JPS63275916A - 光フアイバ−・ハイドロホン - Google Patents
光フアイバ−・ハイドロホンInfo
- Publication number
- JPS63275916A JPS63275916A JP11069887A JP11069887A JPS63275916A JP S63275916 A JPS63275916 A JP S63275916A JP 11069887 A JP11069887 A JP 11069887A JP 11069887 A JP11069887 A JP 11069887A JP S63275916 A JPS63275916 A JP S63275916A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- light
- polarization
- constant
- polarization 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
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 49
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 10
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 244000089409 Erythrina poeppigiana Species 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超高感度のパッシブ・ソナーなどに利用され
る光ファイバー・ノ１イドロホンに関するものである。
る光ファイバー・ノ１イドロホンに関するものである。
種々ある光ファイバー・ハイドロホンの方式の内、ホモ
ダイン方式の光ファイバー・ノ１イドロホンの一例を第
２図に示し説明する。
ダイン方式の光ファイバー・ノ１イドロホンの一例を第
２図に示し説明する。
従来のホモダイン型光ファイバー・ハイドロホンはこの
第２図に示すように、レーザ光源２１゜カプラー（光分
波器） ２２＆ 、音場検出用の定偏波光ファイバー２
３．この定偏波光フアイバ−２３を通過する光と位相あ
わせをするために長さをほぼ同じに決められた参照光用
定偏波光フアイバ−２４、カプラー（光合波器） ２２
ｂ 、光検出器２５ａ。
第２図に示すように、レーザ光源２１゜カプラー（光分
波器） ２２＆ 、音場検出用の定偏波光ファイバー２
３．この定偏波光フアイバ−２３を通過する光と位相あ
わせをするために長さをほぼ同じに決められた参照光用
定偏波光フアイバ−２４、カプラー（光合波器） ２２
ｂ 、光検出器２５ａ。
２５ｂ、最大音場検出感度を得るために定偏波光ファイ
バー２３．２４を通過する光の位相あわせをするための
アクチュエータ２６（主に、圧電性のセラミック円筒に
光ファイバーをまきつけたもの）および２３．２４に定
偏波光ファイバーでなく単一モード光ファイバーを使用
する場合には第２図に示すように偏光方向制御器２７ａ
、２７ｂを追加した構成からなる。このような技術は、
例えば、アプライド オプティック、Ｘ （Ａｐｐｌｉ
ｅｄ ０ｐｔｉｃｓ ／ Ｖｏｌ。
バー２３．２４を通過する光の位相あわせをするための
アクチュエータ２６（主に、圧電性のセラミック円筒に
光ファイバーをまきつけたもの）および２３．２４に定
偏波光ファイバーでなく単一モード光ファイバーを使用
する場合には第２図に示すように偏光方向制御器２７ａ
、２７ｂを追加した構成からなる。このような技術は、
例えば、アプライド オプティック、Ｘ （Ａｐｐｌｉ
ｅｄ ０ｐｔｉｃｓ ／ Ｖｏｌ。
１８、Ａ６／１５ Ｍａｒｃｈ １９７９ Ｍｅａｓｕ
ｖｍｅｎｔ ｏｆｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｏｐ
ｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｆｏｒ ａｃｏｕｓｔｉｃｄ
ｅｔｅｃｔｉｏｎ ” Ｊ、、Ａ、Ｂｕｃａｒｏ） に
説明されている。
ｖｍｅｎｔ ｏｆｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｏｐ
ｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｆｏｒ ａｃｏｕｓｔｉｃｄ
ｅｔｅｃｔｉｏｎ ” Ｊ、、Ａ、Ｂｕｃａｒｏ） に
説明されている。
なお、第２図において、２８は光検出器２５ａ。
