JPS6135486B2 - - Google Patents
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- JPS6135486B2 JPS6135486B2 JP55160231A JP16023180A JPS6135486B2 JP S6135486 B2 JPS6135486 B2 JP S6135486B2 JP 55160231 A JP55160231 A JP 55160231A JP 16023180 A JP16023180 A JP 16023180A JP S6135486 B2 JPS6135486 B2 JP S6135486B2
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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
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光フアイバを用いたジマイロスコープ
に係り、光集積化を簡易化した制御性および実用
性の高いフアイバジヤイロに関する。
に係り、光集積化を簡易化した制御性および実用
性の高いフアイバジヤイロに関する。
円環状に巻回された光フアイバ中に、互いに逆
向きに光を伝搬させたとき、そのCW波（時計回
り方向に伝搬する光波）とCCW波（反時計回り
方向に伝搬する光波）を合波干渉させると例えば E.J.Post Review of Modern Physics39pp475（1967）
等に紹介されるように、Sagnac効果によつて系
の角速度に比例した位相差が生じることが知られ
ている。この原理を応用して、レーザ光の位相差
から回転軸等の角速度を検出するレーザジヤイロ
やフアイバジヤイロが上記レーザジヤイロはリン
グ状の共振器を形成して構成され、CW波および
CCW波の角速度によつて生じる位相差が上記各
光波の発信周波数の差として現われることを利用
して、その角速度を検出するものである。これに
対してフアイバジヤイロは、レーザジヤイロに比
較して長い光フアイイバを環状に巻いて多重に亘
る伝搬路を形成することにより、その環状面積と
巻数との積に比例した高感度な角速度検出を行い
得ると云う優れた特徴を有している。
向きに光を伝搬させたとき、そのCW波（時計回
り方向に伝搬する光波）とCCW波（反時計回り
方向に伝搬する光波）を合波干渉させると例えば E.J.Post Review of Modern Physics39pp475（1967）
等に紹介されるように、Sagnac効果によつて系
の角速度に比例した位相差が生じることが知られ
ている。この原理を応用して、レーザ光の位相差
から回転軸等の角速度を検出するレーザジヤイロ
やフアイバジヤイロが上記レーザジヤイロはリン
グ状の共振器を形成して構成され、CW波および
CCW波の角速度によつて生じる位相差が上記各
光波の発信周波数の差として現われることを利用
して、その角速度を検出するものである。これに
対してフアイバジヤイロは、レーザジヤイロに比
較して長い光フアイイバを環状に巻いて多重に亘
る伝搬路を形成することにより、その環状面積と
巻数との積に比例した高感度な角速度検出を行い
得ると云う優れた特徴を有している。
ところがフアイバジヤイロにあつては、本質的
に受動干渉計を構成するから、微小位相差を確実
に検出する工夫を施さなければ、高精度な角速度
検出ができないと云う問題を有している。
に受動干渉計を構成するから、微小位相差を確実
に検出する工夫を施さなければ、高精度な角速度
検出ができないと云う問題を有している。
このような問題に対して、従来例えば
R.F.Cahill＆E.Vdd
Optics Letters４pp93（1979）に紹介される
ように、音響光学効果によるブラツグ光変調器を
用いてCW波およびCCW波にそれぞれ周波数差
