JPH0135284B2 - - Google Patents
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- JPH0135284B2 JPH0135284B2 JP57172169A JP17216982A JPH0135284B2 JP H0135284 B2 JPH0135284 B2 JP H0135284B2 JP 57172169 A JP57172169 A JP 57172169A JP 17216982 A JP17216982 A JP 17216982A JP H0135284 B2 JPH0135284 B2 JP H0135284B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- light
- polarized light
- phase
- half mirror
- 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.)
- Expired
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-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Lasers (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(1) 発明の技術分野
本発明は方向性光分岐結合器および偏波保存フ
アイバコイルを用いた光フアイバ・ジヤイロシス
テムに関するものである。
アイバコイルを用いた光フアイバ・ジヤイロシス
テムに関するものである。
(2) 技術の背景
光フアイバ応用レーザジヤイロはその光路とし
て長尺の単一モード光フアイバを使用することに
より従来の機械式ジヤイロやリングジヤイロと比
較して極めて高感度な角速度検出が可能なめ盛ん
に研究されている。
て長尺の単一モード光フアイバを使用することに
より従来の機械式ジヤイロやリングジヤイロと比
較して極めて高感度な角速度検出が可能なめ盛ん
に研究されている。
第１図は光フアイバ応用レーザジヤイロの基本
構成を示すものである。レーザ光源１の光をビー
ムスプリツタ２において２分しそれぞれ逆方向か
ら光フアイバループ３に入射する。これらの光は
光フアイバループ３を逆方向に通つた後再びビー
ムスプリツタ２において合成され受光素子４の面
上に干渉じまを作る。このとき光学系が光フアイ
バループ３の中心軸Ｏの回りを回転すると、サグ
ナツク効果により光フアイバループ３を逆方向に
伝播する光の間に位相差を生じ、干渉じまが静止
の状態から移動する。この移動量から回転速度が
わかりその積分値から回転角を知ることができ
る。
構成を示すものである。レーザ光源１の光をビー
ムスプリツタ２において２分しそれぞれ逆方向か
ら光フアイバループ３に入射する。これらの光は
光フアイバループ３を逆方向に通つた後再びビー
ムスプリツタ２において合成され受光素子４の面
上に干渉じまを作る。このとき光学系が光フアイ
バループ３の中心軸Ｏの回りを回転すると、サグ
ナツク効果により光フアイバループ３を逆方向に
伝播する光の間に位相差を生じ、干渉じまが静止
の状態から移動する。この移動量から回転速度が
わかりその積分値から回転角を知ることができ
る。
ところが、この構成においては、地磁気の影響
により光フアイバの屈折率ｎが変化するので、Ｌ
＝ｎ・ｌ（ｌは光フアイバループの長さ）によつ
て表わされる光学長が変化する。従つて、受光素
子４に入射する光の位相が地磁気によつてランダ
ムに変化する様になるため測定精度が悪くなる欠
点があつた。
により光フアイバの屈折率ｎが変化するので、Ｌ
＝ｎ・ｌ（ｌは光フアイバループの長さ）によつ
て表わされる光学長が変化する。従つて、受光素
子４に入射する光の位相が地磁気によつてランダ
ムに変化する様になるため測定精度が悪くなる欠
点があつた。
(3) 発明の目的
本発明はこれら従来技術の欠点にかんがみ低価
格にして高精度の光レーザジヤイロシステムを提
供することを目的とするものである。
