JPH04344417A - 光ファイバジャイロ - Google Patents
光ファイバジャイロInfo
- Publication number
- JPH04344417A JPH04344417A JP3117210A JP11721091A JPH04344417A JP H04344417 A JPH04344417 A JP H04344417A JP 3117210 A JP3117210 A JP 3117210A JP 11721091 A JP11721091 A JP 11721091A JP H04344417 A JPH04344417 A JP H04344417A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical fiber
- phase
- branching
- fiber coil
- 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
Landscapes
- 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】
【０００１】
【産業状の利用分野】本発明は、移動体の角速度検出な
どに用いられる光ファイバジャイロに関するものである
。
どに用いられる光ファイバジャイロに関するものである
。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバジャイロは、ループ状の光フ
ァイバコイルを互いに逆方向に光を伝搬させ、サニャッ
ク効果によって生じる両光間の位相差を検出する事によ
って慣性空間に対する移動体の回転角速度を検出する。
ァイバコイルを互いに逆方向に光を伝搬させ、サニャッ
ク効果によって生じる両光間の位相差を検出する事によ
って慣性空間に対する移動体の回転角速度を検出する。
【０００３】そのような光ファイバジャイロには位相バ
イアス方式、位相変調方式、周波数変調方式などの方式
があるが、ここでは位相変調方式を例にとってその原理
を説明する。
イアス方式、位相変調方式、周波数変調方式などの方式
があるが、ここでは位相変調方式を例にとってその原理
を説明する。
【０００４】図５は従来の光ファイバジャイロの一例を
示したものである。図５において５１は発光モジュール
、５２は受光モジュールであり、光ファイバによって５
３の光結合器と接続されている。５４は不要な成分の光
を遮断するための偏光子であり、５３の光結合器と５５
の光結合器との間に挿入されている。５６は通過した光
を無偏光化するデポラライザであり、長さ１：２の偏波
保持光ファイバをそれぞれの主軸を４５度傾けて融着す
ることによって作られている。５１の発光モジュールを
出て５３の光結合器と５４の偏光子を通過し、５５の光
結合器で分岐された光は一方は５６のデポラライザ、を
通過した後、６０の光ファイバコイルを右回りに通過し
５９の位相変調器を通って再び５５の光結合器に戻る。 もう一方の光は先に５９の位相変調器を通過した後６０
の光ファイバコイルを左回りに通過し、５６のデポララ
イザを通ってふたたび５５の光結合器に戻る。この時６
０の光ファイバコイルが慣性空間に対して回転している
と、サニャック効果によって左右両回り光間に位相差が
生じる。光ファイバジャイロはこの左右両回り光間の位
相差を検出して慣性空間に対する回転角速度を検出する
ものであり、左右両回り空間にサニャック効果によって
位相差が生じる、５５の光結合器から分岐した光が再び
５５の光結合器に戻るまでの経路はセンシングループと
呼ばれている。５５の光結合器に戻った光は５４偏光子
を通過した後、５３の光結合器を経て５２の受光モジュ
ールで電気信号に変換される。６１は発光モジュールの
制御回路で発光モジュールの発光光量が常に一定になる
ように制御する。６３は発振回路で位相変調の基準信号
を発生し、６６の位相変調器駆動回路は６３の基準信号
を受けて５９の位相変調器を駆動する。５２の受光モジ
ュールの出力は６２の増幅器で増幅された後、６７の同
期検波回路で同期検波される。６７の同期検波回路の出
力が６０の光ファイバコイルを右回りに回った光と左回
りに回った光の位相差と対応していて、この出力値によ
り光ファイバコイルの慣性空間に対する回転角速度を検
出することができる。
示したものである。図５において５１は発光モジュール
、５２は受光モジュールであり、光ファイバによって５
３の光結合器と接続されている。５４は不要な成分の光
を遮断するための偏光子であり、５３の光結合器と５５
の光結合器との間に挿入されている。５６は通過した光
を無偏光化するデポラライザであり、長さ１：２の偏波
保持光ファイバをそれぞれの主軸を４５度傾けて融着す
ることによって作られている。５１の発光モジュールを
出て５３の光結合器と５４の偏光子を通過し、５５の光