ｍを与え、光フアイバで生じた両波の間の位相
差を零とするように上記変調器を駆動するVCO
の発振周波数ｍを可変制御し、この発振周波数
ｍから角速度を検出するような工夫が試みられ
〓〓〓〓
ている。然乍ら、このような手段ではブラツグ光
変調器に要する駆動電力が大きく、装置の小型
化・軽量化が著しく困難であると云う不具合を有
していた。またVCOに要求される比周波数変化
幅を大きく設定する必要があり、制御性およびそ
の構成が相当複雑化した。その上、ジヤイロを光
集積化するに際して有望なGaAs等の―属半
導体基板上にそのままブラツグ光変調器を形成し
ても表面超音波の励振効率が悪く、実用に適さな
いと云う問題がある。この為、ZnS等にブラツグ
光変調器を形成してこれを組合せる為の対策が必
要となり、製造プロセスに大きな困難を伴つた。
ように、音響光学効果によるブラツグ光変調器を
用いてCW波およびCCW波にそれぞれ周波数差
ｍを与え、光フアイバで生じた両波の間の位相
差を零とするように上記変調器を駆動するVCO
の発振周波数ｍを可変制御し、この発振周波数
ｍから角速度を検出するような工夫が試みられ
〓〓〓〓
ている。然乍ら、このような手段ではブラツグ光
変調器に要する駆動電力が大きく、装置の小型
化・軽量化が著しく困難であると云う不具合を有
していた。またVCOに要求される比周波数変化
幅を大きく設定する必要があり、制御性およびそ
の構成が相当複雑化した。その上、ジヤイロを光
集積化するに際して有望なGaAs等の―属半
導体基板上にそのままブラツグ光変調器を形成し
ても表面超音波の励振効率が悪く、実用に適さな
いと云う問題がある。この為、ZnS等にブラツグ
光変調器を形成してこれを組合せる為の対策が必
要となり、製造プロセスに大きな困難を伴つた。
本発明はこのような事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、測定精度を十分
高く設定すると共にその制御性の簡易化を図り
得、また光集積回路化を容易に図り得る簡易で実
用性の高いフアイバジヤイロを提供することにあ
る。
ので、その目的とするところは、測定精度を十分
高く設定すると共にその制御性の簡易化を図り
得、また光集積回路化を容易に図り得る簡易で実
用性の高いフアイバジヤイロを提供することにあ
る。
以下、図面を参照して本発明の一実施例につき
説明する。
説明する。
第１図は本発明に係る光集積回路化されたフア
イバジヤイロの概略構成図であり、第２図は上記
フアイバジヤイロの電気的制御回路の構成図であ
る。第１の半導体レーザ装置１はブラツグ反射器
１ａ，１ｂと、これらのブラツグ反射器１ａ，１
ｂに挾まれて設けられた活性領域１ｃとにより構
成される。ブラツグ反射器１ａ，１ｂは活性領域
１ｃに対して電気的に分離され、後述する電気的
制御電圧の印加による電気光学効果によつてその
光位相定数を可変する。これによつてブラツグ反
射器１ａ，１ｂ内で選択反射するレーザ光波長が
可変制御されるように構成されている。従つて、
第１の半導体レーザ装置１から出力される第１の
半導体レーザ光は、電気信号によつて発振周波数
制御され、またこの制御に要する電力も僅かで良
くなつている。
イバジヤイロの概略構成図であり、第２図は上記
フアイバジヤイロの電気的制御回路の構成図であ
る。第１の半導体レーザ装置１はブラツグ反射器
１ａ，１ｂと、これらのブラツグ反射器１ａ，１
ｂに挾まれて設けられた活性領域１ｃとにより構
成される。ブラツグ反射器１ａ，１ｂは活性領域
１ｃに対して電気的に分離され、後述する電気的
制御電圧の印加による電気光学効果によつてその
光位相定数を可変する。これによつてブラツグ反
射器１ａ，１ｂ内で選択反射するレーザ光波長が
可変制御されるように構成されている。従つて、
第１の半導体レーザ装置１から出力される第１の
半導体レーザ光は、電気信号によつて発振周波数
制御され、またこの制御に要する電力も僅かで良
くなつている。
また第２の半導体レーザ装置２は、上記第１の
