KR960007747B1 - 광파이버쟈이로(fiber gyro) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광파이버쟈이로(fiber gyro)

제1도는 본 발명의 제1의 발명의 실시예에 관한 광파이버쟈이로의 구성도.

제2도는 제1도의 구성에 있어서 하나의 편파면 보존광파이버를 편광자의 바로앞에 설치해 이루어지는 데포라라이져(depolarizer)의 근방의 개략도.

제3도는 중래예에 대한 데포라라이져를 편광자의 바로앞에 둔것의 개략도.

제4도는 제1의 발명의 파이버형 편광자를 이용한 실시예에 관한 광파이버쟈이로의 구성도.

제5도는 제4도의 구성에 있어서 하나의 편광면 보존광의 바로앞에 설치해 이루어지는 데포라라이져의 근방의 개략도.

제6도는 종래예에 관련된 2개의 편파면 보존광파이버를 짜맞춘 데포라라이져를 파이버형 편광자의 바로 앞에 둔것의 개략도.

제7도는 본 발명의 제2의 발명의 실시예에 관한 광파이버쟈이로의 구성도.

제8도는 제7도의 구성에 있어서 하나의 편파면 보존광파이버를 편광자의 바로뒤에 설치해 이루어지는 데포라라이져의 근방의 개략도.

제9도는 제2의 발명의 파이버형 편광자를 이용한 실시예에 관한 광파이버쟈이로의 구성도.

제10도는 제9의 구성에 있어서 하나의편파면 보존광파이버를 파이버형편광자의 바로뒤에 설치해 이루어지는 데포라라이져의 근방의 개략도.

제11도는 본 발명의 제 3의 발명의 실시예에 관한 광파이버쟈이로의 구성도.

제12도는 제11도의 구성에 있어서 하나의 편파면 보존광파이버를 편광자의 바로앞에 각각 설치해 이루어지는 데포라라이져의 근방의 개략도.

제13도는 제3의 발명의 파이버형 편광자를 이용한 실시예에 관한 광파이버쟈이로의 구성도.

제14도는 제13도의 구성에 있어서 하나의 편파면 보존광파이버를 파이버형 편광자의 바로앞과 바로뒤에 각각 설치해 이루어지는 데포라라이져의 근방의 개략도.

제15도는 Boehm등이 제안한 광파이버쟈이로의 개략구성도.

제16도는 복굴절성물체를 2개 접속해서 만든 데포라라이져의 개략도.

제17도는 편파면 보존광파이버를 2개 맞춰서 만든 데포라라이져의 개략도.

제18도는 금속층과 유전체층을 다층적층해서 만든 편광자의 개념도.

제19도는 편광자가 큰 경우에 렌즈를 이용해서 편광자와 편파면 보존광파이버를 접속시키는 것을 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 발광소자 2 : 제1데포라라이져

3 : 제2데포라라이져 4 : 파이버코일

5 : 위상변조기 6 : 수광소자

7 : 제1파이버캡플러 8 : 제2파이버캡플러

9 : 파이버형 편광자 10 : 집광광학계

11 : 제1파이버광로 12 : 제2파이버광로

13 : 제3파이버광로 14 : 제4파이버광로

15 : 제5파이버광로 16 : 제6파이버광로

17 : 제7파이버광로 19 : 편광자

A : 데포라라이져를 구성하는 제1의 편파면 보존광파이버 B : 데포라라이져를 구성하는 제2의 편파면 보존광파이버

본 발명은 자동차, 비행기, 선박등 운동체의 회전각속도를 측정하기 위한 파이버펴쟈이로에 관한 것이다.

특히 광로의 주요 부분을 광파이버로 구성한 광파이버쟈이로에 관한 것이다.

광파이버쟈이로는 파이버코일의 안을 좌회전, 우회전으로 전달하는 빛의 위상차가 코일의 각속도에 비례하는 것을 이용해서 각속도를 구하는 것이다.

변조방식에 따르면 위상변조, 주파수변조, 위상시프트법등이 있다.

광파이버쟈이로는 좌회전광과, 우회전광을 간섭시키기 때문에 편파면이 동일하지 않으면 않된다.

편파면이 다르면 간섭광은 편파면의 좁은각의 여현에 비례하는 값이 되고 편파면이 직교하면 빛은 간섭하지 않는다.

좌회전광과 우회전광의 편파면을 일치시키지 않으면 안된다.

싱글모드광파이버의 경우는 축퇴(degeneracy)한 2개의 편파면의 빛이 동일한 위상정수(位相正數)로 전달하기 때문에 편파면이 회전한다.

그래서 싱글모드광파이버가 아닌 편파면 보존광파이버에 의해서 광로의 대부분을 구성하고, 빛이 2개로 분할되기전에 편광자를 통해서 직선편광으로 해두는 것을 생각할 수 있다.

편파면이 직교 2축에 대해서 보존된다.

편파면회전이 일어나지 않으므로 좌회전광 우회전광의 편파면을 일치시켜 양자를 간섭시킬 수가 있다.

편파면 보존광파이버는 싱글모드파이버와 같이 회전대칭이 아니고 직경 방향에 응력부재를 넣거나 코어를 타원형으로 구부리거나하고 있다.

편파면의 차이에 의해 위상속도가 다르게 되어있다.

당연히 복굴절성이 있다.

그래서 이 파이버를 복굴절성파이버라고도 부를 수 있다.

이후, 편파면 보존광파이버라고 하지만 복굴절성파이버와 동의어로서 사용되고 있다.

그러나 편파면 보존광파이버는 단순한 싱글모드광파이버에 비교해서 고가이기 때문에 전체를 편파면 보존광파이버로하면 극히 고가액의 광파이버쟈이로 그래프가 되어버린다.

역시 파이버코일과 광로의 대부분은 단순한 싱글모드광파이버에 의해서 제작되기를 원하고 있다.

그렇지만 싱글모드광파이버에는 몇가지의 문제점이 있다.

싱글모드라고는 해도 위상정수(位相正數)에 관해서 하나의 모드밖에 성립하지 않는 것이고 편파면의 직교하는 2개의 모드가 실재로는 존재한다.

편파면의 다른 모드는 이상적으로는 독립하지만 위상정수(位相正數)가 거시적으로는 동일하기 때문에 편파면의 회전이 일어날 수 있다.

다른 편파면을 가진 모드는 미시적인 위상정수(位相正數)의 파동이 다르기 때문에 같은 거리만을 전달해도 실효적인 광로길이가 같은 일은 없다.

광파이버쟈이로에 있어서는 좌회전광, 우회전광이 엄밀하게 같은 경험을 하지 않으면 안된다.

이를 위해서는 좌회전광, 우회전광으로 나누기전에 편광자를 통해서 편파면을 한방향으로 고정시키는 것이 효과가 있다.

이렇게 하면 싱글모드파이버속에 하나의 편광면의 모드밖에 통하지 않으므로 광로거리가 동일하게 되는 것이다.

여기까지는 상기의 편파면 보존광파이버의 경우와 같다.

그러나 싱글모드광파이버에서는 편파면의 회전이 일어날 수 있기 때문에 이것만으로는 불충분하다.

편광자를 통해서 직선편광이 되고나사 파이버코일을 전달하고 다시 편광자를 반대방향으로 통과시킨다.

이때, 편파면이 편광자의 주축과 일치한다고는 한정할 수 없다.

주축이되는 각을ψ로하면 편광자를 통해 빠지는 광량은 cosψ에 비례해서 감소한다.

이 각도가 좌회전, 우회전광에 의해서 동일하다고는 한정지을 수 없고 온도에 따라서도 변동한다.