格にして高精度の光レーザジヤイロシステムを提
供することを目的とするものである。
(4) 発明の構成
この目的は本発明によればレーザ発振器と該レ
ーザ発振器からのレーザ光を直線偏波光に変換す
るプリズムと、該プリズムからの出力を円偏波光
に変換する手段とから成る円偏波光源と、偏波面
保存フアイバにより構成した光フアイバループと
４個の端子とハーフミラーを有する光分岐合成器
と光検知器を有し、第１の端子から入射する円偏
波光を該ハーフミラーにより偏波面が直交する２
つの直線偏波光に分離し、該光フアイバループの
両端と結合した第２、第３の端子から出射し、該
光フアイバループを互いに逆方向に伝播した光を
該ハーフミラーにより合成し第４の端子から出射
し、該第４の端子からの出力光を光検知器により
検知し、該光検知器出力により該光フアイバルー
プを互いに逆方向に伝播する光の位相差を検知す
る様にしたことを特徴とする光フアイバ・ジヤイ
ロを提供することにより達成される。
ーザ発振器からのレーザ光を直線偏波光に変換す
るプリズムと、該プリズムからの出力を円偏波光
に変換する手段とから成る円偏波光源と、偏波面
保存フアイバにより構成した光フアイバループと
４個の端子とハーフミラーを有する光分岐合成器
と光検知器を有し、第１の端子から入射する円偏
波光を該ハーフミラーにより偏波面が直交する２
つの直線偏波光に分離し、該光フアイバループの
両端と結合した第２、第３の端子から出射し、該
光フアイバループを互いに逆方向に伝播した光を
該ハーフミラーにより合成し第４の端子から出射
し、該第４の端子からの出力光を光検知器により
検知し、該光検知器出力により該光フアイバルー
プを互いに逆方向に伝播する光の位相差を検知す
る様にしたことを特徴とする光フアイバ・ジヤイ
ロを提供することにより達成される。
(5) 発明の実施例
以下本発明にかかる実施例を図面を参照しつつ
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第２図は本発明の１実施例を示し、同図におい
て、１１はレーザダイオード、１２はレンズ、１
３はグラントムソンプリズム、１４はレンズ、１
５は位相板、１６ａ，１６ｂはレンズ、１７はハ
ーフミラー、１８はモニタ、１９はλ／４位相
板、２０はレンズ、２１はローシヨンプリズム、
２２はレンズ、２３はループ状の偏波面保存フア
イバ、２４は光検知器をそれぞれ示す。
て、１１はレーザダイオード、１２はレンズ、１
３はグラントムソンプリズム、１４はレンズ、１
５は位相板、１６ａ，１６ｂはレンズ、１７はハ
ーフミラー、１８はモニタ、１９はλ／４位相
板、２０はレンズ、２１はローシヨンプリズム、
２２はレンズ、２３はループ状の偏波面保存フア
イバ、２４は光検知器をそれぞれ示す。
第２図の実施例において、レーザダイオード１
１より発光される光はレンズ１２、グラントムソ
ンプリズム１３、レンズ１４および位相板１５を
とおしてレンズ１６ａに入射される。入射された
光は一部はハーフミラー１７により反射されてモ
ニター１８に入力するとともに一部はハーフミラ
ー１７を通過してレンズ２０を通りローシヨンプ
リズム２１を通過してお互に90゜の偏向面角を有
する光信号となつて偏波面保存フアイバ２３に入
力される。このフアイバ２３は半径Ｒの円形をな
し、両端２３ａ，２３ｂより入力される光信号は
同フアイバを時計方向および反時計方向に伝播し
てローシヨンプリズム２１を経由してハーフミラ
ー１７にて反射して位相板１９を通つて出力され
る。
１より発光される光はレンズ１２、グラントムソ
ンプリズム１３、レンズ１４および位相板１５を
とおしてレンズ１６ａに入射される。入射された
光は一部はハーフミラー１７により反射されてモ
ニター１８に入力するとともに一部はハーフミラ
ー１７を通過してレンズ２０を通りローシヨンプ
リズム２１を通過してお互に90゜の偏向面角を有
する光信号となつて偏波面保存フアイバ２３に入
力される。このフアイバ２３は半径Ｒの円形をな
し、両端２３ａ，２３ｂより入力される光信号は
同フアイバを時計方向および反時計方向に伝播し
てローシヨンプリズム２１を経由してハーフミラ