２５ｂの冬山力を入力とする差動増幅器、２９はこの差
動増幅器２８の出力を入力とし出力をアクチュエータ２
６に供給する位相補正器、３０は差動増幅器２８の出力
を入力とする周波数分析器である。
動増幅器２８の出力を入力とし出力をアクチュエータ２
６に供給する位相補正器、３０は差動増幅器２８の出力
を入力とする周波数分析器である。
上述した従来のホモダイン型光ファイバー・ハイド１コ
ホンを最大検出感度で働かせるためには、音場検出用の
定偏波光７アイパーを通過する光と参照光用の定偏波光
ファイバーを通過する光の位相差ΔＬを λ：光の波長、ｎ：整数 にする必要がある。
ホンを最大検出感度で働かせるためには、音場検出用の
定偏波光７アイパーを通過する光と参照光用の定偏波光
ファイバーを通過する光の位相差ΔＬを λ：光の波長、ｎ：整数 にする必要がある。
そして、位相差ΔＬは、一旦設定しても温度。
水圧などの変動により変化するので、自動補正する必要
がある。
がある。
従来のホモダイン型光ファイバー・ハイ）”Ｉ：１ホン
では、一般に第２図に示すように、圧電円筒アクチュエ
ータに定偏波光ファイバーを′１きつけ、定偏波光ファ
イバーを伸長することにより位相差ΔＬを与える。この
方式だと、定偏波光ファイバーはあるバイパア分だけつ
ねに伸長されていることになり、長期間連続使用には、
信頼性に問題がある。
では、一般に第２図に示すように、圧電円筒アクチュエ
ータに定偏波光ファイバーを′１きつけ、定偏波光ファ
イバーを伸長することにより位相差ΔＬを与える。この
方式だと、定偏波光ファイバーはあるバイパア分だけつ
ねに伸長されていることになり、長期間連続使用には、
信頼性に問題がある。
本発明の光ファイバー・ハイドロホンは、レーザ光源と
、とのレーザ光源からの出射ビームを通過させ２方向に
分波するカプラーと、このカプラーによって分波された
２光が通過する２本の定偏波光ファイバーの一方につな
がる音場検出用の定偏波光ファイバーと、上記２本の定
偏波光ファイバーの他方につながる光周波数変調器およ
び遅延用の定偏波光ファイバーを有し、上記遅延用の定
偏波光ファイバーと音場検出用の定偏波光７アイパーと
はもう一方の端で連結されており、分波された上記２光
が再び上記カプラーで合波し、干渉光と々す、上記カプ
ラーの出力の検出器で検波するようにしたものである。
、とのレーザ光源からの出射ビームを通過させ２方向に
分波するカプラーと、このカプラーによって分波された
２光が通過する２本の定偏波光ファイバーの一方につな
がる音場検出用の定偏波光ファイバーと、上記２本の定
偏波光ファイバーの他方につながる光周波数変調器およ
び遅延用の定偏波光ファイバーを有し、上記遅延用の定
偏波光ファイバーと音場検出用の定偏波光７アイパーと
はもう一方の端で連結されており、分波された上記２光
が再び上記カプラーで合波し、干渉光と々す、上記カプ
ラーの出力の検出器で検波するようにしたものである。
本発明にお込ては、光周波数変調器により位相差ムＬを
制御する。
制御する。
以下、図面に基づき本発明の実殉例を詳細に説明する。
第１図は本発明による光ファイバー・ハイドロホンの一
実施例を示す構成図である。
実施例を示す構成図である。
図において、１はレーザ光源、２はこのレーザ光源１か
らの出射ビームを通過させ２方向に分波するカプラー（
光分波、光合波器）、３はこのカプラー２によって分波
された２光が通過する２本の定偏波光ファイバーの一方
につながるｆｌ−ＳＤ検出用の定偏波光フアイバ−，４
および５は２本の定偏波光ファイバーの他方につながる
光周波数変調器および遅延用の定偏波光フアイバ−，６
はカプラー２の出力を入力とする光検出器である。
らの出射ビームを通過させ２方向に分波するカプラー（
光分波、光合波器）、３はこのカプラー２によって分波
された２光が通過する２本の定偏波光ファイバーの一方
につながるｆｌ−ＳＤ検出用の定偏波光フアイバ−，４
および５は２本の定偏波光ファイバーの他方につながる
光周波数変調器および遅延用の定偏波光フアイバ−，６
はカプラー２の出力を入力とする光検出器である。
そして、遅延用の定偏波光フアイバ−５と音場検出用の
定偏波光フアイバ−３とはもう一方の端で連結されてお
り、カプラー２によって分波された上記２光が再びその
カプラー２で合波し、干渉光とな９、カプラー２の出口
の光検出器６で検波するように構成されている。
定偏波光フアイバ−３とはもう一方の端で連結されてお
り、カプラー２によって分波された上記２光が再びその
カプラー２で合波し、干渉光とな９、カプラー２の出口
の光検出器６で検波するように構成されている。
なお、７は光検出器６の出力を入力とするパントハス・
