JPS63290913A - Manufacture of optical fiber angular velocity meter - Google Patents

Manufacture of optical fiber angular velocity meter

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JPS63290913A
JPS63290913A JP62125759A JP12575987A JPS63290913A JP S63290913 A JPS63290913 A JP S63290913A JP 62125759 A JP62125759 A JP 62125759A JP 12575987 A JP12575987 A JP 12575987A JP S63290913 A JPS63290913 A JP S63290913A
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JP
Japan
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optical fiber
directional coupler
polarizer
angular velocity
splice
Prior art date
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Pending
Application number
JP62125759A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kajioka
博 梶岡
Takeyoshi Takuma
詫摩 勇悦
Noribumi Shiina
則文 椎名
Toshihiko Ishikawa
俊彦 石川
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Publication of JPS63290913A publication Critical patent/JPS63290913A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain high sensitivity and to reduce the drift and size of an optical fiber speed indicator by extending an optical fiber which forms a filer sensing loop and forming to a 1st directional in one body. CONSTITUTION:The 1st directional coupler 3 is formed integrally of the optical fiber 2 forming the fiber sensing loop nearby the fiber sensing loop 1. A polarizer 5 is connected to the direction coupler 3 through a splice 4and a 2nd directional coupling 7 is connected to the polarizer 5 through a splice 6. A light emitting element 10 and a light receiving element 11 are connected to this directional coupler 7 through splices 8 and 9 respectively. Consequently, the number of the splices is decreased.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は光ファイバ角速度計の製造方法に係り、特に全
光ファイバ方式の角速度計の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method of manufacturing an optical fiber angular velocity meter, and more particularly to a method of manufacturing an all-optical fiber type angular velocity meter.

[従来の技術] 一般に、光ファイバ角速度計には偏光子や分岐結合器を
結晶等のバルク部品から構成するバルク方式とこれらの
部材を光ファイバ形部品から構成する全光ファイバ方式
とがある。前者の方式はガラス部品を貼り合せて用いた
り光ファイバとバルク部品とを結合固定させる必要があ
り温度変化に弱いという問題があるのに対して後者の方
式は温度変化に対する信頼性が高く、このため高感度及
び低ドリフトを要求する光ファイバ角速度計には全光フ
ァイバ方式が多く用いられるようになった。
[Prior Art] Generally, there are two types of optical fiber gyrometers: a bulk type in which a polarizer and a branching coupler are constructed from bulk parts such as crystals, and an all-optical type in which these members are constructed from optical fiber type parts. The former method requires bonding glass components or bonding and fixing optical fibers to bulk components, making it vulnerable to temperature changes, whereas the latter method has high reliability against temperature changes; For this reason, all-optical fiber systems have come to be widely used in optical fiber angular velocity meters that require high sensitivity and low drift.

第11図にこの全光ファイバ方式による従来の光ファイ
バ角速度計の構成を示す。発光素子31から出射された
測定光が方向性結合器(光ファイバカツプラ)32及び
偏光子33を通過した後、方向性結合器34で分岐され
てそれぞれファイバセンシングループ(以下、FSLと
する)35を互いに反対方向に伝播する。その後、これ
ら両者の測定光は方向性結合器34で結合され、偏光子
33及び方向性結合器32を介して受光素子36に入射
する。なお、37はピエゾ素子を用いた位相変調器であ
る。
FIG. 11 shows the configuration of a conventional optical fiber angular velocity meter based on this all-optical fiber system. After the measurement light emitted from the light emitting element 31 passes through a directional coupler (optical fiber coupler) 32 and a polarizer 33, it is branched by a directional coupler 34 and connected to a fiber sensing loop (hereinafter referred to as FSL). 35 in opposite directions. Thereafter, these two measurement lights are combined by a directional coupler 34 and enter a light receiving element 36 via a polarizer 33 and a directional coupler 32. Note that 37 is a phase modulator using a piezo element.

ここで、FSL35に回転が生じるとこのFSL35を
互いに反対方向に伝播した測定光の間に位相差が発生す
ることが知られており、受光素子36に入射した双方の
測定光の位相差を検出することによりFSL35の角速
度を求めることができる。
Here, it is known that when the FSL 35 rotates, a phase difference occurs between the measurement lights propagated in opposite directions through the FSL 35, and the phase difference between both measurement lights incident on the light receiving element 36 is detected. By doing so, the angular velocity of the FSL 35 can be determined.

