JPS63300906A - 光ファイバ回転角速度計 - Google Patents
光ファイバ回転角速度計Info
- Publication number
- JPS63300906A JPS63300906A JP62134962A JP13496287A JPS63300906A JP S63300906 A JPS63300906 A JP S63300906A JP 62134962 A JP62134962 A JP 62134962A JP 13496287 A JP13496287 A JP 13496287A JP S63300906 A JPS63300906 A JP S63300906A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- fsl
- optical
- angular velocity
- core
- 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 80
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 claims description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
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
- G01C19/721—Details
- G01C19/722—Details of the mechanical construction
Landscapes
- 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)
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】
し産業上の利用分野］
本発明は光ファイバ回転角速度計に係り、特にファイバ
センシングループ（以下、ＦＳＬとする）の構造に関す
るものである。
センシングループ（以下、ＦＳＬとする）の構造に関す
るものである。
［従来の技術１
一般的な光ファイバ回転角速度計の光学系を第４図に示
す。光源４１から出射された光はレンズ４２を通過した
後、分岐結合用光学系４３のビームスプリッタ４４で２
方向に分岐される。
す。光源４１から出射された光はレンズ４２を通過した
後、分岐結合用光学系４３のビームスプリッタ４４で２
方向に分岐される。
そして、一方の光（実線にて示す）はＦＳＬ４５に導か
れてこれを右回りに伝搬し、他方の光（破線にて示す）
はＦＳＬ４５に導がれてこれを左回りに伝搬する。その
後、これら両者の光はビームスプリッタ４４で結合され
受光器４６に入射する。
れてこれを右回りに伝搬し、他方の光（破線にて示す）
はＦＳＬ４５に導がれてこれを左回りに伝搬する。その
後、これら両者の光はビームスプリッタ４４で結合され
受光器４６に入射する。
ここで、ＦＳＬ４５は第５図に示すようにボビン５１の
外周部に小心の光ファイバ５２を巻回したものであり、
このＦＳＬ４５が角速度Ωで回転すると、ＦＳＬ４５を
右回り及び左回りにそれぞれ伝搬した光の間には次式で
表わされる位相差Δφが生じることが知られている。
外周部に小心の光ファイバ５２を巻回したものであり、
このＦＳＬ４５が角速度Ωで回転すると、ＦＳＬ４５を
右回り及び左回りにそれぞれ伝搬した光の間には次式で
表わされる位相差Δφが生じることが知られている。
Δφ−（４πＲＬ／ｃλ）・Ω ・・・ （１）ただ
し、Ｒ： ＦＳＬ４５のループ半径Ｌ：光ファイバ長 Ｃ：光速 λ：光の波長 そこで、受光器４６にて両者の光の位相差Δφが検出さ
れ、これによりＦＳＬ４５の角速度Ωが求められる。
し、Ｒ： ＦＳＬ４５のループ半径Ｌ：光ファイバ長 Ｃ：光速 λ：光の波長 そこで、受光器４６にて両者の光の位相差Δφが検出さ
れ、これによりＦＳＬ４５の角速度Ωが求められる。
この原理は第６図に示すような偏光子６１及び位相変調
器６２を用いた全光ファイバ型位相変調方式の回転角速
度計や第７図に示すようにビームスプリッタ７１．偏光
ビームスプリッタ７２及び１７４波長板７３等を用いた
直交偏波方式の回転角速度計においても同様である。
器６２を用いた全光ファイバ型位相変調方式の回転角速
度計や第７図に示すようにビームスプリッタ７１．偏光
ビームスプリッタ７２及び１７４波長板７３等を用いた
直交偏波方式の回転角速度計においても同様である。
［発明が解決しようとする問題点］
ところで、上記の（１）式は温度変化に伴うファイバ長
や光ファイバの屈折率変化による位相変化については考
慮しておらず、実際にはＦＳＬ４５が静止している場合
でも種々の雑音により位相差Δφ≠０となってドリフト
の原因となることがある。例えば、ＦＳＬを光が伝搬す