직선편광이라 편파면이 회전한다라는 것으로는 회전에 의해서 간섭광의 강도가 다르므로 정확한 각속도 측정을 할 수 없다.

그래서 싱글모드광파이버를 이용할때에는 편광자외에 데포라라이져를 삽입하는 것이 제안되었다.

이것은 임의의 직선편광, 타원편광을 무편광으로 편환한 것이다.

예를들면, K. Boehm등의 : Low-Drift Fiber Gyro Using a Superluminescent Diode, ELECTORNICS LETTERS, vol. 17, NO, 10, p352(1981),에 이와같은 광파이버쟈이로가 제안되고 있다.

제15도에 구조를 나타낸다.

발광소자(1)로부터 나온 빛은 렌즈(21), 빔스프릿터(22), 편광자(23), 렌즈(24)를 거쳐 광파이버(25)의 한끝에 입사한다.

이것은 빛을 집광시켜서 작은 파이버코어에 입사하는 것이지만 편광자(23)가 있기때문에 직사편광이 되어있다.

결국 하나의 편광면의 모드만을 통과하도록 하고 있는 것이다.

이 파이버(25)는 커프러(26)에 의해 다른 파이버(27)와 결합하고 있다.

여기서 좌회전광과 우회전광으로 분리된다.

우회전광은 파이버(25)에서 일단 공간으로 나와서 렌즈(28), 데포라라이져(29), 렌즈(30)를 거쳐 다시 파이버에 들어가 파이버코일(4)을 우회전으로 전달한다.

이후 위상변조기(5)를 통한다.

좌회전광은 파이버(27)에서 위상변조기(5)를 통해 파이버코일(4)을 좌회전에 전달한다.

이후 데포라라이져(29)를 통과한다.

데포라라이져(29)는 임의의 직선편광, 타원편광을 집편광으로 한 것으로 편광자와 역으로 활동을 한다.

여기에 표시된 것은 Lyot dopolarizer라고 한다.

제16도에 개략적으로 나타낸다.

복굴절성을 가지는 결정 2장을 광학주축이 45° 뒤틀려서 붙여진 것이다.

그 두께는 1:2로 되어있다.

더우기 어떤 결정의 두께로 빛의 커히런트광(coherent light)으로부터 정상광선, 이정상광선의 광로차가 길어지게 되어있다.

여기서는 주축을 나타내기 위해 2개의 복굴절성물체가 떨어져 있는 것같이 써있지만 실제로는 서로 붙어있다.

양자의 사이에 공간이 없다.

데포라라이져의 원리를 간단하게 설명한다.

가의 직선편광이 제1의 복굴절성물 Q₁에 들어가면 광학주축의 성분으로 분리한다.

이것이 나와 다이다.

한쪽에 정상광산, 다른 한쪽이 이상광선이다.

Q₁을 통과한때의 광로차 L이 광원의 커히런트길이 이상의 길이이다.

나와 다의 진폭강도는 물론 다르다.

이것이 제 2의 복굴절성물체 Q₂에 들어간다.

Q₁과 Q₂의 주축이 45° 를 이루고 있기 때문에 나와 다가 1/2씩 Q₂안의 정상광선 라, 마, 이상광선 바, 사에 균등하게 분배된다.

여기서 정상광선의 편파면의 방향을 X축으로해, 이상광선의 편파면의 방향을 Y축에 평행한 이상광선의 에너지는 바, 사의 합이된다.

균등하게 분배된 것의 합이기때문에 이것은 당연히 균등하다.

이와같이 2개의 광에너지의 합이되는 것은 이들 광로길이의 차가 커히런트길이 이상이어서 교차항이 없어지기 때문이다.

즉 직교하는 2주축방향에 편파면을 가지는 빛의 진동이 동일하다.

그러니까 어떤방향에 편파면을 가진 빛도 동일의 진폭을 가진다.

이것은 무편광이라고 하는 것이다.

임의의 직선편광이 무편광이 되는 것이므로 임의의 타원편광도 무편광이된다.

제2의 복굴절성물체가 2배의 두께를 가지기 때문에 광로장의 차가 4개의 편파면의 빛에 관해서 동일하게 된다.

이것들은 모두 커이런트길이 이상이다.

1:2가 아니더라도 좋지만 이렇게해서 분리된 4개의 빛의 광로차가 커히런트길이 이상이아니면 안된다.

얇은 폴라라이져(polarizer)를 사용하려고하면 커히런트길이의 짧은 발광소자가 필요하다.

제15도의 것은 싱글모드광파이버를 사용하는 것이고 편광자, 데포라라이져를 사용하는 것에 의해 편파면회전에 따른 출력변동의 문제를 해결하고 있다.

이외에도 Lyot Depolarizer을 파이버코일의 근방에 삽입한 팡파이버의 제안이 이루어지고 있다.

그러나 제15도에 나타낸 것은 실험실에서 조립한 장치이지 실용기기는 아니다.

편광자(23), 데포라라이져(29), 빔스프리더(beam spreader)(22)는 이 실험에서는 벌크(bulk)의 광학부품을 사용하고 있다.

파이버보다 훨씬 크다.

이들 부품에 평면파로서 빛을 통과시키기 위해 렌즈를 앞뒤에 배치하지 않으면 안된다.

이때문에 부피가 큰 장치가 되어버린다.

실용적인 경량이면서 소형으로 하기 위해서는 편광자와 데포라라이져, 빔 스프리더를 소형화하는 것이 강력히 요망된다.

데포라라이져, 거기에 빔스프리더를 광파이버로 만들 수 있다.

이것은 잘 알려져 있다.

이들 부품을 광파이버화해서 처음으로 실용적인 광파이버쟈이로가 되는 것이다.

빔 스프리더에 관해서는 2개의 파이버를 융착결합해 잡아당겨서 에버넷센트(evanescent)결합시킨 것이 이용되고 있다.

데포라이져는 편파면 보존광파이버로 만들 수가 있다.

제17도에 개념도를 나타낸다.

2:1의 길이의 편파면 보존광파이버를 사용한다.

2개의 편파면 보존광파이버를 주축방향이 45° 다르도록 접착하고 있다.

더우기 파이버의 길이는 2방향에 편파면을 가지는 빛의 광로길이의 차가 커히런트길이 이상이 되게 한다.

여기에서는 흑점은 파이버의 안에 삽입된 응력부재를 나타낸다.

두개의 흑점을 연결하는 선이 하나의 주축방향(X로 한다)이다.

또 하나의 주축(Y로 한다)은 이것에 직각이다.

편파면이 주축X축에 평행한 빛의 굴절율을 n_x로 한다.

편파면이 주축Y축에 평행한 빛의 굴절율을 n_y로 한다.

파이버의 길이를 L₁, L₂로 한다.

발광소자의 커히런트(coherent)길이를 h로 한다.

등이 성립하는 것이 필요하다.

파이버로된 편광자로서는 편파면 보존파이버를 코일상에 감은 것이 있다.

복굴절성이 있는 편파면 보존파이버를 구부리고 있으므로 손실이 편파면 방향에 따라서 다르고 그때문에 어떤 방향의 편파면의 빛만을 통과하는 것이된다.

소형의 편광자로선은 제18도에 나타낸 바와 같이 유전체층과 금속층을 번갈아 적충한 금속유전체 다층막이 제안되고 있다.

예를들면 일본특개소 60-97304호이다.

얇은 유전체층과 금속층을 번갈이 다층적충하고 있다.

금속층과 평행한 편파면을 가지는 빛은 금방 감쇠한다.

