JPH04198811A - 光ファイバジャイロ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はサニャンク効果を利用し、角速度を測定する光
ファイバジャイロに関する。

（従来の技術） 光ファイバジャイロは、光ファイバループに左回りの光
と右回りの光とを入射し、両者の干渉光を測定するもの
であり、光ファイバループが回転した場合、その回転角
速度を、前記干渉光にて検知するものである。

このような光ファイバジャイロとして、第４図に示すよ
うに、光源１、方向性結合器３，４、偏光子５、偏波コ
ントローラ８、位相変調器９、光ファイバループ２ａ及
び光検知器７を有し、その間を光ファイバ２で接続した
構成のものが従来より知られている。

従来このような光ファイバジャイロを実装する際、第５
図に概念的に示すように、ケース内に各構成要素が３次
元的に配置され、光ファイバは湾曲されて各コンポーネ
ント間に接続されている。

（発明が解決しようとする課題） 光ファイバを湾曲した場合、その湾曲部を伝播する光の
伝播速度は、光ファイバを含む平面に平行な偏波成分と
、それに垂直な偏波成分とで異なった値をとる。上記平
面に平行な方向の成分をＸ成分、垂直な方向の成分をＹ
成分とすると、一般にＸ成分はＹ成分に比べ伝播速度が
速くなる。従って、この光ファイバ内を直線偏光光が伝
播する場合、ファイバ内を伝播する光の偏波面がＸ軸、
もしくはＹ軸に完全に平行な方向の偏光でない限り、伝
播する光は湾曲部を通過した後は、楕円偏光となる。

また、この偏光状態の変化は光ファイバ布設時に生ずる
光ファイバへの応力及びその温度的、経時的変化等によ
り変化する。

光ファイバジャイロは、前述のようにファイバループ内
を伝播する左回りの光と右回りの光との干渉度を測定す
ることにより回転角速度を検知するものであり、光ファ
イバ内を伝播する光の速度が偏光成分によって分布を持
つと、光の干渉の度合いが分布を持つこととなり、０点
ドリフトの原因となる。

また、光ファイバジャイロを構成する構成要素には、偏
光状態によって、特性が異なるものがあり、このような
構成要素の影響がスケールファクタや０点のドリフトの
原因となる。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、光フ
ァイバ内を伝播する光が楕円偏光となることを防止し、
スケールファクタや０点のドリフトを低減することがで
きる光ファイバジャイロを提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明は、光源と、この光源か
らの光が伝播する光ファイバと、この光ファイバ内を伝
播する光を分岐・合成する方向性結合器と、この方向性
結合器により分岐された左回りの光と右回りの光とを干
渉させる光ファイバループと、該干渉光を検知する光検
知器とを有する光ファイバジャイロにおいて、前記光フ
ァイバは複数の湾曲部を有し、これらの湾曲部は所定の
平面に平行な略一平面上にて湾曲されているようにした
ものである。

また、前記所定の平面は、前記光源、方向性結合器、及
び光検知器と前記光ファイバとの結合部が構成する平面
とすることが望ましい。

（作用） 光ファイバの湾曲部が所定の平面と平行な略一平面上に
配置されるので、例えば、光源から出力される光の偏波
面の方向を前記所定の平面と垂直な方向と一致させてお
くことにより、光ファイバ内を伝播する光の偏光状態の
変動が防止される。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る光ファイバジャイロの
構成を示す図であり、第４図の従来例と同一の構成要素
には同一の符号を付しである。本実施例の光ファイバジ
ャイロも、第４図の従来例と略同様に構成されるが、本
実施例では、光源１の出力側に光アイソレータ１３を設
け、該アイソレータ１３と方向性結合器３との間に偏波
コントローラ１２を設けるとともに、位相変調器９の前
後にも偏波コントローラ１０．１１を追加している。光
アイソレータ１３は光ファイバ２を伝播し戻ってくる光
が′光源１に入射することを防止するものである。なお
、光アイソレータ１３にはレンズを付加し、光源ｌから
の光を集光して光ファイバ２に入射させるようにしてよ
い。また、偏波コントローラ１０〜１２は、光ファイバ
２内を伝播する光の偏波面の方向をよりきめ細かく制御
するために設けたものである。