[発明が解決しようとする問題点] このような全光ファイバ方式の光ファイバ角速度計は従
来の方向性結合器32と発光素子31、偏光子33、受
光素子36との間及び方向性結合器34と偏光子33、
FSL35との間をぞれぞれスプライス(永久接続部)
38〜43で接続することにより製造されていた。すな
わち、測定光は全体として6個ものスプライスを通過す
ることになり、特に偏光子33の前後に設けられている
スプライス39及び41は測定光が往復2回も通過する
こととなる。
[Problems to be Solved by the Invention] Such an all-optical fiber type optical fiber angular velocity meter has problems between the conventional directional coupler 32, the light emitting element 31, the polarizer 33, the light receiving element 36, and the directional coupler. 34 and polarizer 33,
Splice between each FSL35 (permanent connection)
It was manufactured by connecting 38 to 43. That is, the measurement light passes through as many as six splices in total, and in particular, the measurement light passes through the splices 39 and 41 provided before and after the polarizer 33 twice.

このた局、従来は次のような問題があった。Previously, this station had the following problems.

■ 各スプライスによる測定光の反射雑音が生じ、ドリ
フトの原因となる。特にFSL35の入出力端に相当す
るスプライス42及び43の影響が大きい。
■ Reflection noise of measurement light from each splice occurs, causing drift. In particular, the influence of the splices 42 and 43 corresponding to the input and output ends of the FSL 35 is large.

■ 各スプライスを通過することにより測定光に損失が
生じ、最小受信感度が低下する。
■ Passing through each splice causes loss in the measurement light, reducing the minimum receiving sensitivity.

■ ファイバの接続作業工数が多く、手間がかかる。■ Fiber connection requires a lot of man-hours and is time-consuming.

■ 各スプライスの補強及び収納が必要となり、小型化
が困難である。
■ Reinforcement and storage of each splice are required, making it difficult to downsize.

かくして、本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消
し、高感度且つ低ドリフトで小型の全光ファイバ方式光
ファイバ角速度計を得ることかできる製造方法を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a manufacturing method that solves the problems of the prior art described above and allows a compact, all-optical fiber type optical fiber angular velocity meter with high sensitivity and low drift to be obtained.

[問題点を解決するための手段] 本発明の光ファイバ角速度計の製造方法は上記目的を達
成するために、ファイバセンシングループに第1の方向
性結合器を介して偏光子が接続されると共に該偏光子に
第2の方向性結合器を介して発光素子及び受光素子が接
続された全光ファイバ方式の光ファイバ角速度計を製造
する方法において、上記ファイバセンシングループを形
成する光ファイバを延長させて少なくとも上記第1の方
向性結合器までを一体的に成形する方法である。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the method for manufacturing an optical fiber gyrometer of the present invention includes connecting a polarizer to a fiber sensing loop via a first directional coupler, and In the method for manufacturing an all-optical fiber type optical fiber angular velocity meter in which a light emitting element and a light receiving element are connected to the polarizer via a second directional coupler, the optical fiber forming the fiber sensing loop is extended. This is a method of integrally molding at least the first directional coupler.

[作 用1 このようにFSLを形成する光ファイバによって少くと
も第1の方向性結合器までを一体的に製造することによ
り、角速度計内に存在するスプライスの個数が削減され
るので、角速度計の性能の向上及び小型化が可能となる
[Function 1] By integrally manufacturing at least the first directional coupler using the optical fiber forming the FSL, the number of splices existing in the gyro meter is reduced, so the gyro meter This makes it possible to improve the performance and downsize the device.

特に従来FSLの入出力端に位置していたスプライスを
取り除くことができるので、反I31雑音が低減され、
低ドリフト化が達成される。
In particular, since the splices that were conventionally located at the input and output ends of FSL can be removed, anti-I31 noise is reduced.
Low drift is achieved.

さらに、偏光子及び第2の方向性結合器までをFSL用
の光ファイバで一体的に成形すれば、より一層高性能の
角速度計が得られる。
Furthermore, if the polarizer and the second directional coupler are integrally molded using optical fiber for FSL, an angular velocity meter with even higher performance can be obtained.