금속층과 수직인 편파면을 가지는 빛만이 이것을 통과할 수 있다.

그렇기때문에 편광자와 동등의 기능을 이뤄낼 수가 있다.

금속유전체 다층막의 편광자는 소형으로 할 수 있기 때문에 파이버를 직접 접착하면 좋다.

그러나 그외의 비교적 큰 편광자이라면 제19도에 나타낸 바와같이 렌즈를 이용해서 빛을 평행광으로 하거나 편광자를 통한후 다시 렌즈로 좁혀서 파이버에 입사시키면 좋다.

제15도에 나타낸 각각의 부품을 파이버부품과 소형의 부품으로 바꿔놓을 수가 있다.

그러나 바꿔놓는 것만으로 좋으나고하면 그렇지는 않다.

발광소자에서 출사된 빛은 직선편광이다.

이것이 편광자에 다다를때 까지의 광파이버에 있어서 편파면이 회전할 가능성이 있다.

발광소자의 출사광의 편광방향과 파이버형 편광자의 편광방향을 합치시키는 것은 어렵다.

만약 이것이 합치해 있지 않으면 통과하는 광량이 적어진다.

제15도와같이 파이버와 분리된 벌크광학결정의 편광자를 이용하는 경우는 수광소자에 도달하는 광량이 최대가 되도록 편광자를 회전해서 조정할 수 있다.

그러나 파이버에 접착된 금속유전체 다층막편광자와 파이버형 편광자의 경우는 싱글모드 광파이버와 융착결합해서 처음으로 빛이 통과하기 때문이라 파이버형 편광자를 회전해서 그 편파방향을 조정하는 것은 할수 없다.

발광소자쪽을 회전해서 편광방향을 일치시키는 것이 되었다하더라도 싱글모드 광파이버기 때문에 온도변화와 응력에 의해서 편파면이 회전할때가 있다.

그러면 역시 편광자를 통과하는 광량이 감소 혹은 증대하고 스케일팩터(scale factor)가 변동한다.

즉 편광자를 파이버에 고착한 편광자로 바꿔놓은 경우 편광자에서 광원에 가까운쪽에서의 편파면의 회전이라고하는 새로운 문제를 낳게된다.

그래서 본 발명자는 발광소자에서 편광자에 다다르고 싱글모드 광파이버안에 또 하나의 데포라라이져를 추가한 광파이버쟈이로를 발명했다.

이 데포라라이져는 발광소자와 제1의 커플러와의 사이에 설치해도 좋고 제1의 커플러와 파이버형 편광자의사이에 설치해도 좋다.

①일본특개평 2-225616

②일본특개평 2-225617

③일본특개평 2-225618

이중 ①은 데포라라이져로서 2개의 편파면 보존광파이버를 광학주축이 45° 비틀려진 상태에서 축방향에 접촉된 것을 사용한다.

그 길이의 비는 2:1로 한다.

짧은쪽의 편파면 보존광파이버의 길이는 복굴절에 따른 광로차가 발광소자의 커히런트길이보다 길어지게 한다.

이와 같은 데포라라이져는 이미 말한 바와 같이 공지이다.

제17도에 나타낸 것도 동등하다.

②는 발광소자의 편광방향에 대해서 45° 주축이 기울은 편파면 보존파이버를 발광소자에 대향시키는 것에 의해서 실질적으로 데포라라이저로 한 것이다.

③은 복굴절성결정을 발광소자로부터 나온 빛의 경로에 발광소자의 편광에 대해서 45° 주축을 기울게해서 둔 것이다.

앞의예와 같이 발광소자의 편광과 복굴절성결정에 의해서 실질적으로 데포라라이져를 구성한 것이다.

발광소자와 편광자의 사이에 싱글모드 광파이버가 존재할 때에는 발광소자와 편광자의 사이에 또 하나의 데포라라이져를 넣어야 한다라고하는 것이 본 발명자의 의견이다.

그렇게 한 것이 상기 .①∼③의 발명이다.

이것은 새로운 제안이다.

종래의 광파이버쟈이로에 그같은 2개의 데포라라이져를 가지는 것은 없었다.

그렇지만 ②와 ③은 발광소자의 편광방향에 대해서 파이버의 주축, 결정의 주축을 조정하지 않으면 안되고 조정이 불편하다.

①은 편파면 보존파이버를 2개 연결해 합친것이고 단순하면서 잘알려진 파이버형 데포라라이져이기 때문에 신뢰할 수 있다.

그러나 접속이라는 점을들어 얘기하면 제17도에 나타낸 바와같이 싱글모드 광파이버와 접속, 편광자와의 접속, 2개의 편파면 보존파이버의 접속이 있다.

3점으로 접속하지 않으면 안된다.

이것은 편광자보다도 전방에 있는 제1의 데포라라이져의 문제이다.

그러나 이같은 문제는 편광자보다도 후방의 파이버코일의 단부에 접속된 제2의 데포라라이져에 있어서도 존재하는 것이다.

Boehm은 복굴절성결정을 2장 사용한 데포라라이져를 제안하고 있다.

이것을 제17도에 나타내는 2개의 편파면 보존광파이버에 의해서 바꿔놓은 것은 간단하다.

그러나 이래도 접속점은 3개소가 된다.

싱글 모드파이버의 사이에 2개의 편파면 보존광파이버를 삽입하고나서 3개소의 접속이 된다.

편파면 보존광파이버끼리의 접속은 주축을 45° 어긋나게 놓도록 정확하게 하지 않으면 안되는 어려운 작업이다.

그러나 잘 생각하면 더욱 단순화할 수 있다.

데포라라이져의 구조가 보다 단순하고, 제조비, 조립비 모두 절약이 가능한 광파이버쟈이로를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

①본 발명의 제1의 광파이버쟈이로는 파이버코일의 안을 좌회전, 우회전으로 빛을 전달시켜 양회전광의 위상차로부터 파이버코일의 회전각 속도를 구하는 것을 원리로하는 광파이버쟈이로이고, 단색광을 생기게하는 발광소자와 싱글모드 광파이버를 여러번 감아돌린 파이버코일과 파이버코일의 안을 좌회전, 우회전으로 전달한 빛을 간섭시켜 간섭광의 강도를 검출하는 수광소자와, 발광소자에 연결되는 제1파이버광로와 수광소자에 연결되는 제5파이버광로를 제2파이버광로에 결합하는 제1분기 합류소자와, 상기 파이버코일의 양단을 제2파이버광로에 결합하는 제2분기 합류소자와, 제2파이버광로의 도중에 설치된 편광자와 제2파이버광로의 편광자의 직전에 설치된 제1데포라라이져와 파이버코일의 단부와 제2분기 합류소자와의 사이의 광로 또는 제2분기 합류소자와 편광자의 사이의 광로에 설치된 제2데포라라이져를 포함해 제1데포라라이져는 직교하는 주축방향에 편파면을 가지는 광성분의 광로장의 차가발광소자의 커히런트길이 이사의 길이의 편파면 보존파이버를 그 주축이 상기 편광자의 주축에 대해서 45° 기울도록 편광자의 전면에 접속한 것인 것을 특징으로 한다.

