JPS5963510A - 光フアイバジヤイロ - Google Patents

光フアイバジヤイロ

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Publication number
JPS5963510A
JPS5963510A JP57173481A JP17348182A JPS5963510A JP S5963510 A JPS5963510 A JP S5963510A JP 57173481 A JP57173481 A JP 57173481A JP 17348182 A JP17348182 A JP 17348182A JP S5963510 A JPS5963510 A JP S5963510A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical fiber
counterclockwise
clockwise
photodetector
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
Application number
JP57173481A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshikazu Nishiwaki
西脇 由和
Yozo Nishiura
洋三 西浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP57173481A priority Critical patent/JPS5963510A/ja
Publication of JPS5963510A publication Critical patent/JPS5963510A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/58Turn-sensitive devices without moving masses
    • G01C19/64Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
    • G01C19/72Gyrometers 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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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Lasers (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 (力  要   約 この発明は、時計sb光、反時計#J!ll光を、別異
の光ファイパル〜プに伝搬させた後に干渉させることと
した光フアイバジャイロに係る。
(イ)従来技術 光フアイバジャイロは、Sagnac効果を利用した回
転体の角測度測定装置である。
機械的可動部がなく、精度も高く、小型、軽量である、
など数多くの長所がある。
第2図は光フアイバジャイロの基本的構成を示す略図で
ある。
光源21からのレーザ光は、ハーフミラ−22で、2本
の光線に分けられる。2光線はレンズ(図示せず)を通
って、単一モード光ファイバルー123の両端へ入射す
る。−それぞれの光は、光フアイバループ23の中を多
数回回ってループを抜は出し、他端から昌射しハーフミ
ラ−22で合一する。合一した光は、前方の光検出器2
4に入射する。光検出器24は、合一した干渉光の強度
を検出する。
時計廻シ光の振幅をF:r、反時計廻シ光の振幅全El
とする。両方の光は、厳密に同一の光路上を伝搬するの
で、光路差がない。
Sagnac効果があるので、光ファイバループが角速
度Ωで回転していると、位相差Δθは2kLaΩ Δ0 = −□     (1) が現われる。kはレーザ光の仮数、Lは光ファイバルー
プの全長、aは光フアイバループの半径、Ωは角速度、
Cは真空中での光速である。
時計廻シ光、反時計廻9光の波動(光検出器面上での)
をIr、Ilで表わすと、 と書くことができる。光検出器の出力■はt  =  
Il、  +  1112=   Er2 +  E□
  +  2  ErElcnsΔθ   (4)とな
る。Er、Elが一定であるとすれば、出カニから、位
相差Δθを算出する事ができる。
第2図の基本的な光フアイバジャイロは周知である。こ
れは、直流値の変化によってΔθ全測定するので、必ず
しも信頼性が高くない。
第3図に示すものは、本発明者が先に発明した光フアイ
バジャイロの光学系構成図である。
時計廻シ光と反時計廻り光をハーフミラ−25,26に
よって別異の光路へ取出し、ハーフミラ−21によって
、両者を合一させて、光検出器24で干渉光の強度を測
定する。そして、一方の分離された光路中に、音響光学
素子28全挿入しである。
音響光学素子が周波数ω□で駆動されていたとする。す
ると、光検出器24はcos(ωmt十Δθ)の形で位
相差を検出することになる。
(つ)従来技術の難点 光検出器に入る光は、光フアイバループを通過した時計
廻シ光と反時計廻シ光だけではない。ファイバ端面A1
Bからの反射光、ファイバの後方散乱光、時計廻シ光(
CW )、反時計廻り光(CCW )の光フアイバ内で
の干渉によるノイズ成分なども光検出MRに入る。ノイ
ズが大きいと、気化が低下し、信頼性が低くなる。
いまひとつの難点は、装置を組立てる作業が困難である
、ということである。
光源と、ファイバ端との結合、ハーフミラ−で反則され
た光とファイバ他端との結合、ハーフミラ−でのCW光
、CCW光の重なシ合い、光検出器とCW光、CCW光
の光軸合わせなどが難しい。A点、B点(ファイバ端)
と光検出器とを同時に調整しなければならないからであ
る。
時計廻り光、反時計廻シ光の強度は等しくするのが望ま
しいが、光フアイバループは1個であるので、これは難
しい。
に)本発明の光フアイバジャイロ 本発明は、これらの難点を解決することを目的とする。
本発明の光フアイバジャイロは、同一の光ファイバルー
プの中を、相反する方向へ光を通すのではなく、2つの
光フアイバループを使いそれぞれに、時計廻シ光、反時
計廻シ光を通すようにする。