半導体レーザ装置１と同様に、ブラツグ反射器２
ａ，２ｂ、そして活性領域２ｃとにより構成さ
れ、その出力である第２の半導体レーザ光の発振
周波数も電気的に制御される。これらの第１およ
び第２の半導体レーザ光の発振周波数のオフセツ
トは、各発振周波数可変範囲に比して十分小さく
抑えられていることは云うまでもない。
半導体レーザ装置１と同様に、ブラツグ反射器２
ａ，２ｂ、そして活性領域２ｃとにより構成さ
れ、その出力である第２の半導体レーザ光の発振
周波数も電気的に制御される。これらの第１およ
び第２の半導体レーザ光の発振周波数のオフセツ
トは、各発振周波数可変範囲に比して十分小さく
抑えられていることは云うまでもない。
しかして、第１および第２の半導体レーザ装置
１，２より出力される半導体レーザ光はTE波と
なつており、それぞれTM波遮断フイルタ３，４
を介したのち、入射角が45゜に定められたブラツ
グ反射ビームスプリツタ５，６を介してTM波に
変換されて、略90゜方向に導かれる。このように
してTM波に変換された第１および第２の半導体
レーザ光は導波レンズ７，８をそれぞれ介して光
フアイバ９に送出される。光フアイバ９は例えば
軸１０の周囲に巻回され、その両端を上記導波レ
ンズ７，８のそれぞれ結合したものである。尚、
軸１０は光フアイバ９の巻回に用いられるもの
で、治具として機能する。従つて第１の半導体レ
ーザ光は導波レンズ７から光フアイバ９を時計回
り方向に伝搬して、CW波として導波レンズ８に
到達する。また他方の第２の半導体レーザ光は導
波レンズ８から光フアイバ９を反時計回り方向に
伝搬して、CCW波として導波レンズ７に到達す
る。このようにして光フアイバを伝搬した第１お
よび第２の半導体レーザ光（CW波とCCW波：
TM波）は導波レンズ７，８にてそれぞれコリメ
ートされて前記ビームスプリツタ５，６に入射さ
れる。このとき、上記半導体レーザ光はビームス
プリツタ５，６によつて第１および第２の半導体
レーザ装置１，２側にも反射波を生じるが、この
反射波のTM波成分は、前記TM波遮断フイルタ
３，４によつてそれぞれ阻止される。これ故、反
射波による第１および第２の半導体レーザ装置
１，２の動作不安定化等が生じる懸念がすくなく
なる。尚、このようなTM波の通過を阻止する
TM波遮断フイルタ３，４は金属クラツドを付加
すること等により実現される。
１，２より出力される半導体レーザ光はTE波と
なつており、それぞれTM波遮断フイルタ３，４
を介したのち、入射角が45゜に定められたブラツ
グ反射ビームスプリツタ５，６を介してTM波に
変換されて、略90゜方向に導かれる。このように
してTM波に変換された第１および第２の半導体
レーザ光は導波レンズ７，８をそれぞれ介して光
フアイバ９に送出される。光フアイバ９は例えば
軸１０の周囲に巻回され、その両端を上記導波レ
ンズ７，８のそれぞれ結合したものである。尚、
軸１０は光フアイバ９の巻回に用いられるもの
で、治具として機能する。従つて第１の半導体レ
ーザ光は導波レンズ７から光フアイバ９を時計回
り方向に伝搬して、CW波として導波レンズ８に
到達する。また他方の第２の半導体レーザ光は導
波レンズ８から光フアイバ９を反時計回り方向に
伝搬して、CCW波として導波レンズ７に到達す
る。このようにして光フアイバを伝搬した第１お
よび第２の半導体レーザ光（CW波とCCW波：
TM波）は導波レンズ７，８にてそれぞれコリメ
ートされて前記ビームスプリツタ５，６に入射さ
れる。このとき、上記半導体レーザ光はビームス
プリツタ５，６によつて第１および第２の半導体
レーザ装置１，２側にも反射波を生じるが、この
反射波のTM波成分は、前記TM波遮断フイルタ
３，４によつてそれぞれ阻止される。これ故、反
射波による第１および第２の半導体レーザ装置
１，２の動作不安定化等が生じる懸念がすくなく
なる。尚、このようなTM波の通過を阻止する
TM波遮断フイルタ３，４は金属クラツドを付加