結合器で分岐された光は一方は５６のデポラライザ、を
通過した後、６０の光ファイバコイルを右回りに通過し
５９の位相変調器を通って再び５５の光結合器に戻る。 もう一方の光は先に５９の位相変調器を通過した後６０
の光ファイバコイルを左回りに通過し、５６のデポララ
イザを通ってふたたび５５の光結合器に戻る。この時６
０の光ファイバコイルが慣性空間に対して回転している
と、サニャック効果によって左右両回り光間に位相差が
生じる。光ファイバジャイロはこの左右両回り光間の位
相差を検出して慣性空間に対する回転角速度を検出する
ものであり、左右両回り空間にサニャック効果によって
位相差が生じる、５５の光結合器から分岐した光が再び
５５の光結合器に戻るまでの経路はセンシングループと
呼ばれている。５５の光結合器に戻った光は５４偏光子
を通過した後、５３の光結合器を経て５２の受光モジュ
ールで電気信号に変換される。６１は発光モジュールの
制御回路で発光モジュールの発光光量が常に一定になる
ように制御する。６３は発振回路で位相変調の基準信号
を発生し、６６の位相変調器駆動回路は６３の基準信号
を受けて５９の位相変調器を駆動する。５２の受光モジ
ュールの出力は６２の増幅器で増幅された後、６７の同
期検波回路で同期検波される。６７の同期検波回路の出
力が６０の光ファイバコイルを右回りに回った光と左回
りに回った光の位相差と対応していて、この出力値によ
り光ファイバコイルの慣性空間に対する回転角速度を検
出することができる。
【０００５】環境温度の変動によって、このようなルー
プ状の光ファイバで構成された光ファイバコイルに不均
一な温度変動があった場合、光ファイバコイル中を伝搬
する左右両回り光が同一時刻において異なる温度変動下
を通過するため、両光間に位相差を生じ、ジャイロの零
点出力のドリフトを発生する事が知られている。従来は
光ファイバコイルを形成する光ファイバをその中点に対
し対称に巻く事によって、左右両回り光が同一時刻にお
いて最も空間的に近接した地点を通過するため、このよ
うな温度変動の影響を低減している。（Ｄ．Ｍ．Ｓｈｕ
ｐｅ：Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｎｏｎｒ
ｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｂｅｒ ｏ
ｐｔｉｃ Ｉｎｔｅｒーｆｅｒｏｍｅｔｅｒ， ＡＰＰ
ＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳ，Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ５，ｐ．
６５４，Ｍａｒｃｈ １９８０ 参照）
プ状の光ファイバで構成された光ファイバコイルに不均
一な温度変動があった場合、光ファイバコイル中を伝搬
する左右両回り光が同一時刻において異なる温度変動下
を通過するため、両光間に位相差を生じ、ジャイロの零
点出力のドリフトを発生する事が知られている。従来は
光ファイバコイルを形成する光ファイバをその中点に対
し対称に巻く事によって、左右両回り光が同一時刻にお
いて最も空間的に近接した地点を通過するため、このよ
うな温度変動の影響を低減している。（Ｄ．Ｍ．Ｓｈｕ
ｐｅ：Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｎｏｎｒ
ｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｂｅｒ ｏ
ｐｔｉｃ Ｉｎｔｅｒーｆｅｒｏｍｅｔｅｒ， ＡＰＰ
ＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳ，Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ５，ｐ．
６５４，Ｍａｒｃｈ １９８０ 参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うないわゆる対称巻きの光ファイバコイルを用いた光フ
ァイバジャイロでは、確かに光ファイバコイルの温度変
動によるジャイロの零点出力のドリフトは抑える事がで
きるが、５６のデポラライザや５９の位相変調器のよう
なセンシングループ中の他の光学部品の温度変動によっ
ても左右両回り光に位相差を生じ、零点出力のドリフト
が発生するという課題があった。この影響を少なくする
ために従来はデポラライザや位相変調器の影響が無視で
きるように、光ファイバコイルのファイバ長を長くして
回転角速度に対する感度をあげる必要があった。
うないわゆる対称巻きの光ファイバコイルを用いた光フ
ァイバジャイロでは、確かに光ファイバコイルの温度変
動によるジャイロの零点出力のドリフトは抑える事がで
きるが、５６のデポラライザや５９の位相変調器のよう