フィルター、８はこのバンドパス・フィルター７の出力
と誤差信号用発振器１０の出力を入力とし両人力の位相
弁別検波を行う位相弁別検波器、９はこの位相弁別検波
器８の出力により発振周波数が制御される電圧制御発振
器、１１はこの電圧制御発振器９の出力と誤差信号用発
振器１０の出力を混合するダブル・バランス・ミキサー
、１２はこのダブル・バランス・ミキサー１１の出力を
増幅し光周波数変調器４に供給する増幅器、１３は光検
出器６の出力を入力とする周波数分析器である。
フィルター、８はこのバンドパス・フィルター７の出力
と誤差信号用発振器１０の出力を入力とし両人力の位相
弁別検波を行う位相弁別検波器、９はこの位相弁別検波
器８の出力により発振周波数が制御される電圧制御発振
器、１１はこの電圧制御発振器９の出力と誤差信号用発
振器１０の出力を混合するダブル・バランス・ミキサー
、１２はこのダブル・バランス・ミキサー１１の出力を
増幅し光周波数変調器４に供給する増幅器、１３は光検
出器６の出力を入力とする周波数分析器である。
つぎにこの第１図に示す実施例の動作を説明する。
まず、レーザ光源１から出射し、定偏波光ファイバーに
入射した光は、カプラー（光分波、光合成）２で分波さ
れ、右回シ光（音場検出用の定偏波光フアイバ−３→遅
延用の定偏波光ファイノ（−５）と左回シ光（遅延用の
定偏波光ファイツクー５→音場検出用の定偏波光ファイ
ノ＜−３）になる。
入射した光は、カプラー（光分波、光合成）２で分波さ
れ、右回シ光（音場検出用の定偏波光フアイバ−３→遅
延用の定偏波光ファイノ（−５）と左回シ光（遅延用の
定偏波光ファイツクー５→音場検出用の定偏波光ファイ
ノ＜−３）になる。
そして、左回シ光は、遅延用の定偏波光ファイノく−５
を通過する時間Δｔおくれてから、音場検出用の定偏波
光フアイバ−３で音圧変化による位相変化を受けるので
、カプラー２で再び右回り光と左回シ光が合波、干渉し
、光検出器６で検出されるときには音波の差分に相当す
る電気信号が得られる。
を通過する時間Δｔおくれてから、音場検出用の定偏波
光フアイバ−３で音圧変化による位相変化を受けるので
、カプラー２で再び右回り光と左回シ光が合波、干渉し
、光検出器６で検出されるときには音波の差分に相当す
る電気信号が得られる。
そして、周波数ｆの音波の検出感度は次式のようになる
。
。
検出感度■Δα−ｔｈＴ（２π×ｆｘΔｔ）Δα：音波
の強度、音場検出用定偏波光ファイバーの長さに比例す
る項 ｆ： 音波の周波数 Δｔ ：遅延用定偏波光フアイバ−ループを光が通過す
るのに要する時間 つぎに、位相差ΔＬの制御は以下のようにして行なわれ
る。
の強度、音場検出用定偏波光ファイバーの長さに比例す
る項 ｆ： 音波の周波数 Δｔ ：遅延用定偏波光フアイバ−ループを光が通過す
るのに要する時間 つぎに、位相差ΔＬの制御は以下のようにして行なわれ
る。
左回り光は、光周波数変調器４により波長がΔλ変化し
てから、遅延用の定偏波光フアイバ−５および音場検出
用の定偏波光フアイバ−３を通過する。一方、右回り光
は、この逆である。
てから、遅延用の定偏波光フアイバ−５および音場検出
用の定偏波光フアイバ−３を通過する。一方、右回り光
は、この逆である。
いま、定偏波光ファイバーの長さをＬとし、光の波長を
λとすると、左右回り光の位相差はになる。そして、上
記位相差が７の整数倍になるように、光周波数変調器４
の変調周波数にフィードバック制御をかければよい。
λとすると、左右回り光の位相差はになる。そして、上
記位相差が７の整数倍になるように、光周波数変調器４
の変調周波数にフィードバック制御をかければよい。
第１図に示す実施例では、検出しようとする音場周波数
帯域＝シ十分高い周波数の誤差信号を光周波数変調器４
に加えることにより、フィートノくツクループを構成し
ている。
帯域＝シ十分高い周波数の誤差信号を光周波数変調器４
に加えることにより、フィートノくツクループを構成し
ている。
前述したところから明らかなように、本発明の光ファイ
バー・ハイドロホンは、レーザ光源１からの出射ビーム
を２方向に分波するカプラー２と、音場検出用の定偏波
光フアイバ−３と、光周波数変調器４および遅延用の定
偏波光フアイバ−５によりループを構成し、光周波数変
調器４により位相差ΔＬを与えるようにしたものである
。
バー・ハイドロホンは、レーザ光源１からの出射ビーム
を２方向に分波するカプラー２と、音場検出用の定偏波
光フアイバ−３と、光周波数変調器４および遅延用の定
偏波光フアイバ−５によりループを構成し、光周波数変
調器４により位相差ΔＬを与えるようにしたものである
。
そ、して、上記の構成で、位相バイアスが与えられる原