すること等により実現される。
ところで前記第１および第２の半導体レーザ装
置１，２より出力された半導体レーザ光のTE波
成分はビームスプリツタ５．６を透過して、結合
長が十分長く設定されたブラツグ反射モード変換
器１１に導かれる。このモード変換器１１にて上
記TE波の各半導体レーザ光は、各々TM波に変
換されて反射される。そして、これらの各半導体
レーザ光はブラツグ反射器１２，１３にて反射さ
れたのち、ブラツグ反射ビームスプリツタ１４に
導かれて光結合される。このブラツグ反射ビーム
スプリツタ１４は第１の光結合器として作用し、
これによつて結合された半導体レーザ光は第１の
〓〓〓〓
光検出器１５，１６上にて干渉することになる。
かくしてここに、第１の光検出器１５，１６に上
記半導体レーザ光の光混合差周波数（１―
２）が生じ、これが検出される。また前記光フア
イバ９を介して伝搬された半導体レーザ光のCW
波およびCCW波は、前記ビームスプリツタ５．
６を透過して第２の光結合器であるブラツグ反射
ビームスプリツタ１７に導かれる。このビームス
プリツタ１７に入力する各半導体レーザ光はTM
波であり、ここで光結合されて透過波および反射
波に２分されて光検出器１８，１９に導かれる。
この光検出器１８，１９上で上記各半導体レーザ
光が干渉し、光混合差周波数（１―２）を生
じて光検出器１８，１９にて検出される。尚、図
中２０は、光フアイバ９を除く各構成要素、つま
り半導体レーザ装置１，２やビームスプリツタ、
光検出器を集積したGaAs等の半導体基板を示し
ている。
置１，２より出力された半導体レーザ光のTE波
成分はビームスプリツタ５．６を透過して、結合
長が十分長く設定されたブラツグ反射モード変換
器１１に導かれる。このモード変換器１１にて上
記TE波の各半導体レーザ光は、各々TM波に変
換されて反射される。そして、これらの各半導体
レーザ光はブラツグ反射器１２，１３にて反射さ
れたのち、ブラツグ反射ビームスプリツタ１４に
導かれて光結合される。このブラツグ反射ビーム
スプリツタ１４は第１の光結合器として作用し、
これによつて結合された半導体レーザ光は第１の
〓〓〓〓
光検出器１５，１６上にて干渉することになる。
かくしてここに、第１の光検出器１５，１６に上
記半導体レーザ光の光混合差周波数（１―
２）が生じ、これが検出される。また前記光フア
イバ９を介して伝搬された半導体レーザ光のCW
波およびCCW波は、前記ビームスプリツタ５．
６を透過して第２の光結合器であるブラツグ反射
ビームスプリツタ１７に導かれる。このビームス
プリツタ１７に入力する各半導体レーザ光はTM
波であり、ここで光結合されて透過波および反射
波に２分されて光検出器１８，１９に導かれる。
この光検出器１８，１９上で上記各半導体レーザ
光が干渉し、光混合差周波数（１―２）を生
じて光検出器１８，１９にて検出される。尚、図
中２０は、光フアイバ９を除く各構成要素、つま
り半導体レーザ装置１，２やビームスプリツタ、
光検出器を集積したGaAs等の半導体基板を示し
ている。
かくしてここに、第１の光検出器１５，１６に
よつて第１および第２の半導体レーザ装置１，２
が出力する半導体レーザ光の各周波数１，２
の差、つまり光混合差周波数（１―２）が検
出されている。また、第２の光検出器１８，１９
によつて光フアイバ９を互いに逆向きに伝搬され
た半導体レーザ光のCW波およびCCW波の光混
合差周波数（１―２）が検出されている。
よつて第１および第２の半導体レーザ装置１，２
が出力する半導体レーザ光の各周波数１，２
の差、つまり光混合差周波数（１―２）が検
出されている。また、第２の光検出器１８，１９
によつて光フアイバ９を互いに逆向きに伝搬され
た半導体レーザ光のCW波およびCCW波の光混
合差周波数（１―２）が検出されている。
さて、上記の如く第１および第２の光検出器１
５，１６，１８，１９にて検出された各光混合差
周波数（１―２）の検出信号は第２図に示さ
れる位相器２１，２２，２３，２４にそれぞれ供