[実施例] 以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明方法により製造された光ファイバ角速度
計の構成図である。FSLlの近傍にFSL1を形成す
る光ファイバ2によって一体的に第1の方向性結合器3
が成形されている。この方向性結合器3にはスプライス
4を介して偏光子5が接続されると共に偏光子5にスプ
ライス6を介して第2の方向性結合器7が接続されてい
る。さらに、この方向性結合器7にスプライス8及び9
を介してそれぞれ発光素子10及び受光素子11が接続
されている。なお、図中12はピエゾ素子から構成され
た位相変調器である。
FIG. 1 is a block diagram of an optical fiber angular velocity meter manufactured by the method of the present invention. The first directional coupler 3 is integrated with the optical fiber 2 forming the FSL1 in the vicinity of the FSL1.
is molded. A polarizer 5 is connected to the directional coupler 3 via a splice 4, and a second directional coupler 7 is connected to the polarizer 5 via a splice 6. Furthermore, splices 8 and 9 are added to this directional coupler 7.
A light-emitting element 10 and a light-receiving element 11 are connected to each other via. Note that 12 in the figure is a phase modulator composed of a piezo element.

ここで、FSLlを形成する光ファイバ2及びFSL1
以外の構成部材に用いられた光ファイバは共に第2図a
に示すようにコア13.クラッド14、楕円ジャケット
15及びサポート16からなる偏波面保存光ファイバで
あり、それぞれ第2図す及びCに示すようなX軸方向及
びY軸方向の各屈折率分6一 布を有づると共に次の表−1の如き諸特性を有している
Here, optical fiber 2 and FSL1 forming FSL1
The optical fibers used in other components are shown in Figure 2a.
Core 13. It is a polarization maintaining optical fiber consisting of a cladding 14, an elliptical jacket 15, and a support 16, each having a refractive index distribution in the X-axis direction and the Y-axis direction as shown in FIGS. It has various characteristics as shown in Table 1.

表−1 づなわち、楕円ジャケット15の屈折率をサポート16
より低く設定して直交でる2つの偏波モードにカットオ
ノ波長の差を与えることにより2つの偏波モードの曲げ
損失に差を生ぜしめ、偏光子5において唯1つのモード
のみが伝播するようにしたものである。
Table-1 In other words, the refractive index of the elliptical jacket 15 is supported 16
By setting it lower and giving a difference in the cut-on wavelength to the two orthogonal polarization modes, a difference is created in the bending loss of the two polarization modes, so that only one mode propagates in the polarizer 5. It is something.

次に、このような光ファイバ角速度計の製造方法を述べ
る。
Next, a method for manufacturing such an optical fiber gyrometer will be described.

まず、光ファイバ2を巻回して第3図のようにFSLI
を形成した後、この光ファイバ2の両端部を延長させて
それぞれの端部近傍に研磨部17を設ける。研磨部17
は第4図に示すように石英基板18に所定の曲率を持っ
た溝19を設け、この溝19内に光ファイバ(裸線)2
を収容さゼてエポキシ樹脂で固定した後、光ファイバ2
のクラッド14が一部露出するまで石英基板18と共に
研磨したものである。
First, wind the optical fiber 2 and connect it to the FSLI as shown in Figure 3.
After forming the optical fiber 2, both ends of the optical fiber 2 are extended and polished portions 17 are provided near each end. Polishing section 17
As shown in FIG. 4, a groove 19 with a predetermined curvature is provided in a quartz substrate 18, and an optical fiber (bare wire) 2 is inserted into this groove 19.
After accommodating and fixing with epoxy resin, the optical fiber 2
The cladding 14 is polished together with the quartz substrate 18 until a portion of the cladding 14 is exposed.

このような研磨部17を第5図の如く貼り合せて方向性
結合器3を形成する。このとき、光ファイバ2の一端2
0から光を入射させて他端21から出射する光のパワー
が最小となるように各研磨部17の相対位置を調節した
。これにより、方向性結合器3は光を2等分する3 d
Bカップラとして動作することになる。なお、第6図及
び第7図にそれぞれ方向性結合器3の縦断面構造及び横
断面構造を示す。
The directional coupler 3 is formed by bonding such polished parts 17 together as shown in FIG. At this time, one end 2 of the optical fiber 2
The relative position of each polishing part 17 was adjusted so that the power of light entering from zero and exiting from the other end 21 was minimized. As a result, the directional coupler 3 divides the light into two equal parts.
It will operate as a B coupler. Incidentally, FIGS. 6 and 7 respectively show a vertical cross-sectional structure and a cross-sectional structure of the directional coupler 3.