第1図は本発明の光フアイバジャイロの光学系構成図で
るる。
レーザ光源1から出たコヒーレントな光は、ハーフミラ
−2で2本の光線に分割される。
一方の光線は、時計廻シ光用光ファイバルー13に入シ
、この中を時計廻シに通過する。
他方の光線は、反時計廻り光用光ファイバ)v −プ4
に入シ、この中を反時計廻シに通過する。
時計廻り光及び反時計11u)光は夫々の光フアイバル
ープ3.4を出射L;l;&、第2ハーフ ミー’ −
5で合体する。合体した干渉光は、光検出器6によって
強度検出される。
光フアイバルー13.4の長さ、その他の光路部分の長
さを時計廻シ光、反時計廻シ光について同一であるとす
ると、(2)、(3)、(4)式が成立して、光検出器
の出カニとして、囲Δθを含む(4)式が得られる。位
相差Δθから、ファイバル−プの角周波数Ωを知ること
ができる。
光路長が時計廻シ光、反時計廻シ光について厳密に等し
くなくても良い。光源1の光がコヒーレンス長よシも、
光路差が小さければ、二光線の干渉が可能である。
光路差δが、時計廻シ光、反時計1[u)光の間にある
とすれば、(4)式の部Δθのかわシに、C05(Δθ
+δ  。
2卜「)か含まれた表式に従って、光強度が検出される
δ=′A//4であれば、sinΔθの形で、Δθを知
るととができる。
まだ、光フアイバルー13.4の巻数が必ずしも同一で
なければならないという事もない。
光ファイバル−プ3.4の半径も、厳密に同一でなけれ
ばならない、という事もない。
一方の光フアイバルーズの長さkL+、半径をal、他
方の光フアイバルーズの長さヲL2、半径k a2とす
ると、一般に位相差は、 と、光路差δによるものとの和になる。
なお、レーザのかわシに、スーパールミネセントダイオ
ードを光源として用いることもできる。
(4)本発明の効果 本発明の光フアイバジャイロ1は、2つの光ファイバル
−プを用いて、それぞれ一定方向に光を通すようにして
いるから、ファイバ端での反射光が光検出器に入ってノ
イズとなることがない。
またファイバ後方散乱光と、時計廻り光、反時計廻シ光
とが干渉してノイズとなることをも防ぐ事ができる。
また、光源と光フアイバ端面との(入射側)結合作業と
、それぞれの光ファイバから呂た光をハーフミラ−を調
節して光検出器上で干渉させるための光軸調整作業を独
立に行うことができる。目出度が大きいので、作業は楽
になる。
に)本発明の用途 この発明は、航空機、自動車、船舶、ロボット等、移動
体に搭載されるジャイロとして広い用途を持っている。
この発明は、光変調形の光フアイバジャイロにも応用す
る事ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光フアイバジャイロの光学系構成図。 第2図は周知の光フアイバジャイロの基本的光学系構成
図。 第3図は音響光学素子を用いて、一方の光を変調した公
知の光フアイバジャイロの光学系構成図。 1  ・・・・・ ・・・  光     源2 ・・
・・・・・・・ ハーフミラ−3,4・・・・・・・・
・  光フアイバループ5 ・・・・・・・・・ ハー
フミラ−6・・・・・・・・・光検出器 発明者     西  脇  由  和西  浦  洋
  三 特許出願人   住友電気工業株式会社第2図 第3図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光ファイバル−プ内を伝搬する時計廻り光と反時
    計廻9光の干渉を利用した光フアイバジャイロにおいて
    、時計NC光用の光ファイ/<)V−プと反時計量す光
    用の光フアイバループバジャイロ。
  2. (2)時計廻り光と反時計廻シ光の光路差が、レーザ光
    の波長λの整数倍である特許請求の範囲第(1)項記載
    の光フアイバジャイロ。
  3. (3)時計廻り光と反時計廻り光の光路差が、−レーザ
    光の波長λの(整数+1%2)倍である特許請求の範囲
    第(1)項記載の光フアイバジャイロ。
JP57173481A 1982-10-02 1982-10-02 光フアイバジヤイロ Pending JPS5963510A (ja)

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JP57173481A JPS5963510A (ja) 1982-10-02 1982-10-02 光フアイバジヤイロ

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JPS5963510A true JPS5963510A (ja) 1984-04-11

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JP57173481A Pending JPS5963510A (ja) 1982-10-02 1982-10-02 光フアイバジヤイロ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10921125B2 (en) 2018-11-21 2021-02-16 Imec Vzw Optical gyroscope

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58214809A (ja) * 1982-06-09 1983-12-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> フアイバジヤイロ

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58214809A (ja) * 1982-06-09 1983-12-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> フアイバジヤイロ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10921125B2 (en) 2018-11-21 2021-02-16 Imec Vzw Optical gyroscope

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