②본 발명의 제2의 팡파이버쟈이로는 파이버코일의 안을 좌회전, 우회전에 빛을 전달시켜 양회전광의 위상차로부터 파이버코일의 회전각 속도를 구하는 것을 원리로하는 광파이버쟈이로이고, 단색광을 발생하는 발광소자와 싱글모드 광파이버를 여러번 감아돌린 파이버코일과 파이버코일의 안을 좌회전, 우회전으로 전달한 빛을 간섭시켜 간섭광의 강도를 검출하는 수광소자와, 발광소자에 연결되는 제1파이버광로와 수광소자에 연결되는 제5파이버광로를 제2파이버광로에 결합하는 1분기 합류소자와, 상기 파이버코일의 양단을 제2파이버광로에 결합하는 제2분기 합류소자와, 제2파이버광로의 도중에 설치되는 편광자와, 제1파이버광로 또는 제2파이버광로의 제1분기합류소자와 편광자의 사이에 설치된 제2데포라라이져를 포함해 제2데포라라이져는 직교하는 주축방향에 편파면을 가지는 광성분의 광로길이의 차가 발광소자의 커히런트 길이 이상의 길이의 편파면 보존파이버를 그 주축이 상기 편광자의 주축에 대해서 45° 기울도록 상기 편광자의 주축에 대해서 45° 기울도록 편광자의 후면에 접속할 것인 것을 특징으로 한다.

③본 발명의 제3의 광파이버쟈이로는 코일의 안을 좌회전, 후회전에 빛을 전달시켜 양회전광의 위상차로부터 파이버코일의 회전각속도를 구하는 것을 원리로하는 광파이버쟈이로이고, 단색광을 발생하는 발광소자와 싱글모드 광파이버를 여러번 감아돌린 파이버코일과 파이버코일의 안을 좌회전, 우회전에 전달한 빛을 간섭시켜 간섭광의 강도를 검출하는 수광소자와, 발광소자에 연결되는 제1파이버광로와 수광소자에 연결되는 제5파이버광로를 제2파이버광로에 결합하는 제1분기 합류소자와, 상기 파이버코일의 양단을 제2파이버광로에 결합하는 제2분기 합류소자와 제2파이버광로의 도중에 설치된 편광자와 제2파이버광로의 편광자의 직전에 설치된 제1데포라라이져와 제2파이버광로의 편광자의 바로뒤에 설치된 제2데포라라이져를 포함해, 상기 제1데포라라이져는 직교하는 주축방향에 편파면을 가지는 광성분의 광로장의 차가 발광소자의 커히런트길이 이상의 길이의 편파면보존파이버를 그 주축에 상기 편광자의 주축에 대해서 45° 기울게 편광자의 전면에 접속한 것이고 제2데포라라이져는 직교하는 주축방향에 편파면을 가지는 광성분의 광로장의차가 발생소자의 커히런트길이 이상의 길이의 편파면보존파이버를 그 주축이 상기 편광자의 주축에 대해서 45° 기울도록 편광자의 후면에 접속한 것인 것을 특징으로한다.

본 발명의 데포라라이져는 2개의 편파면 보존광파이버를 접합해서 만드는 것이 아니고 본질적으로 1개의 편파면 보존광파이버와 편광자의 입사면을 조합해서 만든다.

이것이 새로운 것이다.

즉 1개의 편파면 보존광파이버를 절검할 수 있는 것이다.

통상의 편파면 보존광파이버에 의해서 데포라라이져를 만들려고 하면 1m∼2m정도길이의 편파면 보존광파이버를 2개 필요로 한다.

편파면 보존광파이버는 응력부재등을 넣으므로 높은 가격의 파이버이지만 본 발명에 따르면 이것은 1m정도 절검할 수 있다.

또 1개 줄기 때문에 접속개소도 1개소 감소한다.

이 작업은 정확히 주축방향을 45° 로 하지 않으면 안되므로 시간이 걸리는 작업이다.

이것을 1회분 줄일수가 있다.

재료비, 조립비를 대폭으로 절감할 수 있다.

제1의 발명은 편광자의 바로앞에 이것의 편광축과 광학주축이 45° 의 각도를 이루도록 1개의 편파면 보존광파이버를 접속해 편광자와 편광면 보존광파이버의 작용으로 데포라라이져로하는 것이다.

제2의 발명은 편광자의 바로뒤에 이것의 편광축과 광학주축이 45° 각도를 이루도록 1개의 편파면 보존광파이버를 접속해 편광자와 편파면보존광 파이버의 작용으로 데포라라이져로하는 것이다.

제3의 발명은 편광자의 바로앞과 뒤에 이것의 편광축과 광학주축이 45° 각도를 이루도록 1개의 편파면 보존광파이버를 접속해 편광자와 편파면 보존광 파이버의 작용으로 데포라라이져로하는 것이다.

즉 본 발명자의 생각에 의하면 편광자의 전후에 2개의 데포라라이져가 필요한 것이지만 이들중 1개 또는 2개를 편광자와 편파된 보존광파이버를 짜서 맞춘 합체형의 데포라라이져로하고 있는 것이다.

그러면 어떻해서 1개의 편파면 보존광파이버와 편광자로 데포라라이져가 되는가하는 것이 의문이 된다.

그것을 설명하기전에 우선 데포라라이져의 원리를 설명한다.

제16도의 데포라라이져 또는 제17도의 데포라라이져에 의해 서술한다.

처음의 복굴절성물체 Q₁에 있어서 직선편광의 빛이 입사한다고 한다.

이것의 편파면이 복굴절성물체의 광학주축 x와의 이루어지는 각을 ψ로 한다.

그러면 이 빛의 X성분은 cosΦ이고 Y성분은 sinΦ이다.

이것이 복굴절성물체를 통과하므로 굴절율의 차와 두께의 곱한것에 같은 광로길이의 차가 생긴다.

이것을 L이라고하면 L=│n_x-n_y│ L₁이다.

이것은 발광소자의 커히런트길이 h보다도 길기때문에 양자는 간섭하지 않는다.

이들 빛은 제16도의 나와 다에 대응한다.

나를 X방향에 편파면을 가진 광성분, 다를 Y방향에 편파면을 가진 광성분으로 한다.

이들 빛이 제2의 복굴절성물체 Q₂에 들어가지만 이것의 주축은 전방의 복굴절성물체 Q₁의 주축과 Θ각도를 이루므로 Q₂의 X성분은 상기의 X성분 나에 cosΘ를 곱한것 라(cosΘ cosΦ)와 상기의 Y성분 다에 sinΘ를 곱한것 마로부터 나온다.

이것은 (-sinΘ sinΦ)이다.

이들 성분 라, 마의 합의 2승이 Q₂의 X성분의 강도 P_x이다.

그러나 이들 광성분의 광로길이 커히런트길이 h보다도 길므로 교차항이 없어져버린다.

가 된다.

마찬가지로, Q2의 Y성분은 Q1의 X성분 나에 sinΘ를 곱한 바(cosΦ sinΘ)와, Q1의 Y성분 다에 cosΘ를 곱한 마(sinΦ cosΘ)로부터 생긴다.

이들 광성분도 상기의 것과같이 광로길이의 차가 커히런트길이 h보다도 길기때문에 교차항이 없어져서,

가 된다.

만약 주축을 이루는 각Θ가 45° 이면,

가 되고, 처음의 편광각에 관계없이, X성분, Y성분의 파워는 항상같다.

이와같이 되는 것은 Θ=45° 에 한정된다.

이것은(2), (3)에서 명확히 나타나 있다.

45° 가 아니면 sinΦ와 cosΦ에 붙는 웨이팅(weighting)이 다르고 2승을 더한 값이 1이 되지 않는다.

그래서 X축에 대해서 Ψ의 각을 이루는 임의의 방향의 편파면을 가지는 빛의 파워 W는,

즉 임의의 편파면의 빛의 강도가 방향각에 관계없이 일정하기 때문에 이것은 무편광이다.

이상의 설명은 처음에 직선편광이 있어서 이것에 입사한 경우를 생각하고 있다.