ー１７にて反射して位相板１９を通つて出力され
る。
第３図に第２図における点線内の光学系の具体
例を示す。
例を示す。
ローシヨンプリズム２１は結晶軸が90゜ずれて
いる２つのプリズム２１ａ，２１ｂを重ね合せて
構成され、入射端面T1と出射端面T2はα1なる角
度を持つている。そして、２つの球レンズ２０′，
２２′が入射端面T1と出射端面T2に対向して設け
られている。一方光フアイバの端面２３ａ，２３
ｂは夫々逆方向にθpの角度をもつ様整形されてい
る。又球レンズ２０′に対向して光フアイバ２５
が設けられ、その端面も角度θpを持つ様整形され
ている。又光フアイバ２５の光軸は、球レンズ２
０′の光軸に対しｈだけずれており、光フアイバ
２３の端部の光軸は夫々x2だけずれている。
いる２つのプリズム２１ａ，２１ｂを重ね合せて
構成され、入射端面T1と出射端面T2はα1なる角
度を持つている。そして、２つの球レンズ２０′，
２２′が入射端面T1と出射端面T2に対向して設け
られている。一方光フアイバの端面２３ａ，２３
ｂは夫々逆方向にθpの角度をもつ様整形されてい
る。又球レンズ２０′に対向して光フアイバ２５
が設けられ、その端面も角度θpを持つ様整形され
ている。又光フアイバ２５の光軸は、球レンズ２
０′の光軸に対しｈだけずれており、光フアイバ
２３の端部の光軸は夫々x2だけずれている。
ここにおいて、光フアイバ２５からは、光軸に
対しθ0の角度で光が出射し、βなる角度がローシ
ヨンプリズム２１の端面T1に入射する。そして、
ローシヨンプリズム２１内の等価光分岐点Ｍから
機械軸２６（光軸）に対してそれぞれ等しい分離
角δをもつて異常光と常光とに分離して出射す
る。この際の分離角δは、ローシヨンプリズム１
１を構成する複屈折物質の異常光に対する屈折率
をneとし、常光に対する屈折率をn0とすると、次
式の関係によつて定まることが知られている。
対しθ0の角度で光が出射し、βなる角度がローシ
ヨンプリズム２１の端面T1に入射する。そして、
ローシヨンプリズム２１内の等価光分岐点Ｍから
機械軸２６（光軸）に対してそれぞれ等しい分離
角δをもつて異常光と常光とに分離して出射す
る。この際の分離角δは、ローシヨンプリズム１
１を構成する複屈折物質の異常光に対する屈折率
をneとし、常光に対する屈折率をn0とすると、次
式の関係によつて定まることが知られている。
α1＝（＋ne／ne＋n0−２）・δ …(1)
いま光フアイバ２５を機械軸２６に平行に配置
したとき、光フアイバ２５から出射角θ0をもつて
出射した光が、機械軸２６上に中心を有する球レ
ンズ２０′を経て入射角βをもつてローシヨンプ
リズム２１の端面T1に入射するものとし、この
ときの球レンズ２０′の中心Ｏと入射点との距離
を11とすると、次の関係が成立する。
したとき、光フアイバ２５から出射角θ0をもつて
出射した光が、機械軸２６上に中心を有する球レ
ンズ２０′を経て入射角βをもつてローシヨンプ
リズム２１の端面T1に入射するものとし、この
ときの球レンズ２０′の中心Ｏと入射点との距離
を11とすると、次の関係が成立する。
β＝Ｆ（tanθ0＋ｈ）／11 …(2)
但しここでｈは光フアイバ２５の光軸と機械軸
２６の距離である。
２６の距離である。
次に球レンズ２２′をその中心O′が等価光分岐
点Ｍから11の距離になるように配置し、ローシヨ
ンプリズム２１の端面T2からそれぞれ出射角β
をもつて出射した異常光と常光とが、それぞれ球
レンズ２２′を経て、機械軸２６に平行にかつ球
レンズの中心O′からそれぞれ等しい距離x2に配
置された光フアイバ２３の端面２３ａ，２３ｂに
それぞれ入射角θrをもつて入射するようにするも
のとすると、次の関係が成立する。
点Ｍから11の距離になるように配置し、ローシヨ
ンプリズム２１の端面T2からそれぞれ出射角β
をもつて出射した異常光と常光とが、それぞれ球
レンズ２２′を経て、機械軸２６に平行にかつ球
レンズの中心O′からそれぞれ等しい距離x2に配
置された光フアイバ２３の端面２３ａ，２３ｂに
それぞれ入射角θrをもつて入射するようにするも
のとすると、次の関係が成立する。
なおここで等価光分岐点Ｍは機械軸２６からあ