第２図は、第１図の光ファイバジャイロの実装状態を示
す図である。光アイソレータ１３に接続された光ファイ
バ２は、偏波コントローラ１２、方向性結合器３、偏光
子５、方向性結合器４、及び偏波コントローラ８を介し
てケース１４に至り、該ケース１４内でコイル状に巻回
されて光ファイバループ２ａを構成している。

光ファイバ２は、ループ２ａ構成した後、偏波コントロ
ーラ１０、位相変調器９、及び偏波コントローラ１１を
介して方向性結合器４に至り、該方向性結合器４によっ
て光ファイバ２自身と光結合されている。光検知器７に
は、方向性結合器３によって光ファイバ２と光結合され
た光ファイバ６が接続されている。

前記偏波コントローラ８．１０〜１２及び位相変調器９
は光ファイバによってループを構成し、そのループに応
力を加えることにより動作させるものであるため、実際
にはこれらのループを予め構成しておき各構成要素間（
例えば光アイソレータ１３と偏波コントローラ１２）を
光ファイバで光結合するようにしている。このとき、結
合作業を容易とするため、最短距離で各要素間を接続す
るのではなく、光ファイバをケースの内面に沿って一周
周回させた後、接続するようにしてもよい。

また、要素間が近接している場合、そのまま最短距離に
て接続すると、接続部に応力が加わることもあり、この
場合も、光ファイバをケースの内面に沿って一周周回さ
せた後、接続する。

第３図は、各構成要素の垂直方向の位置関係を示す図で
あり、偏波コントローラ１０、光アイソレータ１３、偏
光子５、光ファイバループ２ａ、その他図示しない各構
成要素は路間−平面上に配置されている。また、光ファ
イバ２と、偏波コントローラ１０、光アイソレータ１３
、光検知器７及び偏光子５との結合部１０ａ、１３ａ、
７ａ。

５ａ、その他図示しない光ファイバ２と各構成要素との
結合部が路間−平面上に配置されている。

ここで、各要素間を直線的に光ファイバ２にて接続する
ことは実際上困難であり、光ファイバ２は湾曲部を有す
ることになるが、上述のように路間−平面内にて光ファ
イバ２と各構成要素とを結合するため、光ファイバ２の
湾曲部も全て路間−平面上に位置する。従って、この路
間−平面に平行又は垂直な偏波面の直線偏光光を光ファ
イバ２に入力して本装置を動作させることにより、光フ
ァイバ湾曲部における偏光状態の変化を防止し、スケー
ルファクタや０点のドリフトを低減することができる。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明によれば、光ファイバの湾曲
部が所定の平面と平行な略一平面上に配置されるので、
例えば、光源から出力される光の偏波面の方向を前記所
定の平面と垂直な方向と一致させておくことにより、光
ファイバ内を伝播する光の偏光状態の変動が防止される
。その結果、スケールファクタや０点のドリフトを低減
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る光ファイバジャイロの
構成を示す図、第２図は第１図の光ファイバジャイロの
実装状態を示す平面図、第３図は第２図に示した構成要
素の垂直方向の位置関係を説明するための図、第４図は
従来の光ファイバジャイロの構成を示す図、第５図は従
来の光ファイバジャイロの実装状態を概念的に示す図で
ある。 １・・光源、２・・・光ファイバ、２ａ・・・光ファイ
バループ、３．４・・・方向性結合器、７・・・光検知
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源と、この光源からの光が伝播する光ファイバと
   、この光ファイバ内を伝播する光を分岐・合成する方向
   性結合器と、この方向性結合器により分岐された左回り
   の光と右回りの光とを干渉させる光ファイバループと、
   該干渉光を検知する光検知器とを有する光ファイバジャ
   イロにおいて、前記光ファイバは複数の湾曲部を有し、
   これらの湾曲部は所定の平面に平行な略一平面上にて湾
   曲されていることを特徴とする光ファイバジャイロ。 ２、前記所定の平面は、前記光源、方向性結合器、及び
   光検知器と前記光ファイバとの結合部が構成する平面で
   あることを特徴とする光ファイバジャイロ。