給される。第１の光検出器１５，１６で得られた
信号は位相器２１，２２を介して相互に逆相とな
る位相関係に定められたのち、差動増幅器２５に
導かれて合成・増幅される。また第２の光検出器
１８，１９にて検出された信号は位相器２３，２
４を介して逆相関係に位相制御されたのち、同様
に差動増幅器２６に導かれて合成・増幅される。
位相検出器２７は、上記各増幅器２５，２６で求
められた、発振出力半導体レーザ光の光混合差周
波数（１―２）と、光フアイバ９を介した半
導体レーザ光の光混合差周波数（１―２）と
の位相差を検出している。この位相検出器２７に
よつて求められた位相差信号は、低域波器
（LPF）２８を介して増幅器２９に導かれ、必要
レベルまで増幅されたのち前記第１の半導体レー
ザ装置１のブラツグ反射器１ａ，１ｂの制御に供
される。この位相差信号に応じて前記ブラツグ反
射器１ａ，１ｂの光位相定数が変化し、第１の半
導体レーザ光の発振周波数１が前述したように
変化することになる。そして、この位相差検出に
よる発振周波数の安定した時点で、つまり制御ル
ープの位相が特定値で安定したときの前記光混合
差周波数（１―２）が増幅器２５からカウン
タ３０に導かれてその周波数差の計測が行われ
る。この周波数差は後述するように角速度に相当
したものとなつているから、結局カウンタ３０の
計数値から角速度を求めることが可能となる。
５，１６，１８，１９にて検出された各光混合差
周波数（１―２）の検出信号は第２図に示さ
れる位相器２１，２２，２３，２４にそれぞれ供
給される。第１の光検出器１５，１６で得られた
信号は位相器２１，２２を介して相互に逆相とな
る位相関係に定められたのち、差動増幅器２５に
導かれて合成・増幅される。また第２の光検出器
１８，１９にて検出された信号は位相器２３，２
４を介して逆相関係に位相制御されたのち、同様
に差動増幅器２６に導かれて合成・増幅される。
位相検出器２７は、上記各増幅器２５，２６で求
められた、発振出力半導体レーザ光の光混合差周
波数（１―２）と、光フアイバ９を介した半
導体レーザ光の光混合差周波数（１―２）と
の位相差を検出している。この位相検出器２７に
よつて求められた位相差信号は、低域波器
（LPF）２８を介して増幅器２９に導かれ、必要
レベルまで増幅されたのち前記第１の半導体レー
ザ装置１のブラツグ反射器１ａ，１ｂの制御に供
される。この位相差信号に応じて前記ブラツグ反
射器１ａ，１ｂの光位相定数が変化し、第１の半
導体レーザ光の発振周波数１が前述したように
変化することになる。そして、この位相差検出に
よる発振周波数の安定した時点で、つまり制御ル
ープの位相が特定値で安定したときの前記光混合
差周波数（１―２）が増幅器２５からカウン
タ３０に導かれてその周波数差の計測が行われ
る。この周波数差は後述するように角速度に相当
したものとなつているから、結局カウンタ３０の
計数値から角速度を求めることが可能となる。
次に、上記の如く構成されたフアイバジヤイロ
の作用につき説明する。
の作用につき説明する。
円環状に巻かれた光フアイバ９の半径がＲ、巻
数がｍであるとき、軸１０を含む系の回転角速度
がΩであるとすると、波数１なる第１の半導体
レーザ光がCW波として光フアイバ９を伝搬する
に要する時間τcwは次のように示される。
数がｍであるとき、軸１０を含む系の回転角速度
がΩであるとすると、波数１なる第１の半導体
レーザ光がCW波として光フアイバ９を伝搬する
に要する時間τcwは次のように示される。
τcw（２πRm−ΔScw）／Ｃ＝ΔScw／ΩＲ
但し、光フアイバ９の出口がτcw時間に移動する
長さをΔScwとして示してあり、このΔScwは として示される。従つて上式は整理して τcw＝２πRm／（Ｃ＋ΩＲ） …(1) として示すことができる。一方、周波数２なる
第２の半導体レーザ光がCCW波として光フアイ
バ９を伝搬するに要する時間τcwは、同様にして
次のように示される。