る距離だけ離れた点に生じるため、球レンズ２
２′の中心O′も機械軸２６から同じ距離だけ離し
て配置する必要がある。
る距離だけ離れた点に生じるため、球レンズ２
２′の中心O′も機械軸２６から同じ距離だけ離し
て配置する必要がある。
いま次の各条件が成立するものとすると
x2＝±ｈ …(4)
θ0＝θr …(5)
(3)式から入射角θrは次のようになる。
θr＝（11−Ｆ）ｈ／F2 …(6)
従つて逆に(6)式の関係を満たすようにθr、11、
Ｆ、ｈを定めることによつて、(4)式および(5)式の
関係が成立する。これは入出力光フアイバおよび
両球レンズが、ローシヨンプリズムに対して対称
に配置されることを示すものである。
Ｆ、ｈを定めることによつて、(4)式および(5)式の
関係が成立する。これは入出力光フアイバおよび
両球レンズが、ローシヨンプリズムに対して対称
に配置されることを示すものである。
またこの場合角θ0、θrは傾角θpとの関係におい
て、次式によつて定められる。
て、次式によつて定められる。
θ0＝θr＝sin-1M（nc／na・sinθp）−θp…(7)
ここでncは光フアイバのコア部の屈折率、naは
空気の屈折率である。
空気の屈折率である。
従つて、光フアイバ２５から出射角θ0をもつて
出射した光は、異常光と常光とに分離してそれぞ
れ出射角と等しい入射角θrをもつて光フアイバ２
３の両端面に入射する。
出射した光は、異常光と常光とに分離してそれぞ
れ出射角と等しい入射角θrをもつて光フアイバ２
３の両端面に入射する。
一方光フアイバ２３の端面２３ａ，２３ｂから
θrで出射した光は、ローシヨンプリズム２１で合
成されθ0の角度で光フアイバ２５に入射する。
θrで出射した光は、ローシヨンプリズム２１で合
成されθ0の角度で光フアイバ２５に入射する。
ここで第２図の各点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅおよび
ｆの各点における信号の偏光状態第４図の対応す
る記号にて示す。
ｆの各点における信号の偏光状態第４図の対応す
る記号にて示す。
第４図においてａはレーザダイオードの発光す
る光、ｂはグラントムソンプリズム１３において
偏向された光であつて直線偏波光となる。位相板
１５は第４図ａに直線偏波光から円偏波光を作り
ローシヨンプリズム２１に入射する。ローシヨン
プリズム２１は偏波方向により屈折率が異なつて
おり従つてその出力は第４図ｂおよびｃに示され
る様に分離され偏波面保存フアイバ２３の両端２
３ａ，２３ｂから入射する。そして偏波面保存フ
アイバ２３から出射した光は、ローシヨンプリズ
ム２１により合成されて第４図ｄのごとくなりハ
ーフミラー１７にいたりここにおいて反射して位
相板１９に入射される。なおここで角度θは、Ｌ
を定偏波フアイバコイルの全長、Ｒをその半径、
Ωをフアイバの回転角速度ラジアン／秒、λを光
の波長、Ｃを光速とすれば、 θ＝2πLR・Ω／λC となる。
る光、ｂはグラントムソンプリズム１３において
偏向された光であつて直線偏波光となる。位相板
１５は第４図ａに直線偏波光から円偏波光を作り
ローシヨンプリズム２１に入射する。ローシヨン
プリズム２１は偏波方向により屈折率が異なつて
おり従つてその出力は第４図ｂおよびｃに示され
る様に分離され偏波面保存フアイバ２３の両端２
３ａ，２３ｂから入射する。そして偏波面保存フ
アイバ２３から出射した光は、ローシヨンプリズ
ム２１により合成されて第４図ｄのごとくなりハ
ーフミラー１７にいたりここにおいて反射して位
相板１９に入射される。なおここで角度θは、Ｌ
を定偏波フアイバコイルの全長、Ｒをその半径、
Ωをフアイバの回転角速度ラジアン／秒、λを光
の波長、Ｃを光速とすれば、 θ＝2πLR・Ω／λC となる。
ついで角度2θなる差を有する信号ｄは位相板１
９により一方の偏波方向の光が更にπ／２移相さ
れるので、その角度2θは第４図ｅに示すように2θ
＋π／２と大きくなり、光検知器２４に入射す
る。第４図ｆは光検知器の出力信号を示す。
９により一方の偏波方向の光が更にπ／２移相さ
れるので、その角度2θは第４図ｅに示すように2θ