なセンシングループ中の他の光学部品の温度変動によっ
ても左右両回り光に位相差を生じ、零点出力のドリフト
が発生するという課題があった。この影響を少なくする
ために従来はデポラライザや位相変調器の影響が無視で
きるように、光ファイバコイルのファイバ長を長くして
回転角速度に対する感度をあげる必要があった。
【０００７】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、センシングループ中の他の部品の温度変動に対し
ても零点出力のドリフトを発生しない、特性の安定した
光ファイバジャイロを提供する事を目的とする。
あり、センシングループ中の他の部品の温度変動に対し
ても零点出力のドリフトを発生しない、特性の安定した
光ファイバジャイロを提供する事を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光ファイバジャイロは、第１に、センシング
ループ中の光学部品を左回り光と右回り光で同じ順序と
なるように配置したものである。
に本発明の光ファイバジャイロは、第１に、センシング
ループ中の光学部品を左回り光と右回り光で同じ順序と
なるように配置したものである。
【０００９】第２に、２つの位相変調器をファイバコイ
ルの両端から光結合器の両端までの経路中にそれぞれ配
置したものである。
ルの両端から光結合器の両端までの経路中にそれぞれ配
置したものである。
【００１０】第３に、２つの光の偏光状態を制御する手
段をファイバコイルの両端から光結合器の両端までの経
路中にそれぞれ配置したものである。
段をファイバコイルの両端から光結合器の両端までの経
路中にそれぞれ配置したものである。
【００１１】第４に、光の偏光状態を制御する手段を光
ファイバコイルを形成する光ファイバの中点に、あるい
は互いに長さの等しい２つの光ファイバコイルの間に設
けたものである。
ファイバコイルを形成する光ファイバの中点に、あるい
は互いに長さの等しい２つの光ファイバコイルの間に設
けたものである。
【００１２】
【作用】本発明は第１に、センシングループ中の光学部
品を左回り光と右回り光で同じ順序となるように配置す
ることにより、環境温度の変動によってセンシングルー
プ中の部品の光路長が変動しても、その影響が左回り光
と右回り光で打ち消されてジャイロの零点出力のドリフ
トを発生しないようにするものである。
品を左回り光と右回り光で同じ順序となるように配置す
ることにより、環境温度の変動によってセンシングルー
プ中の部品の光路長が変動しても、その影響が左回り光
と右回り光で打ち消されてジャイロの零点出力のドリフ
トを発生しないようにするものである。
【００１３】第２に、２つの位相変調器をファイバコイ
ルの両端から光結合器の両端までの経路中にそれぞれ配
置することにより、環境温度の変動によって位相変調器
の光路長が変動しても、その影響が左回り光と右回り光
で打ち消されてジャイロの零点出力のドリフトを発生し
ないようにするものである。
ルの両端から光結合器の両端までの経路中にそれぞれ配
置することにより、環境温度の変動によって位相変調器
の光路長が変動しても、その影響が左回り光と右回り光
で打ち消されてジャイロの零点出力のドリフトを発生し
ないようにするものである。
【００１４】第３に、２つの光の偏光状態を制御する手
段をファイバコイルの両端から光結合器の両端までの経
路中にそれぞれ配置することにより、環境温度の変動に
よって光の偏光状態を制御する手段の光路長が変動して
も、その影響が左回り光と右回り光で打ち消されてジャ
イロの零点出力のドリフトを発生しないようにするもの
である。さらに、２つの光の偏光状態を制御する手段を
用いた事により、光ファイバコイルおよび位相変調器を
通過する左右両回り光とも同一偏光状態にして左回り光
と右回り光で偏光状態が違う非相反性によって生じるジ
ャイロの零点出力のドリフトを発生しないようにするも
のである。
段をファイバコイルの両端から光結合器の両端までの経
路中にそれぞれ配置することにより、環境温度の変動に
よって光の偏光状態を制御する手段の光路長が変動して
も、その影響が左回り光と右回り光で打ち消されてジャ
イロの零点出力のドリフトを発生しないようにするもの
である。さらに、２つの光の偏光状態を制御する手段を
用いた事により、光ファイバコイルおよび位相変調器を
通過する左右両回り光とも同一偏光状態にして左回り光
と右回り光で偏光状態が違う非相反性によって生じるジ
ャイロの零点出力のドリフトを発生しないようにするも
のである。
【００１５】第４に、光の偏光状態を制御する手段を光
ファイバコイルを形成する光ファイバの中点に挿入する
ことにより、環境温度の変動によって光の偏光状態を制
御する手段の光路長が変動しても、デポラライザを右回
り光と左回り光がほぼ同時刻に通過するためジャイロの
