な構成により低速回転時でも高感度で、かつ偏
光板などを必要としない光ファイバ・ジャイロスコープ
を提供することを目的としている。以下、この発明を図
面について説明する。
で、簡単な構成により低速回転時でも高感度で、かつ偏
光板などを必要としない光ファイバ・ジャイロスコープ
を提供することを目的としている。以下、この発明を図
面について説明する。
第２図はこの発明の一実施例を示すもので、１は偏光ビ
ームスプリッタ、８は一波長板、９は検光子である。な
お、第１図と同一符号は同一部分を示す。
ームスプリッタ、８は一波長板、９は検光子である。な
お、第１図と同一符号は同一部分を示す。
次に動作についてＨＦＩＢｐする。
レーザ光１からの光を偏光ビームスプリッタ７で互いに
直交する振動面を持つ二つの偏光に分離する。すなわち
、単一そ一ド光７フイバループ３内を右回り、左回りに
伝搬する光の偏光面は互いに直交していることになる。
直交する振動面を持つ二つの偏光に分離する。すなわち
、単一そ一ド光７フイバループ３内を右回り、左回りに
伝搬する光の偏光面は互いに直交していることになる。
今、この系が、単一モード光フフイノシループ３を含む
平面内で回転すると、単一モード党ファイバループ３の
両出射端から出射する光にはサグナック効果により位相
差Δθが生ずる。この光は、単一モード光ファイバルー
プ３を通っているため、偏光が保存されていない。
平面内で回転すると、単一モード党ファイバループ３の
両出射端から出射する光にはサグナック効果により位相
差Δθが生ずる。この光は、単一モード光ファイバルー
プ３を通っているため、偏光が保存されていない。
しかし、これら二つの光を再び偏光ビームスプリッタＴ
を通すことにより、入射偏光と同一の偏光成分を持つ光
のみを取り出すことができる。偏光ビームスプリンタＴ
を通過した互いに直交した二つの偏光には、サグナック
効果により位相差Δθが生じてりるため、合成されて欄
内偏光となる。
を通すことにより、入射偏光と同一の偏光成分を持つ光
のみを取り出すことができる。偏光ビームスプリンタＴ
を通過した互いに直交した二つの偏光には、サグナック
効果により位相差Δθが生じてりるため、合成されて欄
内偏光となる。
との欄内偏光＋７波長板８を通すことにより位相差バイ
アスを与えて直線偏光に変換し、検光子９により光強度
に変換する。この光強度Ｉは、Ｉ＝ａｉｎ・（至ゼ）＝
１〔１−０゜ｇ（ｊ１９＋ ））２ ２
２−７（］＋ａｉｎΔθ）・・・・・
・・・・・・・＋２）と表わすことができる。第（２）
式で分かるよプに、光検出器５に入射する光強度工は位
相差Δθのｓｉｎ関数となるため、低速回転時でも高感
度で検出できる。この光を光検出器５で電気信号に変換
し、増幅器６で増幅すればｓｉｎΔθに比例した電気信
号を得ることができる。Δθく〈１であれば、ｓｉｎΔ
θ２Δθであるから増幅器６の出力は位相差Δθ、すな
わち角速度Ωに比例することになる。
アスを与えて直線偏光に変換し、検光子９により光強度
に変換する。この光強度Ｉは、Ｉ＝ａｉｎ・（至ゼ）＝
１〔１−０゜ｇ（ｊ１９＋ ））２ ２
２−７（］＋ａｉｎΔθ）・・・・・
・・・・・・・＋２）と表わすことができる。第（２）
式で分かるよプに、光検出器５に入射する光強度工は位
相差Δθのｓｉｎ関数となるため、低速回転時でも高感
度で検出できる。この光を光検出器５で電気信号に変換
し、増幅器６で増幅すればｓｉｎΔθに比例した電気信
号を得ることができる。Δθく〈１であれば、ｓｉｎΔ
θ２Δθであるから増幅器６の出力は位相差Δθ、すな
わち角速度Ωに比例することになる。
なお、上記実施例では、レーザーの種類を指定しなかっ
たが、Ｈｅ−Ｎｅのようなガスレーザでもよいし、半導
体レーザでもよい。
たが、Ｈｅ−Ｎｅのようなガスレーザでもよいし、半導
体レーザでもよい。
以上説明したように、この発明は、偏光ビームスプリッ
タと一波長板、検光子のみを用いて簡単に位相差バイア
スを与えることができるため、装置が非常に簡単に構成
でき、かつ高感度のものが得られ、また、偏光ビームス
プリッタを使用しているため、単一モード光ファイバル
ープ内を光が伝搬する際に偏光が乱れても、単一モード
光ファイバループ入射時の偏光成分の・みな自動的に取
り出すことができ、安定な装置が得られる等の利点を有
する。
タと一波長板、検光子のみを用いて簡単に位相差バイア
スを与えることができるため、装置が非常に簡単に構成
でき、かつ高感度のものが得られ、また、偏光ビームス
プリッタを使用しているため、単一モード光ファイバル
ープ内を光が伝搬する際に偏光が乱れても、単一モード
光ファイバループ入射時の偏光成分の・みな自動的に取
り出すことができ、安定な装置が得られる等の利点を有
する。
第１図は従来の光ファイバ・ジャイロスコープの−例を
示す構成図、第２図はこの発明の一実施例を示す構成図
である。 図中、１はレーザ、３は単一モード光ファイバループ、
４ａ、４ｂはレンズ、５は光検出器、６は増幅器、Ｔは
偏光ビームスプリッタ、８は一波長板、９は検光子であ
る。なお、図中の同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 葛 野 信 −（外１名） （７） 第１図
示す構成図、第２図はこの発明の一実施例を示す構成図
である。 図中、１はレーザ、３は単一モード光ファイバループ、
４ａ、４ｂはレンズ、５は光検出器、６は増幅器、Ｔは
偏光ビームスプリッタ、８は一波長板、９は検光子であ
る。なお、図中の同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 葛 野 信 −（外１名） （７） 第１図
Claims (1)
- レーザ出力光を互いに直交する振動面を持つ二つの偏光
に分離するための偏光ビームスプリンタと、前記偏光ビ
ームスプリッタにより分けられた二つの偏光を単一モー