＋π／２と大きくなり、光検知器２４に入射す
る。第４図ｆは光検知器の出力信号を示す。
第５図は本発明の光レーザジヤイロの第２の実
施例を示すものであつて、同図において３１はレ
ーザダイオード、３２はグラントムソンプリズ
ム、３３はλ／４位相板、３４は電歪素子、３５
は定偏波フアイバ、３６は位相板、３７は光検知
器、３８は位相検波器、３９は発振器、４０は位
相変調器である。なおアダプタ３４内において、
４１ａ，４１ｂは球レンズ、４２はハーフミラ
ー、F1，F2は光フアイバを示す。
施例を示すものであつて、同図において３１はレ
ーザダイオード、３２はグラントムソンプリズ
ム、３３はλ／４位相板、３４は電歪素子、３５
は定偏波フアイバ、３６は位相板、３７は光検知
器、３８は位相検波器、３９は発振器、４０は位
相変調器である。なおアダプタ３４内において、
４１ａ，４１ｂは球レンズ、４２はハーフミラ
ー、F1，F2は光フアイバを示す。
第５図のシステムにおいて、レーザダイオード
３１より発光される光はグラントムソンプリズム
３２によつて直線偏波光となり、λ／４位相板３
２によつて円偏波光となる。グラントムソンプリ
ズムを用いたのはλ／４位相板により円偏波光に
変換した時完全な円偏波光を得るためである。
λ／４位相板３３からの円偏波光は、光フアイバ
F1により球レンズ４１ａに入射しここで収束さ
れ、ハーフミラー４２により互いに直交する偏波
面をもつ光に分離され一方はこれを通過して球レ
ンズ４１ｂを通つて定偏波フアイバ４５にいたる
時計方向信号となり半径Ｒなる光フアイバループ
を通つて球レンズ４１ａにもどるとともに、他方
はハーフミラー４３により反射して定偏波フアイ
バ１５にいたる反時計方向信号となる。そして時
計および反時計方向の信号は光フアイバF2を介
してλ／４位相板３６に導かれ、ここで移相され
た後光検知器３７により検知され位相検波器３８
を経て出力される。
３１より発光される光はグラントムソンプリズム
３２によつて直線偏波光となり、λ／４位相板３
２によつて円偏波光となる。グラントムソンプリ
ズムを用いたのはλ／４位相板により円偏波光に
変換した時完全な円偏波光を得るためである。
λ／４位相板３３からの円偏波光は、光フアイバ
F1により球レンズ４１ａに入射しここで収束さ
れ、ハーフミラー４２により互いに直交する偏波
面をもつ光に分離され一方はこれを通過して球レ
ンズ４１ｂを通つて定偏波フアイバ４５にいたる
時計方向信号となり半径Ｒなる光フアイバループ
を通つて球レンズ４１ａにもどるとともに、他方
はハーフミラー４３により反射して定偏波フアイ
バ１５にいたる反時計方向信号となる。そして時
計および反時計方向の信号は光フアイバF2を介
してλ／４位相板３６に導かれ、ここで移相され
た後光検知器３７により検知され位相検波器３８
を経て出力される。
第５図のａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆの各点におけ
る信号の偏向状態も第４図により説明することが
できる。
る信号の偏向状態も第４図により説明することが
できる。
すなわち第４図においてａはレーザダイオード
の発光する光、ｂはプリズム３２において偏向さ
れた光および定偏波フアイバを時計方向に進行す
る光、ｃは定偏波フアイバを反時計方向に進行す
る光、ｄはアダプタ３４の出力光に対応する。な
おここにおいて角度θはＬを定偏波フアイバコイ
ルの全長、Ｒをその半径、Ωをフアイバの回転角
速度ラジアン／秒、λを光の波長、Ｃを光速とす
れば、 θ＝2πLR・Ω／λC となる。
の発光する光、ｂはプリズム３２において偏向さ
れた光および定偏波フアイバを時計方向に進行す
る光、ｃは定偏波フアイバを反時計方向に進行す
る光、ｄはアダプタ３４の出力光に対応する。な
おここにおいて角度θはＬを定偏波フアイバコイ
ルの全長、Ｒをその半径、Ωをフアイバの回転角
速度ラジアン／秒、λを光の波長、Ｃを光速とす
れば、 θ＝2πLR・Ω／λC となる。
ついで角度2θなる差を有する信号ｄは位相板３
６により、一方の進行方向の光が更にλ／２位相
され、その角度2θは第４図ｅに示すように2θ＋