零点出力のドリフトを発生しないようにするものである
。さらに、光の偏光状態を制御する手段を光ファイバコ
イルを形成する光ファイバの中点に挿入したことにより
、光ファイバコイルを通過する左回り光と右回り光で偏
光状態が違う非相反性を左回り光と右回り光で打ち消し
てジャイロの零点出力のドリフトを発生しないようにす
るものである。
ファイバコイルを形成する光ファイバの中点に挿入する
ことにより、環境温度の変動によって光の偏光状態を制
御する手段の光路長が変動しても、デポラライザを右回
り光と左回り光がほぼ同時刻に通過するためジャイロの
零点出力のドリフトを発生しないようにするものである
。さらに、光の偏光状態を制御する手段を光ファイバコ
イルを形成する光ファイバの中点に挿入したことにより
、光ファイバコイルを通過する左回り光と右回り光で偏
光状態が違う非相反性を左回り光と右回り光で打ち消し
てジャイロの零点出力のドリフトを発生しないようにす
るものである。
【００１６】
（実施例１）図１は本発明の第１の実施例を示したもの
である。図１において１は発光モジュール、２は受光モ
ジュールであり、光ファイバによって３の光結合器と接
続されている。４は不要な成分の光を遮断するための偏
光子であり、３の光結合器と５の光結合器との間に挿入
されている。６と７は通過した光の偏光状態を制御し、
光を無偏光化するデポラライザであり、長さ１：２の偏
波保持光ファイバをそれぞれの主軸を４５度傾けて融着
することによって作られている。１の発光モジュールを
出て３の光結合器と４の偏光子を通過し、５の光結合器
を出た光は一方は６のデポラライザ、光の位相を制御す
る８の位相変調器を通過した後、１０の光ファイバコイ
ルを右回りに通過し９の位相変調器、７のデポラライザ
を通り再び５の光結合器に戻る。もう一方の光はさきに
７のデポラライザ、９の位相変調器を通過した後、１０
の光ファイバコイルを左回りに通過し、８の位相変調器
、６のデポラライザを通ってふたたび５の光結合器に戻
る。この時１０の光ファイバコイルが慣性空間に対して
回転しているとサニャック効果によって左右両回り光間
に位相差が生じる。５の光結合に戻った光は４偏光子を
通過した後、３の光結合器を経て２の受光モジュールで
電気信号に変換される。１１は発光モジュールの制御回
路で発光モジュールの発光光量が常に一定になるように
制御する。１３は発振回路で位相変調の基準信号を発生
し、１５と１６の位相変調器駆動回路は１３の基準信号
を受けて８と９の位相変調器を駆動する。このとき８と
９の位相変調が同じ位相で光が変調されると左右両回り
光とも同じ位相で位相変調がかかるため、左右両回り光
間に位相差がつかず位相変調の効果がなくなる。そこで
１４の反転回路をいれることによって位相変調器８の変
調位相が位相変調器９の変調位相と逆相になるようにし
ている。また８と９の位相変調器は同周波数・同相でな
ければ良く、たとえば位相変調器８をまったく駆動しな
くてもかまわない。そのときには位相変調器８は駆動す
る必要がないので、環境温度変化に対する温度変化とそ
の温度変化に対する光路長の変動が位相変調器９に近い
ダミーの部品でもかまわない。２の受光モジュールの出
力は１２の増幅器で増幅された後、１７の同期検波回路
で同期検波される。１７の同期検波回路の出力が１０の
光ファイバコイルを右回りに回った光と左回りに回った
光の位相差と対応していて、この出力値により光ファイ
バコイルの慣性空間に対する回転角速度を検出すること
ができる。
である。図１において１は発光モジュール、２は受光モ
ジュールであり、光ファイバによって３の光結合器と接
続されている。４は不要な成分の光を遮断するための偏
光子であり、３の光結合器と５の光結合器との間に挿入
されている。６と７は通過した光の偏光状態を制御し、
光を無偏光化するデポラライザであり、長さ１：２の偏
波保持光ファイバをそれぞれの主軸を４５度傾けて融着
することによって作られている。１の発光モジュールを
出て３の光結合器と４の偏光子を通過し、５の光結合器
を出た光は一方は６のデポラライザ、光の位相を制御す
る８の位相変調器を通過した後、１０の光ファイバコイ
ルを右回りに通過し９の位相変調器、７のデポラライザ
を通り再び５の光結合器に戻る。もう一方の光はさきに
７のデポラライザ、９の位相変調器を通過した後、１０
の光ファイバコイルを左回りに通過し、８の位相変調器
、６のデポラライザを通ってふたたび５の光結合器に戻
る。この時１０の光ファイバコイルが慣性空間に対して
回転しているとサニャック効果によって左右両回り光間
に位相差が生じる。５の光結合に戻った光は４偏光子を
通過した後、３の光結合器を経て２の受光モジュールで
電気信号に変換される。１１は発光モジュールの制御回
路で発光モジュールの発光光量が常に一定になるように
制御する。１３は発振回路で位相変調の基準信号を発生