長さをΔScwとして示してあり、このΔScwは として示される。従つて上式は整理して τcw＝２πRm／（Ｃ＋ΩＲ） …(1) として示すことができる。一方、周波数２なる
第２の半導体レーザ光がCCW波として光フアイ
バ９を伝搬するに要する時間τcwは、同様にして
次のように示される。
τccw＝２πRm／（Ｃ−ΩＲ） …(2)
但し、Ｃは光フアイバ９中を伝搬する半導体レー
ザ光の速度である。従つて上記条件において、第
２の光検出器１８，１９によつて検出される光混
合差周波数の位相φ（ｔ）は φ（ｔ）＝２π１（ｔ−τcw）−２π２（ｔ
−τccw） ＝２π（１−２）ｔ−２π（１τcw−
２τccw） …(3) として示され第(3)式において第２項は前記角周波
数Ωに依存していることが判る。従つてこの角周
〓〓〓〓
波数Ωに依存する第２項に着目し、これΨ(〓)と
すると Ψ(〓)＝２π（１τcw−２τccw） として示され、前記第(1)，(2)式から Ψ(〓)＝２π〔２π１Ｒｍ／Ｃ＋ΩＲ−２π２Ｒ
ｍ／Ｃ−ΩＲ〕…(4) なる関係が成立することが導かれる。
ザ光の速度である。従つて上記条件において、第
２の光検出器１８，１９によつて検出される光混
合差周波数の位相φ（ｔ）は φ（ｔ）＝２π１（ｔ−τcw）−２π２（ｔ
−τccw） ＝２π（１−２）ｔ−２π（１τcw−
２τccw） …(3) として示され第(3)式において第２項は前記角周波
数Ωに依存していることが判る。従つてこの角周
〓〓〓〓
波数Ωに依存する第２項に着目し、これΨ(〓)と
すると Ψ(〓)＝２π（１τcw−２τccw） として示され、前記第(1)，(2)式から Ψ(〓)＝２π〔２π１Ｒｍ／Ｃ＋ΩＲ−２π２Ｒ
ｍ／Ｃ−ΩＲ〕…(4) なる関係が成立することが導かれる。
従つて前述したように光混合差周波数の位相差
を検出し、この位相差に基づいて第１の半導体レ
ーザ光の発振周波数を帰還制御して、そのループ
にオフセツトを与え、上記Ψ(〓)が零となるよう
に調整することによつて、次のように角速度Ωを
求めることが可能となる。即ち、第(4)式において １／Ｃ＋ΩＲ＝２／Ｃ−ΩＲ …(5) なる条件に位相制御すればよいから、このときの
周波数１，２より Ω＝Ｃ／Ｒ・（１−２）／（１＋２） …(6) として角速度Ωが求めることが可能となる。また
この関係は １−２＝ΩＲ（１＋２）／Ｃ〓２ΩＲ／λ…
(7) として示されるから、光混合差周波数（１−
２）をカウンタ３０にて計測し、また光フアイバ
９の巻き半径Ｒと半導体レーザ光の波長λとを予
め求めておけば、ここに簡易にして角速度Ωを検
出することが可能となる。
を検出し、この位相差に基づいて第１の半導体レ
ーザ光の発振周波数を帰還制御して、そのループ
にオフセツトを与え、上記Ψ(〓)が零となるよう
に調整することによつて、次のように角速度Ωを
求めることが可能となる。即ち、第(4)式において １／Ｃ＋ΩＲ＝２／Ｃ−ΩＲ …(5) なる条件に位相制御すればよいから、このときの
周波数１，２より Ω＝Ｃ／Ｒ・（１−２）／（１＋２） …(6) として角速度Ωが求めることが可能となる。また
この関係は １−２＝ΩＲ（１＋２）／Ｃ〓２ΩＲ／λ…
(7) として示されるから、光混合差周波数（１−
２）をカウンタ３０にて計測し、また光フアイバ
９の巻き半径Ｒと半導体レーザ光の波長λとを予
め求めておけば、ここに簡易にして角速度Ωを検
出することが可能となる。
このように本発明に係るフアイバジヤイロは、
電気的制御系を非常に簡易に構成することがで
き、また前記光学系と共に基板２０上に同時集積
することも可能である。また第１の半導体レーザ
光の発振周波数を位相制御の下で可変し、その安
定点における光混合差刺波数を計測て角速度Ωを
求めるので、測定精度の大幅な向上を図ることが
でき、またその信頼性を非常に高くすること等が
可能となる。
電気的制御系を非常に簡易に構成することがで
き、また前記光学系と共に基板２０上に同時集積
することも可能である。また第１の半導体レーザ