理は、すでに周波数変調方式の光ファイバー・ジャイロ
の研究に利用されておシ、国内で試作例もある。このよ
うな技術は例えば、ｌ’−１９８２゜３革新航空機技術
開発に関する研究調査成果報告書墓６１５ 航空機搭
載用光学式姿勢センサの研究」（発行元；社団法人日本
航空宇宙工業会 革新航空機技術開発センタ）に説明さ
れている。
理は、すでに周波数変調方式の光ファイバー・ジャイロ
の研究に利用されておシ、国内で試作例もある。このよ
うな技術は例えば、ｌ’−１９８２゜３革新航空機技術
開発に関する研究調査成果報告書墓６１５ 航空機搭
載用光学式姿勢センサの研究」（発行元；社団法人日本
航空宇宙工業会 革新航空機技術開発センタ）に説明さ
れている。
これによシ、定偏波光ファイバーに、無理な力を加える
ことなく、最大検出感度を得るために、位相差ΔＬを−
の整数倍に自動補正することかできる。
ことなく、最大検出感度を得るために、位相差ΔＬを−
の整数倍に自動補正することかできる。
以上説明したように、本発明によれば、光周波数変調器
によう位相差ΔＬを制御するため、定偏波光ファイバー
に無理な変形を加えること々く最高検出感度が得られ、
信頼性を向上することができる効果がある。
によう位相差ΔＬを制御するため、定偏波光ファイバー
に無理な変形を加えること々く最高検出感度が得られ、
信頼性を向上することができる効果がある。
第１図は本発明による光ファイバー・ノ１イドロホンの
一実施例を示す構成図、第２図は従来のホモダイン型光
ファイバー・ノーイドロホンの一例を示す構成図である
。 １・・・・レーザ光源、２・・・・カプラー、３・・・
・音場検出用の定偏波光ファイ、＜ −１４・・・・光
周波数変調器、５・・・・遅延用の定偏波光７アイパー
、６・・・・光検出器。 特許出願人 日本電気株式会社 代理人 山川政樹（ｆビ）２名） 第１図 第２図
一実施例を示す構成図、第２図は従来のホモダイン型光
ファイバー・ノーイドロホンの一例を示す構成図である
。 １・・・・レーザ光源、２・・・・カプラー、３・・・
・音場検出用の定偏波光ファイ、＜ −１４・・・・光
周波数変調器、５・・・・遅延用の定偏波光７アイパー
、６・・・・光検出器。 特許出願人 日本電気株式会社 代理人 山川政樹（ｆビ）２名） 第１図 第２図
Claims (1)
- レーザ光源と、このレーザ光源からの出射ビームを通過
させ２方向に分波するカプラーと、このカプラーによつ
て分波された２光が通過する２本の定偏波光ファイバー
の一方につながる音場検出用の定偏波光ファイバーと、
前記２本の定偏波光ファイバーの他方につながる光周波
数変調器および遅延用の定偏波光ファイバーとを有し、
前記遅延用の定偏波光ファイバーと音場検出用の定偏波
光ファイバーとはもう一方の端で連結されており、分波
された前記２光が再び前記カプラーで合波し、干渉光と
なり、前記カプラーの出口の検出器で検波するようにし
たことを特徴とする光ファイバー・ハイドロホン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11069887A JPS63275916A (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 光フアイバ−・ハイドロホン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11069887A JPS63275916A (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 光フアイバ−・ハイドロホン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63275916A true JPS63275916A (ja) | 1988-11-14 |
Family
ID=14542185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11069887A Pending JPS63275916A (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 光フアイバ−・ハイドロホン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63275916A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6825935B2 (en) | 1998-04-28 | 2004-11-30 | Fujikura Ltd. | Apparatus for and method of using optical interference of light propagating through an optical fiber loop |