ると光の減衰によりそのエネルギーが光ファイバ内に蓄
積されてＦＳＬの温度が上昇したり、外部環境によって
もＦＳＬの温度は変化する。このようにしてＦ Ｓ ｌ
−に不均一な湿度変動が生じると、ＦＳＩ−が静止して
いてもこのＦＳＬを右回りする光と左回りする光との間
に位相差Δφが発生してしまう。
や光ファイバの屈折率変化による位相変化については考
慮しておらず、実際にはＦＳＬ４５が静止している場合
でも種々の雑音により位相差Δφ≠０となってドリフト
の原因となることがある。例えば、ＦＳＬを光が伝搬す
ると光の減衰によりそのエネルギーが光ファイバ内に蓄
積されてＦＳＬの温度が上昇したり、外部環境によって
もＦＳＬの温度は変化する。このようにしてＦ Ｓ ｌ
−に不均一な湿度変動が生じると、ＦＳＩ−が静止して
いてもこのＦＳＬを右回りする光と左回りする光との間
に位相差Δφが発生してしまう。
そこで、ＦＳＬの光ファイバ長手方向中央から等しい距
離にある光ファイバが常にボビンの等しい位置を通るよ
うに巻いてその温度分布を光ファイバ長手方向中央に関
して対称に形成するようなＦＳＬが用いられることがあ
る。しかしながら、このような巻き方をするにはボビン
表面において光ファイバを交差させなければならず、こ
のため光ファイバ内の偏波変動が助長されるので光ファ
イバ回転角速度計の性能はなおさら劣化してしまうとい
う問題があった。
離にある光ファイバが常にボビンの等しい位置を通るよ
うに巻いてその温度分布を光ファイバ長手方向中央に関
して対称に形成するようなＦＳＬが用いられることがあ
る。しかしながら、このような巻き方をするにはボビン
表面において光ファイバを交差させなければならず、こ
のため光ファイバ内の偏波変動が助長されるので光ファ
イバ回転角速度計の性能はなおさら劣化してしまうとい
う問題があった。
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
、温度変動に対するドリフトを低減することができる光
ファイバ回転角速度計を提供することにある。
、温度変動に対するドリフトを低減することができる光
ファイバ回転角速度計を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
本発明の光ファイバ回転角速度計は上記目的を達成する
ために、分岐結合用光学系にファイバセンシングループ
の入出力端を接続して該ループ内に互いに反対方向に光
を伝播させると共にこれらの光の位相差を検出する光フ
ァイバ回転角速度計において、上記ファイバセンシング
ループが２心の光ファイバテープ心線をその両端部が同
じ位置にくるようにボビンに巻回し且つ上記両端部の２
心の光ファイバのうら互いに異なる光ファイバを１心ず
つ接続して形成されると共に上記両端部の２心の光ファ
イバのうち他の１心ずつを入出力端として上記光学系に
接続したものである。
ために、分岐結合用光学系にファイバセンシングループ
の入出力端を接続して該ループ内に互いに反対方向に光
を伝播させると共にこれらの光の位相差を検出する光フ
ァイバ回転角速度計において、上記ファイバセンシング
ループが２心の光ファイバテープ心線をその両端部が同
じ位置にくるようにボビンに巻回し且つ上記両端部の２
心の光ファイバのうら互いに異なる光ファイバを１心ず
つ接続して形成されると共に上記両端部の２心の光ファ
イバのうち他の１心ずつを入出力端として上記光学系に
接続したものである。
［作 用］
このような構成とすることにより、ボビン表面にて光フ
ァイバを交差させることなく、光ファイバテープ心線両
端部における光ファイバ１心ずつの接続部をＦＳＬの光
ファイバ艮手方向中央どじてこの光ファイバ長手方向中
央から等しい距離にある光ファイバがボビンの等しい位
置を通るようにすることができる。
ァイバを交差させることなく、光ファイバテープ心線両
端部における光ファイバ１心ずつの接続部をＦＳＬの光
ファイバ艮手方向中央どじてこの光ファイバ長手方向中
央から等しい距離にある光ファイバがボビンの等しい位
置を通るようにすることができる。
従って、温度変Ｖノに対するドリフトを低減して高性能
の光ファイバ回転角速度計を得ることが可能となる。
の光ファイバ回転角速度計を得ることが可能となる。
［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。
第１図は本発明の一実施例に係る光ファイバ回転角速度
計のＦＳＬの構成を示す断面図である。
計のＦＳＬの構成を示す断面図である。
ボビン１の外周部に光ファイバテープ心線２が２層に巻
回されている。ここで、光ファイバテープ心線２は第２
図に示すように２心の偏波面保存光ファイバ３及び４を
テープ５で囲繞した構造を有している。さらに、各偏波