し、１５と１６の位相変調器駆動回路は１３の基準信号
を受けて８と９の位相変調器を駆動する。このとき８と
９の位相変調が同じ位相で光が変調されると左右両回り
光とも同じ位相で位相変調がかかるため、左右両回り光
間に位相差がつかず位相変調の効果がなくなる。そこで
１４の反転回路をいれることによって位相変調器８の変
調位相が位相変調器９の変調位相と逆相になるようにし
ている。また８と９の位相変調器は同周波数・同相でな
ければ良く、たとえば位相変調器８をまったく駆動しな
くてもかまわない。そのときには位相変調器８は駆動す
る必要がないので、環境温度変化に対する温度変化とそ
の温度変化に対する光路長の変動が位相変調器９に近い
ダミーの部品でもかまわない。２の受光モジュールの出
力は１２の増幅器で増幅された後、１７の同期検波回路
で同期検波される。１７の同期検波回路の出力が１０の
光ファイバコイルを右回りに回った光と左回りに回った
光の位相差と対応していて、この出力値により光ファイ
バコイルの慣性空間に対する回転角速度を検出すること
ができる。
【００１７】ここで環境温度が変化してデポラライザ６
の温度が変化した場合、温度によってデポラライザ６の
屈折率や熱膨張により長さが変化し、デポラライザ６の
光路長が時間とともに変化する。デポラライザ６を右回
り光が通過する時間と左回り光が通過する時間は、左回
り光が１０の光ファイバコイルを通過する時間だけ時間
差があるため、この時間差の間にデポラライザ６は温度
変化によって光路長が変化してしまい、結果として左右
両回り光間に位相差を生じる。ところが、同様に環境温
度の変化によってデポラライザ７の光路長も変化する。 すなわち、デポラライザ６の光路長の変化量はデポララ
イザ７の光路長の変化量とほぼ等しいため、デポラライ
ザ６を右回り光が通過したときと左回り光が通過したと
きとのデポラライザ６の光路長の差は、デポラライザ７
を右回り光が通過したときと左回り光が通過したときと
のデポラライザ７の光路長の差とほぼ等しくなり、デポ
ラライザ６で生じた左右両回り光間の位相差はデポララ
イザ７で生じる左右両回り光間の位相差で打ち消され、
ジャイロの出力を発生しない。
の温度が変化した場合、温度によってデポラライザ６の
屈折率や熱膨張により長さが変化し、デポラライザ６の
光路長が時間とともに変化する。デポラライザ６を右回
り光が通過する時間と左回り光が通過する時間は、左回
り光が１０の光ファイバコイルを通過する時間だけ時間
差があるため、この時間差の間にデポラライザ６は温度
変化によって光路長が変化してしまい、結果として左右
両回り光間に位相差を生じる。ところが、同様に環境温
度の変化によってデポラライザ７の光路長も変化する。 すなわち、デポラライザ６の光路長の変化量はデポララ
イザ７の光路長の変化量とほぼ等しいため、デポラライ
ザ６を右回り光が通過したときと左回り光が通過したと
きとのデポラライザ６の光路長の差は、デポラライザ７
を右回り光が通過したときと左回り光が通過したときと
のデポラライザ７の光路長の差とほぼ等しくなり、デポ
ラライザ６で生じた左右両回り光間の位相差はデポララ
イザ７で生じる左右両回り光間の位相差で打ち消され、
ジャイロの出力を発生しない。
【００１８】同様に環境温度の変化で位相変調器８の光
路長が変化する事によって生じる左右両回り光間の位相
差は、位相変調器９の光路長の変化によって生じる左右
両回り光間の位相差によって打ち消され、ジャイロの出
力の変動を発生しない。
路長が変化する事によって生じる左右両回り光間の位相
差は、位相変調器９の光路長の変化によって生じる左右
両回り光間の位相差によって打ち消され、ジャイロの出
力の変動を発生しない。
【００１９】したがって本発明によれば、６と７のデポ
ラライザおよび８と９の位相変調器と１０の光ファイバ
コイルを左回り光と右回り光に対して同じ順序となるよ
うに配置しているため、環境温度が変化してもデポララ
イザおよび位相変調器の温度変化による左右両回り光間
の位相差は打ち消され、ジャイロの出力の変動を発生し
ないという効果を有する。
ラライザおよび８と９の位相変調器と１０の光ファイバ
コイルを左回り光と右回り光に対して同じ順序となるよ
うに配置しているため、環境温度が変化してもデポララ
イザおよび位相変調器の温度変化による左右両回り光間
の位相差は打ち消され、ジャイロの出力の変動を発生し
ないという効果を有する。
【００２０】（実施例２）図２は本発明の第２の実施例
を示したものであり、図１の本発明の第１の実施例から
６のデポラライザおよび７のデポラライザを削除したも
のと等価である。１の発光モジュールを出て３の光結合
器と４の偏光子を通過し、５の光結合器を出た光は一方
は８の位相変調器を通過した後、１０の光ファイバコイ
ルを右回りに通過し、９の位相変調器を通って再び５の
光結合器に戻る。もう一方の光は先に９の位相変調器を