임의의 방향에 편파면을 가지는 직선편광이 무편광이 된다.

원편광, 타원평광과 같이 편파면이 시간과 함께 변화하는 것은 각각의 순간의 편파면이 어떻게 될까라고 하는 것을 생각하면 바람직하다.

어느방향에 편광하고 있어도 무편광이 되기때문에 원평광, 타원편광이라도 반드시 무편광이 된다.

결국 어떤 편파면의 빛이라도 무편광이 되어가는 것이다.

교차이 없어지는 것은 광로길이의 차가 커리렌트길이 h이상 이라고하는 성질로부터 오지만 Q₂를 나온 빛의 X축 방향의 에너지강도가 동일하다고하는 것은 양복굴절성물체의 주축이 45° 의 각도를 이루는 것으로부터 나온다.

이상의 설명은 2개의 복굴절성물체 Q₁, Q₂를 맞붙인 데포라라이져의 작용에 대응하고 있다.

제17도에 복굴절성물체 대신에 편파면보존광 파이버를 2개 접속한 것이다.

부축방향이 45° 뒤틀린 것이다.

원리는 제16도의 일반의 데포라라이져의 경우와 전혀 다르지 않다.

여기에서는 복굴절성물체 Q₁, Q₂라고 하는 대신에 편파면 보존광파이버 A, B라고하는 것으로 한다.

일반의 데포라라이져와 편파면 보존광파이버를 이용한 데포라라이져를 구별하기 위해서이다.

작용상, Q₁=A, Q₂=B라고 생각해도 좋다.

여기에서 제2의 복굴절성물체 Q₂를 제거해 직접편광자를 접속하면 어떻게 될까하는 것을 생각한다.

이 경우 편광자의 주축을 X로해서 이것이 제1의 복굴절성물체의 주축과 45° 의 각도를 이룬다.

그러면 편광자의 주축방향의 빛의 파워H_x는 상기의 경우의 Q₂의 입사면에서의 P_x와 같고,

가 된다.

이것은 Θ=45° 이기 때문에,

이 된다.

이 식은 중요하다.

이것은, 편광자의 전면에 이미 주축방향의 빛의 파워는 처음의 빛의 파워의 정확하게 반이라는 것을 의미한다.

즉 처음의 빛의 편광상태가 어떤 것이라 하더라도 편광자에는 항상 반의 파워가 입사하는 것이다.

편광자는 X방향에 편파면을 가지는 빛을 통해 Y방향에 편파면을 가지는 빛을 차단한다.

따라서 편광자를 통과하는 빛의 파워는 처음의 빛의 파워의 반이다.

편광자에서의 감쇠가 없다고 하면 Q₁과 편광자를 통과하는 빛의 파워는 반보다도 크기도 않고 작지도 않다.

정확히 반이다.

이것은 데포라라이져와 편광자를 조합한 것과 등가이다.

종래 데포라라이져의 작용으로서 식(2)∼(5)은 Q₂의 출구로 성립한다고 막연히 생각되고 있고 이것을 성립시키기 위해 Q₂가 불가결하다고 생각되어진 것이 아닐까라고 본 발명자는 상상한다.

그러나 잘 생각하면 그렇지않다.

식(2)∼(5)는 Q₂의 입구에서도 성립한다.

출구에서도 성립한다.

식(2)∼(5)의 성립성은 Q₂의 두께와는 관계없다.

그렇지 않고 주축이 45° 다르기 때문에 전단의 Q₁의 빛의 2개의 주축에 편파면을 가지는 빛이 정확히 2등분되는 것이 중요한 것이다.

이를 위해서는 광학주축이 Q₁과 45° 다른 무엇인가가 있으면 좋은 것이다.

광학주축의 정의할수있는 것이 어쨌든 있으면 좋다.

편광자는 그와같은 광학주축을 정의할수있는 것이다.

그렇기 때문에 편광자의 전면에 이미 식(2)∼(5)이 의미있는 것으로서 성립하고 있는 것이다.

그러면은 종래의 데포라라이저는 왜Q₂를 필요로 한 것일까?

이것이 의문이 될것이다.

이것은, X방향에 편파면을 가진 빛과, Y방향에 편파면을 가진 빛이 간섭하지 않도록 광로길이의 차를 커히런트 길이 보다 길게 한다고 하는 기능을 가지고 있을 뿐이다.

이 기능을 여기에서는 비간섭화 라고 부르자.

데포라라이저의 바로뒤에 편광자가 있는 경우는 X방향에 편파면이 있는 빛밖에 통과하지 않기 때문에 이 비간섭화의 작용은 불필요한 것이다.

즉 제16도에 있어서 라, 마의 광성분과 바, 사의 광성분과의 비간섭화를 위해서 Q₂가 필요할뿐 그 이외는 아니다.

Q₁의 바로뒤에 편광자가 있으면 바, 사의 성분이 없어져 버린다.

따라서 바, 사의 Y방향에 편파면을 가지는 빛을 라, 마의 X방향에 편파면을 가지는 빛에서 비 간섭화 할 필요가 없는 것이다.

간단히 말하자면 이러한 것이다.

편광자를 직접 Q₁에 접속할 때에만 Q₂가 불필요해진다.

그렇지 않고서 Q₁, Q₂의 뒤에 싱글모드파이버를 접속해 이 뒤에 편광자를 접속하는 것이라면 Q₂가 필요해진다.

이와같이 본 발명은 데포라라이저의 작용에 관해서 깊은 성찰에 의해 이루어진 것이다.

본 발명의 본질은 결국, 복굴절성물체 하나의 주축을 45° 기울여서 편광자에 접속해서 편광자 데포라라이저의 역활을 시키는 점에 있다.

종래 2개의 복굴절성물체를 이용해서 데포라라이저를 만들고 있었지만 이것을 하나의 복굴절성 물체로 데포라라이저를 만들었다라고 하는 것은 아니다.

주의하지 않으면 안된다.

이와같이 복굴절성 물체를 한개 줄이는 것이 될수있는 것은 편광자가 있기 때문이다.

이와같은 작용은 쌍방향적이다.

이상의 설명은 Q₁에서 편광자로 향하는 빛에 관한 것이다.

반대로 편광자에서 Q₁으로 향하는 빛은 어떻게 될까?

이것은 보다 간단하다.

편광자를 통한 빛은 직선편광이다.

이 방향에 대해서 Q₁의 주축은 45° 각도를 이루고 있기 때문에 Q₁의 X축에 편파면을 가지는 빛은 정확히 반의 강도를 가지고, Q₁의 Y축에 편파면을 가지는 빛은 정확히 반의 강도를 가진다.

같은 강도를 가지므로 임의의 방향에 편파면을 가지는 빛은 어느것도 같은 강도를 가지는 것이다.

즉 무편광이 되어있다.

이와 같이 작용이 쌍방향적이기 때문에 본 발명의 구조는 편광자의 앞에 복굴절성물체 Q1을 접속해도 좋고 편광자의 뒤에 복굴절성물체Q2을 접속해도 좋다.

또 편광자의 양측에 복굴절성물체를 접속해도 좋다.

[실시예]

[실시예①] 제1도는 본 발명의 제1의 발명의 실시예를 나타낸다.

이것은 편광자의 앞에 1개의 편파면보존광 파이버를 접속하고 있다.

광로의 거의가 팡파이버로 구성되어 있다.

싱글모드광파이버를 주로하고있지만 편파면 보존광파이버를 일부 이용하고 있다.