光の発振周波数を位相制御の下で可変し、その安
定点における光混合差刺波数を計測て角速度Ωを
求めるので、測定精度の大幅な向上を図ることが
でき、またその信頼性を非常に高くすること等が
可能となる。
以上説明したように本発明のフアイバジヤイロ
によれば、 (i) 従来広く用いられた超音波ブラツグ反射器の
ように大電力の高周波電気信号を全く必要とし
ない。
によれば、 (i) 従来広く用いられた超音波ブラツグ反射器の
ように大電力の高周波電気信号を全く必要とし
ない。
(ii) この為、他の微細な電気信号を処理する系へ
の誘導衝害等を招くことがなく、特作の安定化
を図り得る。
の誘導衝害等を招くことがなく、特作の安定化
を図り得る。
(iii) そして飛行物体等に搭載した場合等、シール
ド用部材の重量軽減や、電源等の簡易化を図り
得る。
ド用部材の重量軽減や、電源等の簡易化を図り
得る。
(iv) 光によつてフエーズ・ロツクド・ループの発
振器を構成するので、その発振周波数の比帯域
帯を広くすることができ、制御性の安定化を図
り得る。
振器を構成するので、その発振周波数の比帯域
帯を広くすることができ、制御性の安定化を図
り得る。
(v) 光フアイバ９による環状光導波路を含めて全
てを電気・光学的に構成でき、機械的可動部分
を全く必要となしない。
てを電気・光学的に構成でき、機械的可動部分
を全く必要となしない。
(vi) これ故、システムの小型・軽量化を簡易に図
り得、１チツプ集積化も可能となる。
り得、１チツプ集積化も可能となる。
(vii) その上、検出感度も十分高く設定できる上、
検出精度も高くできて、実用性に優れたシステ
ムを簡易に実現できる。
検出精度も高くできて、実用性に優れたシステ
ムを簡易に実現できる。
等の絶大なる効果を奏する。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えばフアイバ９の巻き数やその半径、半
導体レーザ光の発振周波数等は仕様に応じて定め
ればよいものである。また第１および第２の光検
出器をそれぞれ１つだけ設けるようにしてもよ
い。また光フアイバ９を基板２０の裏面に配設し
て、形状のコンパクト化を図るようにしても良
い。要するに本発明はその要旨を逸脱しない範囲
で種々変形して実施することができる。
ない。例えばフアイバ９の巻き数やその半径、半
導体レーザ光の発振周波数等は仕様に応じて定め
ればよいものである。また第１および第２の光検
出器をそれぞれ１つだけ設けるようにしてもよ
い。また光フアイバ９を基板２０の裏面に配設し
て、形状のコンパクト化を図るようにしても良
い。要するに本発明はその要旨を逸脱しない範囲
で種々変形して実施することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す光学系の概略
構成図、第２図は同実施例の電気的制御回路の構
成図である。 １，２…半導体レーザ装置、３，４…TM波遮
断フイルタ、５，６…ブラツグ反射ビームスプリ
ツタ、７，８…導波レンズ、９…光フアイバ、１
０…軸、１１…ブラツグ反射モード変換器、１
２，１３…ブラツグ反射器、１４，１７…ブラツ
グ反射ビームスプリツタ（光結合器）、１５，１
６，１８，１９…光検出器、２０…半導体基板、
２１，２２，２３，２４…位相器、２５，２６…
差動増幅器、２７…位相検出器、２８…低域波
器（LPF）、２９…増幅器、３０…カウンタ。 〓〓〓〓
構成図、第２図は同実施例の電気的制御回路の構
成図である。 １，２…半導体レーザ装置、３，４…TM波遮
断フイルタ、５，６…ブラツグ反射ビームスプリ
ツタ、７，８…導波レンズ、９…光フアイバ、１
０…軸、１１…ブラツグ反射モード変換器、１
２，１３…ブラツグ反射器、１４，１７…ブラツ
グ反射ビームスプリツタ（光結合器）、１５，１
６，１８，１９…光検出器、２０…半導体基板、
２１，２２，２３，２４…位相器、２５，２６…
差動増幅器、２７…位相検出器、２８…低域波