λ／２と大きくなり、光検知器３７に入力され
る。第４図ｆは光検知器３７の出力信号を対応
し、この信号は位相検波器３８により位相検波さ
れて出力される。
６により、一方の進行方向の光が更にλ／２位相
され、その角度2θは第４図ｅに示すように2θ＋
λ／２と大きくなり、光検知器３７に入力され
る。第４図ｆは光検知器３７の出力信号を対応
し、この信号は位相検波器３８により位相検波さ
れて出力される。
第６図は本発明にかかる第３の実施例を示す。
第５図において第４図と異なるところはレーザダ
イオード３１の出力をλ／８またはλ／４位相変
調器４４によつて円偏波光に変換し、球レンズ４
１ａに入射させたことであつて、その他の回路お
よび動作は第４図のものと全く同様である。
第５図において第４図と異なるところはレーザダ
イオード３１の出力をλ／８またはλ／４位相変
調器４４によつて円偏波光に変換し、球レンズ４
１ａに入射させたことであつて、その他の回路お
よび動作は第４図のものと全く同様である。
第４図、第５図において、球レンズ４１ａ，４
１ｂ、光フアイバF1，F2、定偏波フアイバ３５
の光入出力端の部分は第７図に示す如く構成され
ている。図において、４３ａ，４３ｂは中子、４
４ａ，４４ｂはレンズホルダー、４５は支持材で
ある。
１ｂ、光フアイバF1，F2、定偏波フアイバ３５
の光入出力端の部分は第７図に示す如く構成され
ている。図において、４３ａ，４３ｂは中子、４
４ａ，４４ｂはレンズホルダー、４５は支持材で
ある。
図の如く光フアイバF1と定偏波フアイバ３５
の端部３５ｂが円筒状中子４３ａの中心に設けた
穴４３H′に、光フアイバF2と定偏波フアイバ３
５の端部３５ｂが、円筒状中子４３ｂの中心に設
けた穴４３H′に装置される。各中子４３ａ，４
３ｂは相互にその中心位置が整合するようにスリ
ーブ状アダプタ３４内に挿入され図示しない固定
手段（フクロナツト等）により固定される。各中
心４３ａ，４３ｂの端面中心に露出する光フアイ
バの前方に球レンズ４１ａ，４１ｂを支持材４４
ａ，４４ｂに支持させて設ける。球レンズ４１
ａ，４１ｂの間にはハーフミラー４３（誘電体多
層膜により構成される）を支持材４５に支持させ
て設ける。そして、光フアイバF1を伝達して来
た光P1はハーフミラー４３により光P2，P3に分
解される。
の端部３５ｂが円筒状中子４３ａの中心に設けた
穴４３H′に、光フアイバF2と定偏波フアイバ３
５の端部３５ｂが、円筒状中子４３ｂの中心に設
けた穴４３H′に装置される。各中子４３ａ，４
３ｂは相互にその中心位置が整合するようにスリ
ーブ状アダプタ３４内に挿入され図示しない固定
手段（フクロナツト等）により固定される。各中
心４３ａ，４３ｂの端面中心に露出する光フアイ
バの前方に球レンズ４１ａ，４１ｂを支持材４４
ａ，４４ｂに支持させて設ける。球レンズ４１
ａ，４１ｂの間にはハーフミラー４３（誘電体多
層膜により構成される）を支持材４５に支持させ
て設ける。そして、光フアイバF1を伝達して来
た光P1はハーフミラー４３により光P2，P3に分
解される。
光P2，P3は定偏波光フアイバ３５を夫々逆方
向に伝達し、再びハーフミラー４３により合成さ
れ光P4となつて光フアイバF2に入射する。
向に伝達し、再びハーフミラー４３により合成さ
れ光P4となつて光フアイバF2に入射する。
(6) 発明の効果
以上詳細に説明したように、本発明によればレ
ーザ光はほとんど光フアイバ中を進行することが
できるので、空気のゆらぎ等環境の影響を受けに
くく、又偏波面保存コイルの中の時計および反時
計方向の光が偏波面保存コイルに入射する前と、
出射した後は全く同一の径路を逆方向に進行する
ため、例えば、位相の変動が逆方向に生じるた
め、結果として、位相の変動を打消すことがで
き、理論限界に近い検出感度を得ることができ
る。
ーザ光はほとんど光フアイバ中を進行することが
できるので、空気のゆらぎ等環境の影響を受けに
くく、又偏波面保存コイルの中の時計および反時
計方向の光が偏波面保存コイルに入射する前と、
出射した後は全く同一の径路を逆方向に進行する
ため、例えば、位相の変動が逆方向に生じるた