面保存光ファイバ３及び４は第３図に示すようにコア６
、クラッド７゜楕円ジャケット８及びサポート９からな
る外径１２５−の楕円ジャケット型ファイバ心線にＬＪ
Ｖコーティング１０を施して外径２５０−とじたもので
ある。なお、第２図に示したテープ５はこのコーティン
グ１０と同じＵＶ材料からなり、長辺７００ｐ、短辺４
００ＩＪＩＡの矩形断面形状を右している。
回されている。ここで、光ファイバテープ心線２は第２
図に示すように２心の偏波面保存光ファイバ３及び４を
テープ５で囲繞した構造を有している。さらに、各偏波
面保存光ファイバ３及び４は第３図に示すようにコア６
、クラッド７゜楕円ジャケット８及びサポート９からな
る外径１２５−の楕円ジャケット型ファイバ心線にＬＪ
Ｖコーティング１０を施して外径２５０−とじたもので
ある。なお、第２図に示したテープ５はこのコーティン
グ１０と同じＵＶ材料からなり、長辺７００ｐ、短辺４
００ＩＪＩＡの矩形断面形状を右している。
このような光ファイバテープ心線２を第１図に示す如く
その両端部２１及び２２がボビン１の同じ位置にくるよ
うに巻回し、これら両端部２１及び２２において２心の
光ファイバのうち互いに異なる光ファイバ３（白丸にて
示す）と光ファイバ４（黒丸にて示ず）とを接続する。
その両端部２１及び２２がボビン１の同じ位置にくるよ
うに巻回し、これら両端部２１及び２２において２心の
光ファイバのうち互いに異なる光ファイバ３（白丸にて
示す）と光ファイバ４（黒丸にて示ず）とを接続する。
そして、両端部２１及び２２の残りの１心ずつをＦＳＬ
の入出力端として第４図に示したような分岐結合用光学
系に接続して光ファイバ回転角速度計を構成した。
の入出力端として第４図に示したような分岐結合用光学
系に接続して光ファイバ回転角速度計を構成した。
りなわら、光ファイバテープ心線２の両端部２１及び２
２に１３４ノる光ファイバ３及び４の接続部がＦＳＬの
光ファイバ長手方向中央となり、この光ファイバ長手方
向中央から等しい距離にある光ファイバ３及び４が常に
ボビン１の♂しい位置を通るようになる。しかも、光フ
ァイバ３及び４がボビン１の表面にて交差することがな
くなる。
２に１３４ノる光ファイバ３及び４の接続部がＦＳＬの
光ファイバ長手方向中央となり、この光ファイバ長手方
向中央から等しい距離にある光ファイバ３及び４が常に
ボビン１の♂しい位置を通るようになる。しかも、光フ
ァイバ３及び４がボビン１の表面にて交差することがな
くなる。
本実施例の動作原理は第４図に示した回転角速度計と同
様であり、光源からの光が分岐結合用光学系にて分岐さ
れた侵、ＦＳＬを互いに反対方向に伝搬し、再び分岐結
合用光学系で結合されて受光器に入射する。このときＦ
ＳＬが回転すると、ＦＳＬを互いに逆方向に進行した伝
搬光の間に位相差が生じ、この位相差からＦＳＬの角速
度が求められる。
様であり、光源からの光が分岐結合用光学系にて分岐さ
れた侵、ＦＳＬを互いに反対方向に伝搬し、再び分岐結
合用光学系で結合されて受光器に入射する。このときＦ
ＳＬが回転すると、ＦＳＬを互いに逆方向に進行した伝
搬光の間に位相差が生じ、この位相差からＦＳＬの角速
度が求められる。
ここで、Ｆ Ｓ Ｌは光ファイバ長手方向中央（光ファ
イバ３と４との接続部）から等距離にある光ファイバが
ボビン１の等しい位置を通るように巻かれているので、
光ファイバの温度分布は光ファイバ長手方向中央に関し
て対称となり、このため温度変動に対する両方向伝搬光
の位相差の変動は小さなものとなる。また、矩形断面形
状を有するテープ心線を用いているのでボビンへの巻き
つけ時に光ファイバが捩れることが防止され、不規則な
偏波変動の発生が低減される。 −従って、本実施例
の光ファイバ回転角速度計を用いれば、安定性に優れた
高精度の計測を行なうことが可能となる。
イバ３と４との接続部）から等距離にある光ファイバが
ボビン１の等しい位置を通るように巻かれているので、
光ファイバの温度分布は光ファイバ長手方向中央に関し
て対称となり、このため温度変動に対する両方向伝搬光
の位相差の変動は小さなものとなる。また、矩形断面形
状を有するテープ心線を用いているのでボビンへの巻き
つけ時に光ファイバが捩れることが防止され、不規則な
偏波変動の発生が低減される。 −従って、本実施例
の光ファイバ回転角速度計を用いれば、安定性に優れた
高精度の計測を行なうことが可能となる。
なお、偏波面保存光ファイバ３及び４のコーティング１
０及びテープ５を共にＵｖ材から形成したが、それぞれ
シリコーン及びテフロンから形成することもできる。ま
た、テープを用いずに偏−面保存光ファイバ３及び４の
コーティング１０をシリコーンとし、これらファイバを
平行に並べてシリコーンで固定することもできる。
０及びテープ５を共にＵｖ材から形成したが、それぞれ
シリコーン及びテフロンから形成することもできる。ま