이 광파이버쟈이로는 발광소자(1), 제1데포라라이저(2), 제2데포라라이저(3), 파이버코일(4), 위상변조기(5), 수광소자(6), 제1파이버캡플러(7), 제2파이버캡플러(8), 편광자(19)등을 포함하고 이들 부품이 광파이버에 의해 상호 연결되어 있다.

여기에서 편광자(19)는 일반적으로 어떤 것이라도 좋다.

편광프리즘, 금속유전체다층막, 파이버형편광자의 어느쪽도 사용할수있다.

본 발명은 어떠한 편광자를 사용하는 광파이버쟈이로에도 적용할수있다.

발광소자(1)는 단색광을 내는 광원이다.

레이저 다이오드, 수퍼르미넷센트다이오드를 이용할 수 있다.

단 커히런트길이 h가 짧은 것이 아니면 안된다.

데포라라이저(2,3)는 직선편광을 무편광으로하는 소자이다.

제2의 데포라라이저(3)를 파이버커플러와 파이버코일의 사이에 넣는것은 Boehn가 제안한 제15도에 나타내는 광파이버쟈이로에도 나타나있고 이미 알려져있다.

본 발명에서는 제1의 파이버캡플러(7)와 편광자(19)의 사이에 제1의 데포라라이저(2)를 추가하고 있다.

이 데포라라이져(2)의 구조가 새로운것이다.

제2의 데포라라이저는 제17도에 나타낸 바와같이 편파면보존광파이버 2개(A,B)를 광학주축이 45° 를 이루도록 축방향에 접촉한 것이다.

그리고 2개의 편파면을 가진 빛의 광로차가 발광소자의 커히런트길이 이상이도록 한다.

2개의 광파이버의 길이는 예를들면 2:1이다.

짧은 쪽의 광파이버 및 긴쪽과 짧은 쪽의 차에 있어서도 이 조건이 만족되지 않으면 안된다.

이것은(1)식에서 나타냈다.

2개의 편파면보존광 파이버 A, B는 상호간에 45° 각도를 이루도록 접착된다.

더우기 양단면이 파이버코일(4)의 단부의 싱글모드 파이버의 사이에 접속된다.

접속점을 X로 나타내고 있다.

제1의 데포라라이저는 제3도에 나타낸 바와같은 2개의 편파면 보존 파이버 A, B를 주축이 45° 다르게 접속하고 더우기 편광자(19)의 단면에 접속한 것은 아니다.

그렇지 않고 제2도에 나타낸 바와같이 1개의 편파면보존광 파이버를 광학주축을 45° 기울여서 편광자(19)에 접속한 것이다.

타단은 제2파이버광로의 싱글모드파이버 D의 단면에 접속된다.

즉 제3도의 것과 비교해서 편파면 보존파이버가 1개 적다.

파이버 B에 닿는 것이 없다.

접속점도 1개 적다.

파이버 B와 같은 기능을 편광자의 광학주축이 하고 있는 것이다.

그렇기 때문에 편파면 보존 파이버를 1개 생략할수 있다.

이미 말한 바와같이 이와같은 것도 편광자의 주축과 공동으로해서 데포라라이저 로서 기능할수있다.

반복하지만, 통상의 위치에 있으면 데포라라이저에 필요한 것은 편파면보존 파이버 A와, 그것과 45° 를 이루는 또 하나의 편파면 보존광파이버 B이다.

그러나 편광자에 인접하는 때는 편광자에 의해서 주축에 직교하는 편파면이 빛이 완전히 소멸해 버리므로 이 빛을 커히런트길이 이상으로 지연 또는 가속해서 주축방향에 편파면을 가지는 빛에서 떼어낼 필요가 없다.

이를 위해서도 또 하나의 편파면 보존광 파이버 B를 줄일수가 있다.

제2도에 있어서 임의의 편파면을 가지는 빛이 편파면 보존광파이버 A에 들어가면 각각의 주축방향에 cosΦ와 sinΦ로 분할된다.

이것이 A를 통과하는 중에 위상차가 증대해 간다.

A를 나온때의 광로길이의 차가 커히런트길이 이상이기 때문에 이들의 빛이 간섭하지 않는다.

이 광성분은 편광자이고 cosΦ sinΦ 45° 와 sinΦ cos45° 의 성분값을 가지고 편광자의 주축방향에 편파면을 가지는 빛으로서 들어간다.

이들은 간섭하지않는 광성분이기 때문에 파워로서는 이들의 2승의 더한 값이 된다.

주축 방향의 파워 H_x는,

가 된다.

항상 광에너지의 반만큼은 편광자를 통과 할수있다.

즉 파이버 A쪽으로 부터 편광자를 통과하는 광에너지의 안정성을 높일수가 있다.

반대로 파이버코일을 통과해서 편광자를 통해 돌아가는 빛에 관해서 생각한다.

이것은 편광자를 통과하는 것에 의해서 X방향에 편광면을 가지는 빛이 되어있다.

이것이 편광면보존광 파이버 A에 들어가지만 주축방향을 45° 빗나가 있기 때문에 광에너지의 반씩 X방향, Y방향에 분배된다.

따라서 편파면 보존광 파이버를 나온때는 무편광이 된다.

이것이 수광소자에 들어간다.

편파면의 회전이 만약 편광자와 수광소자의 사이에서 일어났다 하더라도 스케일 팩터가 이것에 의해서 변동 하는 일은 없다.

이와같이 본 발명은 편광자를 통과하는 빛의 파워의 안전성을 높일수 있다.

통과 파워가 인정한 것에 의해 스케일팩터가 인정하다.

이것은 광파이버쟈이로에 있어서 극히 중요하다.

이미 말한 본 발명자에 의한

①일본특원편 2-225616

②일본특원편 2-225617

③일본특원편 2-225618

은 제1데포라라이져의 필요성을 처음으로 지적한 것이다.

이들은 모두 제1데포라라이져를 발광소자와 제1파이버커플러의 사이에 넣고있다.

그렇기 때문에 본 발명과 같이 편광자의 편파면보존광 파이버를 합체시켜서 데포라라이져를 구성하는 것과 같은 연구를 할 여지가 없다.

그러나 제1데포라라이져는 발광소자와 편광자의 사이에 있으면 좋기 때문에 본 발명과 같이 제1파이버캡플러와 편광자의 사이에 넣기도 좋다.

발광소자의 빛을 무편광으로 하고나서 편광자에 입사 시킨다고 하는 작용은 변하지 않는다.

이하의 구성은 종래의 것과 같다.

파이버코일(4)은 싱글모드광파이버를 여러번 돌려 감은 것이다.

본 발명은 위상변조, 주파수변조, 위상시프트법등에 적용할 수 있다.

여기에서는 위상변조법을 나타낸다.

위상변조기(5)는 원통형의 압전진동자에 파이버코일의 한끝가까이에 광파이버를 감아서 장치한 것이다.

압전진동자에 교류의 발기전압을 주면 이것이 반경방향으로 팽축하므로 광파이버가 신축해 이안을 전달하는 빛의 위상이 변화한다.

수광소자(6)는 pin포토다이오드등이고 파이버코일을 좌회전 우회전 전달한 빛을 간섭시켜 간섭광의 강도를 검출한다.

파이버커플러(7,8)는 2개의 광파이버의 피복을 벗겨서 접근시키고 융착해서 늘린것이다.

코어 사이의 거리가 작으므로 에버넷센트 결합한다.

한쪽끝에서 빛을 넣으면 다른쪽의 2개의 끝에 반씩 광파워가 나오도록 조정해서 만든다.

빔스프릿터와 같이 부피가 많지않고 소형의 분기소자이다.