通過した後、１０の光ファイバコイルを左回りに通過し
、８の位相変調器を通ってふたたび５の光結合器に戻る
。この時１０の光ファイバコイルが慣性空間に対して回
転しているとサニャック効果によって生じる左右両回り
光間の位相差は、第１の実施例で前述したように１７の
同期検波回路で検出される。
を示したものであり、図１の本発明の第１の実施例から
６のデポラライザおよび７のデポラライザを削除したも
のと等価である。１の発光モジュールを出て３の光結合
器と４の偏光子を通過し、５の光結合器を出た光は一方
は８の位相変調器を通過した後、１０の光ファイバコイ
ルを右回りに通過し、９の位相変調器を通って再び５の
光結合器に戻る。もう一方の光は先に９の位相変調器を
通過した後、１０の光ファイバコイルを左回りに通過し
、８の位相変調器を通ってふたたび５の光結合器に戻る
。この時１０の光ファイバコイルが慣性空間に対して回
転しているとサニャック効果によって生じる左右両回り
光間の位相差は、第１の実施例で前述したように１７の
同期検波回路で検出される。
【００２１】環境温度が変化して位相変調器８と位相変
調器９の温度が変化した場合でも、位相変調器８の光路
長の変化量は位相変調器８の光路長の変化量とほぼ等し
いため、位相変調器８を右回り光が通過したときと左回
り光が通過したときとの位相変調器８の光路長の差は、
位相変調器９を右回り光が通過したときと左回り光が通
過したときとの位相変調器９の光路長の差とほぼ等しく
なり、位相変調器８で生じた左右両回り光間の位相差は
位相変調器９で生じる左右両回り光間の位相差で打ち消
され、ジャイロの出力の変動を発生しない。
調器９の温度が変化した場合でも、位相変調器８の光路
長の変化量は位相変調器８の光路長の変化量とほぼ等し
いため、位相変調器８を右回り光が通過したときと左回
り光が通過したときとの位相変調器８の光路長の差は、
位相変調器９を右回り光が通過したときと左回り光が通
過したときとの位相変調器９の光路長の差とほぼ等しく
なり、位相変調器８で生じた左右両回り光間の位相差は
位相変調器９で生じる左右両回り光間の位相差で打ち消
され、ジャイロの出力の変動を発生しない。
【００２２】したがって本発明によれば、８と９の位相
変調器と１０の光ファイバコイルを、左回り光と右回り
光に対して同じ順序となるように配置しているため、環
境温度が変化しても位相変調器の温度変化による左右両
回り光間の位相差は打ち消され、ジャイロの出力の変動
を発生しないという効果を有する。
変調器と１０の光ファイバコイルを、左回り光と右回り
光に対して同じ順序となるように配置しているため、環
境温度が変化しても位相変調器の温度変化による左右両
回り光間の位相差は打ち消され、ジャイロの出力の変動
を発生しないという効果を有する。
【００２３】（実施例３）図３は本発明の第３の実施例
を示したものであり、図１の本発明の第１の実施例から
８の位相変調器、１４の反転回路、１５の位相変調器駆
動回路を削除したものと等価である。１の発光モジュー
ルを出て３の光結合器と４の偏光子を通過し、５の光結
合器を出た光は一方は６のデポラライザを通過した後、
１０の光ファイバコイルを右回りに通過し９の位相変調
器、７のデポラライザを通り再び５の光結合器に戻る。 もう一方の光は先に７のデデポラライザ、９の位相変調
器を通過した後、１０の光ファイバコイルを左回りに通
過し、６のデポラライザを通ってふたたび５の光結合器
に戻る。この時１０の光ファイバコイルが慣性空間に対
して回転しているとサニャック効果によって生じる左右
両回り光間の位相差は、第１の実施例で前述したように
１７の同期検波回路で検出される。
を示したものであり、図１の本発明の第１の実施例から
８の位相変調器、１４の反転回路、１５の位相変調器駆
動回路を削除したものと等価である。１の発光モジュー
ルを出て３の光結合器と４の偏光子を通過し、５の光結
合器を出た光は一方は６のデポラライザを通過した後、
１０の光ファイバコイルを右回りに通過し９の位相変調
器、７のデポラライザを通り再び５の光結合器に戻る。 もう一方の光は先に７のデデポラライザ、９の位相変調
器を通過した後、１０の光ファイバコイルを左回りに通
過し、６のデポラライザを通ってふたたび５の光結合器
に戻る。この時１０の光ファイバコイルが慣性空間に対
して回転しているとサニャック効果によって生じる左右
両回り光間の位相差は、第１の実施例で前述したように
１７の同期検波回路で検出される。
【００２４】環境温度が変化してデポラライザ６とデポ
ラライザ７の温度が変化した場合でも、デポラライザ６
の光路調の変化量はデポラライザ７の光路長の変化量と
ほぼ等しいため、デポラライザ６を右回り光が通過した
ときと左回り光が通過したときとのデポラライザ６の光
路長の差は、デポラライザ７の相差はデポラライザ７を