た、テープを用いずに偏−面保存光ファイバ３及び４の
コーティング１０をシリコーンとし、これらファイバを
平行に並べてシリコーンで固定することもできる。
さらに、ＦＳＬに伝搬光を導入する光学系としては、位
相変調方式、直交偏波方式９周波数変調方式、ｌニア０
ダイン方式等を用いてもよい。
相変調方式、直交偏波方式９周波数変調方式、ｌニア０
ダイン方式等を用いてもよい。
［発明の効！！］
以上説明したように本発明によれば、次の如き優れた効
果が発揮される。
果が発揮される。
（１） ボビン表面にて光ファイバを交差させること
なく光ファイバ長さ方向の温度分布を光ファイバ長手方
向中央に関して対称に形成づることができる。従って、
温度変動に対するドリフトの低減化が達成される。
なく光ファイバ長さ方向の温度分布を光ファイバ長手方
向中央に関して対称に形成づることができる。従って、
温度変動に対するドリフトの低減化が達成される。
（２） テープ心線を用いるので光ファイバの捩れが
防止され、雑音の低減化がなされる。
防止され、雑音の低減化がなされる。
第１図は本発明の一実施例に係る光ファイバ回転角速度
計のＦＳＬの構成を示す断面図、第２図及び第３図はそ
れぞれ実施例に用いられた光ファイバテープ心線及び偏
波面保存光ファイバの断面構成図、第４図は一般的な光
ファイバ回転角速度計の光学系を示す構成図、第５図は
従来の光ファイバ回転角速度計のＦＳＬを示す構成図、
第６図及び第７図はそれぞれ一般的な光ファイバ回転角
速度計の他の光学系を示す構成図である。 図中、１はボビン、２は光ファイバテープ心線、３及び
４は偏波面保存光ファイバ、５°はテ−ブ、２１及び２
２は両端部である。 特 許 出 願 人 株式会社東京計器日立電線株式会
社
計のＦＳＬの構成を示す断面図、第２図及び第３図はそ
れぞれ実施例に用いられた光ファイバテープ心線及び偏
波面保存光ファイバの断面構成図、第４図は一般的な光
ファイバ回転角速度計の光学系を示す構成図、第５図は
従来の光ファイバ回転角速度計のＦＳＬを示す構成図、
第６図及び第７図はそれぞれ一般的な光ファイバ回転角
速度計の他の光学系を示す構成図である。 図中、１はボビン、２は光ファイバテープ心線、３及び
４は偏波面保存光ファイバ、５°はテ−ブ、２１及び２
２は両端部である。 特 許 出 願 人 株式会社東京計器日立電線株式会
社
Claims (3)
- （１）分岐結合用光学系にファイバセンシングループの
入出力端を接続して該ループ内に互いに反対方向に光を
伝播させると共にこれらの光の位相差を検出する光ファ
イバ回転角速度計において、上記ファイバセンシングル
ープが２心の光ファイバテープ心線をその両端部が同じ
位置にくるようにボビンに巻回し且つ上記両端部の２心
の光ファイバのうち互いに異なる光ファイバを１心ずつ
接続して形成されると共に上記両端部の２心の光ファイ
バのうち他の１心ずつを入出力端として上記光学系に接
続したことを特徴とする光ファイバ回転角速度計。 - （２）上記光ファイバテープ心線が２心の偏波面保存光
ファイバとこれらを囲繞するテープとからなることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ回転角
速度計。 - （３）上記偏波面保存光ファイバのコーティング及び上
記テープがそれぞれシリコーン及びテフロンからなるか
あるいは共にＵＶ材からなることを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の光ファイバ回転角速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62134962A JPS63300906A (ja) | 1987-06-01 | 1987-06-01 | 光ファイバ回転角速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62134962A JPS63300906A (ja) | 1987-06-01 | 1987-06-01 | 光ファイバ回転角速度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63300906A true JPS63300906A (ja) | 1988-12-08 |
Family
ID=15140653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62134962A Pending JPS63300906A (ja) | 1987-06-01 | 1987-06-01 | 光ファイバ回転角速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63300906A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08506719A (ja) * | 1992-10-16 | 1996-07-23 | ザ・トラスティーズ・オブ・コランビア・ユニバーシティー・イン・ザ・シティー・オブ・ニューヨーク | レトロウイルスに媒介された、ヒト多薬剤耐性遺伝子の導入 |