다음으로 파이버로 형성되는 광로에 관해서 설명한다.

제1파이버광로(11)는 발광소자(1)와 제1파이버커플러(7)의 사이를 연결한다.

싱글모드광파이버이다.

발광소자(1)와 파이버단의 사이에는 집광광학계(10)가 있다.

제2파이버광로(12)는 제1파이버커플러(7)와 제2파이버커플러(18)와이 사이를 연결하는 광로이다.

제3파이버광로(13)과 제4파이버광로(14)는 파이버코일(4)의 양단부분에 닿는다.

어느쪽도 제2파이버커플러(8)의 일단에 접속되어있다.

제5파이버광로(15)는 제1파이버커플러(7)와 수광소자(6)를 연락한다.

제6파이버광로(16)는 제2파이버커를러(8)에 이어지는 파이버의 여분이고 자유단을 가지고 있다.

제7파이버광로(17)는 제2파이버커를러(7)에 이어지는 파이버의 여분이고 자유단을 가진다.

분가소자를 파이버커플러로 하면 이와같이 자유단에서 끝나는 여분의 부분을 어쩔수없이 발생한다.

제1, 제2의 파이버커플러(7,8)의 사이의 제2파이버광로(12)의 도중에 편광자(19)가 설치된다.

위상변조기(5), 제2데포라라이져(3)는 제3, 제4파이버광로(13,14)의 어느쪽인가에 설치된다.

이 예에는 양자가 다른 광로에 배분되어있지만 동일의 광로에 있어서도 지장이 없다.

제1의 데포라라이져(2)는 제2파이버광로(12)의 제1파이버커플러(7)와 편광자(19)의 사이에 설치한다.

발광소자(1)에서 출사된 빛은 직사편광이지만 제1의 데포라라이져(2)에서 무편광이 된다.

이것이 편광자(19)에 달해 여기에 있는 방향의 직선편광이 된다.

일단 무편광으로 하기 때문에 편광자(19)에서 직선편광이 된때의 빛의 진폭은 발광소자의 방위에는 관계없이 일정하게 된다.

발광소자와 파이버형 편광자의 축맞춤을 할 필요가 없다.

또 외력과 온도에 의해 광파이버 속에서 편파면이 회전해도 무편광이기때문에 영향이 없다.

[실시예②] 제4도는 본 발명의 제1의 발명의 다른예를 나타낸다.

이것은 파이버형 편광자의 앞에 하나의 편파보존광 파이버를 접속하고있다.

광로의 전부가 광파이버로 구성되어있다.

싱글모드광파이버를 주로하고 있지만 편파면보존광 파이버를 일부이용하고 있다.

이 광파이버쟈이로를 발광소자(1), 제1데포라라이져(2), 제2데포라라이져(3), 파이버코일(4), 위상변조기(5), 수광소자(6), 제1파이버커플러(7), 제2파이버커플러(8), 파이버형편광자(9)등을 포함 이들 부품이 광파이버에 의해 상호 연결되어있다.

파이버형 편광자(9)는 편광면 보존광파이버를 원통에 감아 붙인 것이다.

직교하는 편파면을 가지는 2개의 모드중 하나의 모드가 방사모드가 되서 감쇠하기 때문에 남은 하나의 모드의 빛만이 이안을 통과할수있다.

그렇기 때문에 편광자의 같은 값의 움직임을 한다.

이것이 편파면 보존파이버이기 때문에 본 발명과 같이 데포라라이져의 구조를 단순화 할수있다.

그외의 점에서는 앞의예와 동일하다.

즉 제1데포라라이져를 제6도와 같이 2개의 편파면보존광 파이버 A, B를 이용해서 구성하는 것이아니고 제5도와 같이 1개의 편파면보존광파이버 A만을 이용해서 만든다.

즉 파이버편광자의 편파면보존광 파이버의 끝 C에 1개의 편파면 보존광파이버 A를 주축을 45° 기울여서 접착한다.

이것에 의해서 데포라라이져를 실질적으로 구성할수있는 것이다.

[실시예③] 제7도는 본 발명의 제2의 발명의 실시예이다.

이것은 제2데포라라이져(3)를 파이버코일(4)의 단부에 설치하는 것은 아니고 편광자(19)와 제2파이버커플러(8)사이에 설치하는 것이다.

그리고 제2데포라라이져를 1개의 편파면보존광 파이버와 편광자에 의해서 구성하고 있다.

편광자는 임의의 것으로 좋고 금속유전체 다층막, 파이버형 편광자, 편광프리즘등을 이용할 수 있다.

제1데포라라이져(2)는 종래대로 구조이고 제6도에 나타낸 바와같은 것으로 되어있다.

2개편파면 보존광 파이버를 접착한 것이다.

제8도는 편광자의 근방의 구조를 나타낸다.

이들 파이버는 실제로는 접착하고 있지만 단면을 나타내기 위해 분해해서 나타낸다.

제2데포라라이져(3)는 편광자(19)와 그후에 설치된 1개의 편파면 보존광파이버A로 부터된다.

이것은 종래 파이버코일의 근방에 있어서 좌회전광 우회전광을 다른 타이밍에서 무편광으로 하고있던 제2데포라라이져를 파이버커플러로부터 편광자 가까이에 가지고 온것이다.

이것에 의하면 좌회전광 우회전광을 무편광으로 하는 타이밍이 동일하게 된다.

이렇게 하지 않으면 편광자와 편파면 보존광 파이버를 합체해서 데포라라이져로 할수가 없다.

잘생각하면 제2데포라라이져는 제2파이버커플러보다도 파이버코일측에 있을 필요는 없는 것이다.

[실시에④] 제9도는 본 발명의 제2의 발명의 다른 실시예를 나타낸다.

이것도 편광자의 뒤에 합체형의 데포라라이져(3)를 설치하고있다.

그러나 편광자가 파이버형편광자(9)가 되어있다.

제10도가 확대도이다.

파이버형 편광자(9)의 단부의 편파면 보존광 파이버 E에 1개의 편파면 보존광 파이버 A가 주축을 45° 비틀어서 접착하고있다.

F는 제2파이버광로(12)의 싱글모드파이버이다.

[실시예⑤] 제11도는 본 발명의 제3의 발명의 실시예이다.

이것은 제1데포라라이져(2)와 제2데포라라이져(3)의 어느쪽을 편광자(19)에 합체한 것으로 하고있다.

편광자는 임의의 것으로 좋고 금속유전체다층막, 파이버형 편광자, 편광프리즘 등을 이용할 수 있다.

제12도에 확대도를 나타낸다.

편광자(19)의 바로앞에 1개의 편파면보존광 파이버 A가 주축을 45° 기울여서 편광자에 접착하고 있다.

A와 편광자로 데포라라이져가 구성된다.

더우기 편광자(19)의 바로뒤에도 편광면보존광 파이버 A′가 주축을 45° 틀은 관계로 접착되어있다.

양쪽의 데포라라이져가 모두 합체형의 데포라라이져가 되어있다.

이것은 편광자에 관해서 대칭으로 되어있다.

[실시예⑥] 제13도는 본 발명의 제3의 발명의 다른 실시예를 나타낸다.

이것은 편광자를 파이버형 편광자(9)로 한것이다.

제14도가 파이버형 편광자(9)의 근방의 확대도이다.

제1데포라라이져(2)는 1개의 편파면보존광파이버 A를 파이버형 편광자 (9)의 한끝의 파이버 C에 접착해서 이루어지는 것이다.

제2데포라라이져도 역시 1개의 편파면보존광 파이버 A를 파이버형 편광자(9)의 다른끝 E에 접착한 것이다.