め、結果として、位相の変動を打消すことがで
き、理論限界に近い検出感度を得ることができ
る。
第１図は従来の光フアイバ・ジヤイロの構成
図、第２図は本発明にかかる光フアイバ・ジヤイ
ロの１実施例のブロツク図、第３図は第２図にお
ける点線内の具体的構成を示す図、第４図は本発
明の実施例における各部の光の偏向状態を示す
図、第５図及び第６図は本発明の他の実施例のブ
ロツク図、第７図は第４図、第５図の一部詳細図
である。 図面において、１１はレーザダイオード、１２
はレンズ、１３はグラントムソンプリズム、１４
はレンズ、１５は位相板、１６ａ，１６ｂはレン
ズ、１７はハーフミラー、１８はモニタ、１９は
λ／４位相板、２０はレンズ、２１はローシヨン
プリズム、２２はレンズ、２３は偏波面保存フア
イバ、３１はレーザダイオード、３２はグラント
ムソンプリズム、３３はλ／４位相板、３４はア
ダプタ、３５は定偏波フアイバ、３６は位相板、
３７は光検知器、３８は位相検波器、３９は発振
器、４０は位相変調器、４１ａ，４１ｂはレン
ズ、４２はハーフミラーをそれぞれ示す。
図、第２図は本発明にかかる光フアイバ・ジヤイ
ロの１実施例のブロツク図、第３図は第２図にお
ける点線内の具体的構成を示す図、第４図は本発
明の実施例における各部の光の偏向状態を示す
図、第５図及び第６図は本発明の他の実施例のブ
ロツク図、第７図は第４図、第５図の一部詳細図
である。 図面において、１１はレーザダイオード、１２
はレンズ、１３はグラントムソンプリズム、１４
はレンズ、１５は位相板、１６ａ，１６ｂはレン
ズ、１７はハーフミラー、１８はモニタ、１９は
λ／４位相板、２０はレンズ、２１はローシヨン
プリズム、２２はレンズ、２３は偏波面保存フア
イバ、３１はレーザダイオード、３２はグラント
ムソンプリズム、３３はλ／４位相板、３４はア
ダプタ、３５は定偏波フアイバ、３６は位相板、
３７は光検知器、３８は位相検波器、３９は発振
器、４０は位相変調器、４１ａ，４１ｂはレン
ズ、４２はハーフミラーをそれぞれ示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ レーザ発振器と該レーザ発振器からのレーザ
光を直線偏波光に変換するプリズムと、該プリズ
ムからの出力を円偏波光に変換する手段とから成
る円偏波光源と、偏波面保存フアイバにより構成
した光フアイバループと４個の端子とハーフミラ
ーを有する光分岐合成器と光検知器を有し、第１
の端子から入射する円偏波光を該ハーフミラーに
より偏波面が直交する２つの直線偏波光に分離
し、該光フアイバループの両端と結合した第２、
第３の端子から出射し、該光フアイバループを互
いに逆方向に伝播した光を該ハーフミラーにより
合成し第４の端子から出射し、該第４の端子から
の出力光を光検知器により検知し、該光検知器出
力により該光フアイバループを互いに逆方向に伝
播する光の位相差を検知する様にしたことを特徴
とする光フアイバ・ジヤイロ。 ２ 前記円偏波光に変換する手段が位相板である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
フアイバ・ジヤイロ。 ３ 前記円偏波光に変換する手段が位相変調器で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の光フアイバ・ジヤイロ。 ４ レーザ発振器と該レーザ発振器からのレーザ
光を直線偏波光に変換するプリズムと、該プリズ
ムからの出力を円偏波光に変換する手段とから成
る円偏波光源と、偏波面保存フアイバにより構成
した光フアイバループと４個の端子とハーフミラ
ーを有する光分岐合成器と光検知器を有し、第１
の端子から入射する円偏波光を該ハーフミラーに
より偏波面が直交する２つの直線偏波光に分離
し、該光フアイバループの両端と結合した第２、
第３の端子から出射し、該光フアイバループを互
いに逆方向に伝播した光を該ハーフミラーにより
合成し第４の端子から出射し、該第４の端子から
の出力光をλ／４移相板を介して検出する様にし
たことを特徴とする光フアイバ・ジヤイロ。 ５ 前記円偏波光に変換する手段が位相板である
ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の光
フアイバ・ジヤイロ。 ６ 前記円偏波光に変換する手段が位相変調器で
あることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
の光フアイバ・ジヤイロ。 ７ レーザ発振器と、該レーザ発振器出力を直線
偏波光に変換するした後円偏波光に変換する偏波
面変換光学系と、偏波面保存フアイバにより構成
された光フアイバループと４つの端子とハーフミ
ラーを有する光分岐合成器と、位相変調器と位相
検波器とを有し、該位相変調器により該レーザ発
振器を位相変調し、該偏波面変換光学系出力を該
第１の端子に入力し、該ハーフミラーにより偏波
面が直交する２つの直線偏波光に分離し、該光フ
アイバループの両端を結合した第２、第３の端子
から出射し、該光フアイバループを互いに逆方向
に伝播した光を該ハーフミラーにより合成し第４
の端子から出射し、該第４の端子からの出力光を
光検知器により検知し、該光検知器出力を該位相
検波器に入力して位相検波し、該光フアイバルー
プを互いに逆方向に伝播する光の位相差を検出す
る様にした光フアイバ・ジヤイロ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57172169A JPS5960313A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 光フアイバ・ジヤイロ |
| CA000437093A CA1238970A (en) | 1982-09-28 | 1983-09-20 | Fiber-optic gyro |
| EP83305763A EP0107373B1 (en) | 1982-09-28 | 1983-09-27 | Fibre optic gyroscope |
| DE8383305763T DE3382205D1 (de) | 1982-09-28 | 1983-09-27 | Kreisel mit optischem faden. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57172169A JPS5960313A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 光フアイバ・ジヤイロ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5960313A JPS5960313A (ja) | 1984-04-06 |
| JPH0135284B2 true JPH0135284B2 (ja) | 1989-07-25 |
Family
ID=15936848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57172169A Granted JPS5960313A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-30 | 光フアイバ・ジヤイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5960313A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58196416A (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-15 | Hitachi Cable Ltd | 光フアイバレ−ザジヤイロ |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP57172169A patent/JPS5960313A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5960313A (ja) | 1984-04-06 |
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