次に、方向性結合器3の一端20に偏光子5をスプライ
ス4で接続し、偏光子5に方向性結合器7をスプライス
6で接続する。さらに、方向性結合器7の他端側はスプ
ライス8によりLDモジュールピッグテールに、スプラ
イス9によりPDモジュールピッグテールに接続し、そ
れぞれ発光素子10及び受光素子11に結合させる。
Next, a polarizer 5 is connected to one end 20 of the directional coupler 3 with a splice 4, and a directional coupler 7 is connected to the polarizer 5 with a splice 6. Further, the other end of the directional coupler 7 is connected to the LD module pigtail by a splice 8 and to the PD module pigtail by a splice 9, and is coupled to a light emitting element 10 and a light receiving element 11, respectively.

このようにして、FSLIと方向性結合器3との間にス
プラスを含まない光ファイバ角速度計が形成される。
In this way, an optical fiber gyrometer without a splice is formed between the FSLI and the directional coupler 3.

なお、FSLlを形成する光ファイバ2を用いて第1の
方向性結合器3のみならず偏光子5及び第2の方向性結
合器7まで一体的に製造することもできる。この場合、
まず第8図に示すように光ファイバ2の両端部近傍にそ
れぞれ2か所ずつ第3図に示したものと同様の研磨部1
7を設けると共に光ファイバ2の一端側に設けられたこ
れら研磨部17の間に所定の半径でファイバの巻付は部
を設けこれを偏光子5とする。
Note that not only the first directional coupler 3 but also the polarizer 5 and the second directional coupler 7 can be manufactured integrally using the optical fiber 2 forming the FSL1. in this case,
First, as shown in FIG. 8, two polishing sections 1 similar to those shown in FIG. 3 are placed near both ends of the optical fiber 2.
7 is provided, and between these polishing parts 17 provided on one end side of the optical fiber 2, a part is provided for winding the fiber at a predetermined radius, and this is used as a polarizer 5.

次いで、第9図の如く互いに対応する研磨部17を貼り
合せて第1.第2の方向性結合器3及び7を形成する。
Next, as shown in FIG. 9, the corresponding polishing parts 17 are bonded together to form the first. Second directional couplers 3 and 7 are formed.

このとき、光ファイバ2の一@22から光を入射させて
他端23から出射する光のパワーをモニタし、そのパワ
ーが最小となるように順次方向性結合器3及び7にお(
プる各研磨部17の相対位置を調節する。これにより各
方向性結合器3及び7は光を2等分するいわゆる3 d
Bカップラとして動作することとなる。
At this time, the power of the light entering the optical fiber 2 from one end 22 and exiting from the other end 23 is monitored, and the power is sequentially applied to the directional couplers 3 and 7 so that the power is minimized (
The relative position of each polishing section 17 is adjusted. As a result, each directional coupler 3 and 7 divides the light into two equal parts, so-called 3 d
It will operate as a B coupler.

その後、方向性結合器3及び7の間で偏光子5が形成さ
れていない側の光ファイバ2を切断する(第9図×印)
と共に方向性結合器7に接続されている光ファイバ2の
両端部22及び23をそれぞれ発光素子10及び受光素
子11に結合させる。
After that, the optical fiber 2 on the side where the polarizer 5 is not formed is cut between the directional couplers 3 and 7 (x mark in Fig. 9).
At the same time, both ends 22 and 23 of the optical fiber 2 connected to the directional coupler 7 are coupled to the light emitting element 10 and the light receiving element 11, respectively.

これにより、第10図に示すようにスプライスを全く含
まない光ファイバ角速度計が形成される。
This forms a fiber optic gyrometer that does not include any splices, as shown in FIG.

なお、光ファイバ2の両端部22及び23と発光素子1
0及び受光素子11との接続はスプライスを用いて行う
こともできる。
Note that both ends 22 and 23 of the optical fiber 2 and the light emitting element 1
0 and the light receiving element 11 can also be connected using splices.