ド光ファイバループ内にそれぞれ右回り、左回りに伝搬
させるためのレンズと、前記単一モード光ファイバルー
プからそれぞれ出射し再び前記偏光ビームスプリッタを
通過した光に位相差バイアスを与えるためのと波長板と
、この−波長板を通過した位相変調を受けた光を光強度
に変換するための検光子と、この検光子からの出力光を
電気信号に変換するための光検出器と、この光検出器か
らの出力電圧を増幅する増幅器とからなることを特徴と
する光ファイバ・ジャイロスコープ０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57114621A JPS595912A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 光フアイバ・ジヤイロスコ−プ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57114621A JPS595912A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 光フアイバ・ジヤイロスコ−プ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS595912A true JPS595912A (ja) | 1984-01-12 |
Family
ID=14642434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57114621A Pending JPS595912A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 光フアイバ・ジヤイロスコ−プ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS595912A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0162566A2 (en) * | 1984-05-25 | 1985-11-27 | Litton Systems, Inc. | Fiber optic frequency shifter |
| US4892023A (en) * | 1985-04-16 | 1990-01-09 | Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha | Electronic keyboard percussion instrument |
| US4995294A (en) * | 1986-05-26 | 1991-02-26 | Casio Computer Co., Ltd. | Electronic percussion instrument |
| US5009146A (en) * | 1988-06-23 | 1991-04-23 | Casio Computer Co., Ltd. | Electronic percussion instrument having a memory function and a musical tone parameter control function |
| US5157213A (en) * | 1986-05-26 | 1992-10-20 | Casio Computer Co., Ltd. | Portable electronic apparatus |
| US5350881A (en) * | 1986-05-26 | 1994-09-27 | Casio Computer Co., Ltd. | Portable electronic apparatus |
-
1982
- 1982-07-01 JP JP57114621A patent/JPS595912A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0162566A2 (en) * | 1984-05-25 | 1985-11-27 | Litton Systems, Inc. | Fiber optic frequency shifter |
| US4892023A (en) * | 1985-04-16 | 1990-01-09 | Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha | Electronic keyboard percussion instrument |
| US4995294A (en) * | 1986-05-26 | 1991-02-26 | Casio Computer Co., Ltd. | Electronic percussion instrument |
| US5157213A (en) * | 1986-05-26 | 1992-10-20 | Casio Computer Co., Ltd. | Portable electronic apparatus |
| US5350881A (en) * | 1986-05-26 | 1994-09-27 | Casio Computer Co., Ltd. | Portable electronic apparatus |
| US5009146A (en) * | 1988-06-23 | 1991-04-23 | Casio Computer Co., Ltd. | Electronic percussion instrument having a memory function and a musical tone parameter control function |
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