器（LPF）、２９…増幅器、３０…カウンタ。 〓〓〓〓
Claims (1)
- １ 第１および第２の半導体レーザ光を混合して
その差周波を得る第１の光結合器と、この第１の
光結合器で得られた上記差周波を検出する第１の
光検出器と、前記第１および第２の半導体レーザ
光を回転軸に対して互いに逆回転させて伝搬する
光フアイバと、この光フアイバを介して伝搬され
た前記第１および第２の半導体レーザ光を混合し
てその差周波を得る第２の光結合器と、この第２
の光結合器で得られた上記差周波を検出する第２
の光検出器と、前記第１および第２の光検出器に
てそれぞれ検出された差周波の位相差を検出する
位相検出器と、この位相検出器で検出された上記
位相差に基づいて前記第１の半導体レーザ光の発
振周波数を変化させて上記位相差を特定値に一定
化する帰還制御回路と、この発振周波数制御され
た第１および第２の半導体レーザ光の差周波数か
ら前記回転軸の回転速度情報を得る手段とを具備
したことを特徴とするフアイバジヤイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55160231A JPS5784311A (en) | 1980-11-14 | 1980-11-14 | Fiber gyro |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55160231A JPS5784311A (en) | 1980-11-14 | 1980-11-14 | Fiber gyro |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61025306A Division JPS61180108A (ja) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | 回転速度検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5784311A JPS5784311A (en) | 1982-05-26 |
| JPS6135486B2 true JPS6135486B2 (ja) | 1986-08-13 |
Family
ID=15710533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55160231A Granted JPS5784311A (en) | 1980-11-14 | 1980-11-14 | Fiber gyro |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5784311A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS604807A (ja) * | 1983-06-23 | 1985-01-11 | Fujitsu Ltd | 光フアイバジヤイロ |
| EP0186299B1 (en) * | 1984-12-13 | 1990-04-18 | Stc Plc | Optical amplifier |
| US7522284B2 (en) * | 2006-09-29 | 2009-04-21 | Honeywell International Inc. | Optical resonator gyro and method for reducing resonance asymmetry errors |
-
1980
- 1980-11-14 JP JP55160231A patent/JPS5784311A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5784311A (en) | 1982-05-26 |
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