また、受光素子10と方向性結合器7との間にデポララ
イザを無接続で挿入することもできる。
Further, a depolarizer can also be inserted between the light receiving element 10 and the directional coupler 7 without connection.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、次の如ぎ優れた効
果が発揮される。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.

(1)  スプライスの個数が削減されるので、低損失
となり回転角速度の最小受信感度が改善されると共にス
プライスによる反射雑音が少なくなりドリフトの低減化
がなされる。
(1) Since the number of splices is reduced, loss is reduced, and the minimum reception sensitivity of rotational angular velocity is improved, and reflection noise due to splices is reduced, resulting in a reduction in drift.

(2)  振動や温度変化に対する信頼性が向上する。(2) Improved reliability against vibration and temperature changes.

(3)  スプライスの補強及び収納が不要となり、光
学系の小型化が達成される。
(3) Splice reinforcement and storage are no longer necessary, and the optical system can be made more compact.

(4)  光ファイバの接続作業工数が低減され、経済
性が向上する。
(4) The number of man-hours required for connecting optical fibers is reduced, improving economic efficiency.

(5)  方向性結合器自体の特性評価が不要となるた
めに評価工数が低減される。
(5) Since it is not necessary to evaluate the characteristics of the directional coupler itself, the number of evaluation steps is reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の方法により製造された光ファイバ角速
度計の構成図、第2図は実施例で用いられた偏波面保存
光ファイバの断面構造とそのX軸方向及びY軸方向の各
屈折率分布を示す説明図、第3図ないし第7図は本発明
の一実施例に係る製造方法を示す工程図、第8図ないし
第10図は他の実施例を示す工程図、第11図は従来の
光ファイバ角速度計の構成図である。 図中、1はファイバセンシングループ、2は光ファイバ
、3は第1の方向性結合器、4,6゜8.9はスプライ
ス、5は偏光子、7は第2の方向性結合器、10は発光
素子、11は受光素子である。 特許出願人   日立電線株式会社 代理人弁理士  絹 谷  信 雄 第4図 第5図
Figure 1 is a block diagram of an optical fiber gyrometer manufactured by the method of the present invention, and Figure 2 is a cross-sectional structure of the polarization-maintaining optical fiber used in the examples and its respective refractions in the X-axis direction and Y-axis direction. 3 to 7 are process diagrams illustrating a manufacturing method according to an embodiment of the present invention; FIGS. 8 to 10 are process diagrams illustrating another embodiment; FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional optical fiber angular velocity meter. In the figure, 1 is a fiber sensing loop, 2 is an optical fiber, 3 is a first directional coupler, 4,6°8.9 is a splice, 5 is a polarizer, 7 is a second directional coupler, 10 1 is a light emitting element, and 11 is a light receiving element. Patent Applicant Hitachi Cable Co., Ltd. Representative Patent Attorney Nobuo Kinutani Figure 4 Figure 5

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ファイバセンシングループに第1の方向性結合器
を介して偏光子が接続されると共に該偏光子に第2の方
向性結合器を介して発光素子及び受光素子が接続された
全光ファイバ方式の光ファイバ角速度計を製造する方法
において、上記ファイバセンシングループを形成する光
ファイバを延長させて少なくとも上記第1の方向性結合
器までを一体的に成形したことを特徴とする光ファイバ
角速度計の製造方法。
(1) An all-optical fiber in which a polarizer is connected to the fiber sensing loop via a first directional coupler, and a light emitting element and a light receiving element are connected to the polarizer via a second directional coupler. In the method of manufacturing an optical fiber angular velocity meter, the optical fiber forming the fiber sensing loop is extended and at least up to the first directional coupler is integrally molded. manufacturing method.
(2)上記偏光子及び上記第2の方向性結合器をも上記
ファイバセンシングループを形成する光ファイバにより
一体的に成形することを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の製造方法。
(2) The first aspect of the present invention is characterized in that the polarizer and the second directional coupler are also integrally formed by the optical fiber forming the fiber sensing loop.
Manufacturing method described in section.
JP62125759A 1987-05-25 1987-05-25 Manufacture of optical fiber angular velocity meter Pending JPS63290913A (en)

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