| JP2007293257A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-11-08 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 光ファイバコイルおよびその製造方法 |
-
1987
- 1987-06-01 JP JP62134962A patent/JPS63300906A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08506719A (ja) * | 1992-10-16 | 1996-07-23 | ザ・トラスティーズ・オブ・コランビア・ユニバーシティー・イン・ザ・シティー・オブ・ニューヨーク | レトロウイルスに媒介された、ヒト多薬剤耐性遺伝子の導入 |
| JP2007293257A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-11-08 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 光ファイバコイルおよびその製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4991926A (en) | Integrated optics decorrelator | |
| US5153676A (en) | Apparatus and method for reducing phase errors in an interferometer | |
| US11353655B2 (en) | Integrated optical polarizer and method of making same | |
| JP2722005B2 (ja) | 偏波回転リング経路を有する受動リング共振器ジヤイロ | |
| US4653917A (en) | Fiber optic gyroscope operating with unpolarized light source | |
| WO1987006356A1 (en) | Optical power splitter and polarization splitter | |
| US5200795A (en) | Passive quadrature phase detection system for coherent fiber optic systems | |
| JP2782557B2 (ja) | 回転センサ | |
| US6891622B2 (en) | Current sensor | |
| EP0520282B1 (en) | Fiber optic gyro | |
| JPH0862050A (ja) | 非対称一体光学マッハ−ツェンダー干渉計 | |
| JP2759381B2 (ja) | ファラデー効果ドリフトの少ない減偏光された光ファイバ回転センサ | |
| KR900008876B1 (ko) | 광섬유 회전 감지기 | |
| JPS63300906A (ja) | 光ファイバ回転角速度計 | |
| KR900010396A (ko) | 광섬유 회전 감지기 | |
| US6535657B2 (en) | Polarization transformer | |
| US5120130A (en) | Apparatus and method for reducing phase errors in an interferometer | |
| JP2002533704A5 (ja) | ||
| JPH0518045B2 (ja) | ||
| CA1227660A (en) | Fiber optic rotation sensor utilizing high birefringence fiber | |
| EP1151309B1 (en) | Polarization transformer and current sensor using the same | |
| JPS6310403B2 (ja) | ||
| JPH0658227B2 (ja) | 光フアイバジヤイロ | |
| JPH0774845B2 (ja) | 楕円ジャケット型偏波面保存光ファイバ | |
| JP2528094B2 (ja) | フアイバ形偏光子 |