| CN107063433A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-08-18 | 电子科技大学 | 基于Golay互补序列的相位敏感型光时域反射仪及其实现方法 |
-
1987
- 1987-05-08 JP JP11069887A patent/JPS63275916A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6825935B2 (en) | 1998-04-28 | 2004-11-30 | Fujikura Ltd. | Apparatus for and method of using optical interference of light propagating through an optical fiber loop |
| CN107063433A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-08-18 | 电子科技大学 | 基于Golay互补序列的相位敏感型光时域反射仪及其实现方法 |
| CN107063433B (zh) * | 2017-04-28 | 2019-06-25 | 电子科技大学 | 基于Golay互补序列的相位敏感型光时域反射仪及其实现方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6345047B2 (ja) | ||
| JPS61210910A (ja) | １対のセンサ上で周囲環境の影響を遠隔的に感知する装置 | |
| IT9067755A1 (it) | Sistema e procedimento per controllare la polarizzazione di luce convogliata in una guida d'onda ottica. | |
| JPS6085312A (ja) | 固体化干渉計 | |
| JPS61214490A (ja) | 単周波数の直線偏光レーザービームを２周波数直交偏光ビームに変成する装置 | |
| JPH01238297A (ja) | 光ファイバハイドロフォンおよび一連のハイドロフォンを結合したアンテナ | |
| CN104634256A (zh) | 一种光纤激光单波自混合干涉位移测量系统 | |
| CN104677296A (zh) | 一种光纤激光拍波和单波自混合干涉融合的位移测量系统 | |
| JPS63275916A (ja) | 光フアイバ−・ハイドロホン | |
| JPH01202629A (ja) | アツハツエンダ型干渉計 | |
| US4704031A (en) | Rotation rate measuring device | |
| CN108680107A (zh) | 一种基于数字锁相的高精度棱镜位移测量装置及方法 | |
| JPS63159728A (ja) | 光ファイバ圧力センサ | |
| JPH03170015A (ja) | 振動ジャイロスコープ | |
| JPS63195528A (ja) | 光フアイバ・ハイドロホン | |
| Sinha et al. | Angular alignment of highly birefringent fibers employing acoustically scanned time-delay technique | |
| JP2580652B2 (ja) | 光ファイバジャイロ制御装置 | |
| JPS63195529A (ja) | 光フアイバハイドロフオン | |
| JPS6147520A (ja) | 光フアイバを用いた音響信号検出装置 | |
| JPS61246615A (ja) | 光学式ジヤイロスコ−プ | |
| RU2036419C1 (ru) | Волоконно-оптический индикатор внешнего воздействия | |
| RU2091984C1 (ru) | Волоконно-оптический приемник градиента звукового давления | |
| JPH036420A (ja) | 光学式角速度加速度測定装置 | |
| JPH0894317A (ja) | 変位計 | |
| JPH02128126A (ja) | 光周波数エンコーダ |