右回り光が通過したときと左回り光が通過したときのデ
ポラライザ７の光路長の差とほぼ等しくなり、デポララ
イザ６で生じた左右両回り光間の位相差はデポラライザ
７で生じる左右両回り光間の位相差で打ち消され、ジャ
イロの出力の変動を発生しない。
ラライザ７の温度が変化した場合でも、デポラライザ６
の光路調の変化量はデポラライザ７の光路長の変化量と
ほぼ等しいため、デポラライザ６を右回り光が通過した
ときと左回り光が通過したときとのデポラライザ６の光
路長の差は、デポラライザ７の相差はデポラライザ７を
右回り光が通過したときと左回り光が通過したときのデ
ポラライザ７の光路長の差とほぼ等しくなり、デポララ
イザ６で生じた左右両回り光間の位相差はデポラライザ
７で生じる左右両回り光間の位相差で打ち消され、ジャ
イロの出力の変動を発生しない。
【００２５】したがって本発明によれば、６と７のデポ
ラライザと１０の光ファイバコイルを、左回り光と右回
り光に対して同じ順序となるように配置しているため、
環境温度が変化してもデポラライザの温度変化による左
右両回り光間の位相差は打ち消され、ジャイロの出力の
変動を発生しないという効果を有する。
ラライザと１０の光ファイバコイルを、左回り光と右回
り光に対して同じ順序となるように配置しているため、
環境温度が変化してもデポラライザの温度変化による左
右両回り光間の位相差は打ち消され、ジャイロの出力の
変動を発生しないという効果を有する。
【００２６】さらに本発明によれば、右回り光、左回り
光ともにそれぞれデポラライザ６と７で無偏光化される
ため、位相変調器９および光ファイバコイル１０を両回
り光が通過するときには、両回り光とも無偏光状態であ
る。したがって従来のように一方の光が無偏光状態でも
う一方の光が直線状態であるために生じる非相反性がな
く両回り光間に位相差が生じない。この効果によって環
境温度が一定の時にも光ファイバジャイロ出力の零点ド
リフトが低減される。
光ともにそれぞれデポラライザ６と７で無偏光化される
ため、位相変調器９および光ファイバコイル１０を両回
り光が通過するときには、両回り光とも無偏光状態であ
る。したがって従来のように一方の光が無偏光状態でも
う一方の光が直線状態であるために生じる非相反性がな
く両回り光間に位相差が生じない。この効果によって環
境温度が一定の時にも光ファイバジャイロ出力の零点ド
リフトが低減される。
【００２７】（実施例４）図４は本発明の第４の実施例
を示したものである。図４において１は発光モジュール
、２は受光モジュールであり、光ファイバによって３の
光結合器と接続されている。４は不用な成分の光を遮断
するための偏光子であり、３の光結合器と５の光結合器
との間に挿入されている。４１と４２はサニャック効果
によって回転角速度を検出するための光ファイバコイル
であり、等しい長さのファイバを巻いている。４３は通
過した光を無偏光化するデポラライザであり、長さ１：
２の偏波保持光ファイバをそれぞれの主軸を４５度傾け
て融着することによって作られている。１の発光モジュ
ールを出て３の光結合器と４の偏光子を通過し、５の光
結合器を出た光は一方は４１の光ファイバコイルを右回
りに通過した後、４３のデポラライザを通り４２の光フ
ァイバコイルを右回りに通過して９の位相変調器を通っ
て再び５の光結合器に戻る。もう一方の光は先に９の位
相変調器を通過した後、４２の光ファイバコイルを左回
りに通過した後、４３のデポラライザを通り４１の光フ
ァイバコイルを左回りに通過してふたたび５の光結合器
に戻る。この時４１と４２の光ファイバコイルが慣性空
間に対して回転しているとサニャック効果によって左右
両回り光間に位相差が生じる。５の光結合器を出た光は
４偏光子を通過した後、３の光結合器を経て２の受光モ
ジュールで電気信号に変換される。１１は発光モジュー
ルの制御回路で発光モジュールの発光光量が常に一定に
なるように制御する。１３は発振回路で位相変調の基準
信号を発生し、１６の位相変調器駆動回路は９の基準信
号を受けて６の位相変調器を駆動する。２の受光モジュ
ールの出力は１２の増幅器で増幅された後、１７の同期
検波回路で同期検波される。１７の同期検波回路の出力
が４１と４２の光ファイバコイルを右回りに回った光と
左回りに回った光の位相差と対応していて、この出力値
により光ファイバコイルの慣性空間に対する回転角速度
を検出することができる。
を示したものである。図４において１は発光モジュール
、２は受光モジュールであり、光ファイバによって３の
光結合器と接続されている。４は不用な成分の光を遮断
するための偏光子であり、３の光結合器と５の光結合器
との間に挿入されている。４１と４２はサニャック効果
によって回転角速度を検出するための光ファイバコイル
であり、等しい長さのファイバを巻いている。４３は通
過した光を無偏光化するデポラライザであり、長さ１：