본 발명에서는, 발광소자와 편광자의 사이에 혹은 편광자와 파이버코일의 사이에 편파면 보존 파이버를 편광자와 주축이 45° 다르게 접속해서 이루어지는 데포라라이져가 넣고 있다.

데포라라이져의 구조가 단순화되므로 접속하는 공정수가 절감되고 재료비의 면에서도 유리하다.

발광소자의 커히런트길이에 따르기도 하지만 예를들면 1∼2m의 길이의 편파면보존광 파이버를 2개 합쳐서 데포라라이져로 하는 것이 보통이지만 이 1개를 절감할수 있다.

높은 가격의 편파면보존광파이버이기 때문에 재료절감의 효과는 크다.

또 파이버의 접속에는 숙련자라도 5∼10분 걸린다.

본 발명에서는 파이버의 접속점이 하나줄므로 이것에 걸리는 공정수를 절감할수있다.

본 발명에서는 데포라라이져에 의해서 임의의 타원편광, 직선편광을 일단 무편광으로 하고나서 편광자를 통하기 때문에 편광자를 통과하는 광량이 일정하다.

즉 전입사광의 정확히 반만 항상 이것을 통과할 수 있는 것이다.

이것에 의해서 광파이버쟈이로의 스케일 팩터가 안정하다.

즉 본 발명에 따르면, 편광자, 데포라라이져등을 포함하는 광로의 주요부를 광파이버에 의해서 구성한 경량소형이며 스케일팩터가 안정된 광파이버쟈이로를 싼가격에 제공할수있다.

Claims (9)

1. 파이버코일 안을 좌회전 우회전으로 빛을 전달시켜 양방향으로 회전하는 빛의 위상차로부터 파이버코일의 회전 각속도를 구하는 것을 원리로 하는 광파이버쟈이로로서, 단색광을 발생하는 발광소자와; 싱글모드 광파이버를 여러번 돌려감은 파이버코일; 파이버코일 안을 좌회전 우회전으로 전달한 빛을 간섭시켜 간섭광의 강도를 검출하는 수광소자; 발광소자에 이어지는 제1파이버광로와 수광소자에 이어지는 제5파이버광로를 제2파이버광로에 결합하는 제1분기합류소자; 상기 파이버코일의 양끝을 제2파이버광로에 결합하는 제2분기합류소자; 제2파이버광로의 도중에 설치된 편광자; 제2파이버광로의 편광자의 바로 앞에 설치된 제1데포라라이져; 및 파이버코일의 단부와 제2분기합류소자 사이의 광로 또는 제2분기합류소자와 편광자 사이의 광로에 설치된 제2데포라라이져를 포함하며, 상기 제1데포라라이져는 직교하는 주축방향으로 편파면을 가지는 광성분의 광로길이의 차가 발광소자의 커히런트길이 이상의 길이의 편파면 보존파이버를 그 주축이 상기 편광자의 주축에 대해서 약 45° 기울게 편광자의 전면에 접속한 것을 특징으로 하는 광파이버쟈이로.
2. 제1항에 있어서, 편광자가 복굴절성 파이버의 밴딩(bending)손실의 편파면 의존성을 이용한 파이버형 편광자인 것을 특징으로하는 광파이버쟈이로.
3. 제1항에 있어서, 편광자가 다수의 금속층과 유전체층을 번갈아 반복 적층해 금속층, 유전체층과 수직인 편파면을 가지는 빛만을 통과시키는 금속 유전체 다층체인 것을 특징으로 하는 광파이버쟈이로.
4. 파이버코일 안을 좌회전 우회전으로 빛을 전달시켜 양방향으로 회전하는 빛의 위상차로부터 파이버코일의 회전 각속도를 구하는 것을 원리로 하는 광파이버쟈이로로서, 단색광을 발생하는 발광소자; 싱글모드 광파이버를 여러번 감아돌린 파이버코일; 파이버코일 안을 좌회전 우회전으로 전달한 빛을 간섭시켜 간섭광의 강도를 검출하는 수광소자; 발광소자에 이어지는 제1파이버광로와 수광소자에 이어지는 제5파이버광로를 제2파이버광로에 결합하는 제1분기합류소자; 상기 파이버코일의 양끝을 제2파이버광로에 결합하는 제2분기합류소자; 제2파이버광로의 도중에 설치되는 편광자; 제1파이버광로 또는 제2파이버광로의 제1분기합류소자와 편광자 사이에 설치된 제1데포라라이져; 및 제2파이버광로의 편광자 바로 뒤에 설치된 제2데포라라이져를 포함하며, 상기 제2데포라라이져는 직교하는 주축방향으로 편파면을 가지는 광성분의 광로길이의 차가 발광소자의 커히런트길이 이상의 길이의 편파면 보존파이버를 그 주축이 상기 편광자의 주축에 대해서 약 45° 기울게 편광자의 뒷면에 접속한 것을 특징으로 하는 광파이버쟈이로..
5. 4항에 있어서, 편광자가 복굴절성 파이버의 밴딩손실의 편파면 의존성을 이용한 파이버형 편광자인것을 특징으로 하는 광파이버쟈이로.
6. 제4항에 있어서, 편광자가 다수의 금속층과 유전체층을 번갈아 반복 적층해 금속층, 유전체층과 수직인 편파면을 가지는 빛만을 통과시키는 금속 유전체 다층체인 것을 특징으로 하는 광파이버쟈이로.
7. 파이버코일안을 좌회전 우회전으로 빛을 전달시켜 양방향으로 회전하는 빛의 위상차로부터 파이버코일의 회전 각속도를 구하는 것을 원리로 하는 광파이버쟈이로로서, 단색광을 발생하는 발광소자; 싱글모드광파이버를 여러번 감아돌린 파이버코일; 파이버코일 안을 좌회전 우회전으로 전달한 빛을 간섭시켜 간섭광의 강도를 검출하는 수광소자; 발광소자에 이어지는 제1파이버광로와 수광소자에 이어지는 제5파이버광로를 제2파이버광로에 결합하는 제1분기합류소자; 상기 파이버코일의 양단을 제2파이버광로에 결합하는 제2분기 합류소자; 제2파이버광로의 도중에 설치되는 편광자; 제2파이버광로의 편광자 바로 앞에 설치된 제1데포라라이져; 및 제2파이버광로의 편광자 바로 뒤에 설치된 제2데포라라이져를 포함하며, 상기 제1데포라라이져는 직교하는 주축방향으로 편파면을 가지는 광성분의 광로길이가 발광소자의 커히런트길이 이상의 길이의 편파면 보존파이버를 그 주축이 상기 편광자의 주축에 대해서 약 45° 기울도록 편광자의 앞면에 접속한 것이고, 상기 제2데포라라이져는 직교하는 주축방향으로 편파면을 가지는 광성분의 광로길이의 차가 발광소자의 커히런트길이 이상의 길이의 편파면 보존파이버를 그 주축이 상기 편광자의 주축에 대해서 약45° 기울도록 편광자의 뒷면에 접속한 것을 특징으로 하는 광파이버쟈이로.
8. 제7항에 있어서, 편광자가 복굴절성 파이버의 벤딩손실의 편파면 의존성을 이용한 파이버형 편광자인것을 특징으로 하는 광파이버쟈이로.
9. 제7항에 있어서, 편광자가 다수의 금속층과 유전체층을 번갈아 반복 적층해 금속층, 유전체층과 수직인 편파면을 가지는 빛만을 통과시키는 금속 유전체 다층체인 것을 특징으로 하는 광파이버쟈이로.