JPS5963510A - 光フアイバジヤイロ - Google Patents
光フアイバジヤイロInfo
- 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
Links
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
Landscapes
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- Gyroscopes (AREA)
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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】
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
−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。
、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。
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。
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。
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。
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 。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
−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。
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。
、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。
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。
る事ができる。
第1図は本発明の光フアイバジャイロの光学系構成図。
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
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)
- (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)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)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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57173481A JPS5963510A (ja) | 1982-10-02 | 1982-10-02 | 光フアイバジヤイロ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57173481A JPS5963510A (ja) | 1982-10-02 | 1982-10-02 | 光フアイバジヤイロ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5963510A true JPS5963510A (ja) | 1984-04-11 |
Family
ID=15961292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57173481A Pending JPS5963510A (ja) | 1982-10-02 | 1982-10-02 | 光フアイバジヤイロ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5963510A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10921125B2 (en) | 2018-11-21 | 2021-02-16 | Imec Vzw | Optical gyroscope |
Citations (1)
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 |
-
1982
- 1982-10-02 JP JP57173481A patent/JPS5963510A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10921125B2 (en) | 2018-11-21 | 2021-02-16 | Imec Vzw | Optical gyroscope |
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