２の偏波保持光ファイバをそれぞれの主軸を４５度傾け
て融着することによって作られている。１の発光モジュ
ールを出て３の光結合器と４の偏光子を通過し、５の光
結合器を出た光は一方は４１の光ファイバコイルを右回
りに通過した後、４３のデポラライザを通り４２の光フ
ァイバコイルを右回りに通過して９の位相変調器を通っ
て再び５の光結合器に戻る。もう一方の光は先に９の位
相変調器を通過した後、４２の光ファイバコイルを左回
りに通過した後、４３のデポラライザを通り４１の光フ
ァイバコイルを左回りに通過してふたたび５の光結合器
に戻る。この時４１と４２の光ファイバコイルが慣性空
間に対して回転しているとサニャック効果によって左右
両回り光間に位相差が生じる。５の光結合器を出た光は
４偏光子を通過した後、３の光結合器を経て２の受光モ
ジュールで電気信号に変換される。１１は発光モジュー
ルの制御回路で発光モジュールの発光光量が常に一定に
なるように制御する。１３は発振回路で位相変調の基準
信号を発生し、１６の位相変調器駆動回路は９の基準信
号を受けて６の位相変調器を駆動する。２の受光モジュ
ールの出力は１２の増幅器で増幅された後、１７の同期
検波回路で同期検波される。１７の同期検波回路の出力
が４１と４２の光ファイバコイルを右回りに回った光と
左回りに回った光の位相差と対応していて、この出力値
により光ファイバコイルの慣性空間に対する回転角速度
を検出することができる。
【００２８】環境温度が変化してデポラライザ４３の温
度が変化して場合、温度によってデポラライザ４３の屈
折率や熱膨張により長さが変化し、デポラライザ４３の
光路調が時間とともに変化する。しかしながら本発明に
よればデポラライザ４３を右回り光が通過する時間と左
回り光が通過する時間はほぼ同一時刻であるため、結果
として左右両回り光間に位相差を発生しない。
度が変化して場合、温度によってデポラライザ４３の屈
折率や熱膨張により長さが変化し、デポラライザ４３の
光路調が時間とともに変化する。しかしながら本発明に
よればデポラライザ４３を右回り光が通過する時間と左
回り光が通過する時間はほぼ同一時刻であるため、結果
として左右両回り光間に位相差を発生しない。
【００２９】したがって本発明によれば、左回り光と右
回り光がほぼ同一時刻にデポラライザ４３を通過するた
め、環境温度が変化してもデポラライザの温度変化によ
って左右両回り光間に位相差は発生せず、ジャイロの出
力の変動を発生しないという効果を有する。
回り光がほぼ同一時刻にデポラライザ４３を通過するた
め、環境温度が変化してもデポラライザの温度変化によ
って左右両回り光間に位相差は発生せず、ジャイロの出
力の変動を発生しないという効果を有する。
【００３０】さらに本発明によれば、光ファイバコイル
４１を通過するときに右回り光は直線偏光であり、左回
り光は無偏光状態であるという非相反性によって発生す
る両回り光間の位相差は、光ファイバコイル４２を通過
するときに右回り光は無偏光状態であり、左回り光は直
線偏光であるという非相反性によって発生する両回り光
間の位相差によって打ち消され、結果として両回り光が
光結合器５で分岐してから再び光結合器５に戻る間に両
回り光間に位相差を発生しない。この効果によって環境
温度が一定の時でも光ファイバジャイロ出力の零点ドリ
フトが低減される。
４１を通過するときに右回り光は直線偏光であり、左回
り光は無偏光状態であるという非相反性によって発生す
る両回り光間の位相差は、光ファイバコイル４２を通過
するときに右回り光は無偏光状態であり、左回り光は直
線偏光であるという非相反性によって発生する両回り光
間の位相差によって打ち消され、結果として両回り光が
光結合器５で分岐してから再び光結合器５に戻る間に両
回り光間に位相差を発生しない。この効果によって環境
温度が一定の時でも光ファイバジャイロ出力の零点ドリ
フトが低減される。
【００３１】なお、本実施例では長さの等しい２つの光
ファイバコイルの間にデポラライザを挿入したが、同一
時刻に光結合器５をから分岐した右回り光と左回り光が
ほぼ同一時刻にデポラライザを通過すれば良く、したが
って一つの光ファイバコイルを用いて両端からの長さの
等しい点にデポラライザを挿入しても同様の効果を得る
事ができる。
ファイバコイルの間にデポラライザを挿入したが、同一
時刻に光結合器５をから分岐した右回り光と左回り光が
ほぼ同一時刻にデポラライザを通過すれば良く、したが
って一つの光ファイバコイルを用いて両端からの長さの
等しい点にデポラライザを挿入しても同様の効果を得る
事ができる。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、本発明の効果としては環
境温度の変動によりセンシングループ中の光学部品の光
路長が変動しても零点出力のドリフトを発生しない。特
性の安定した光ファイバジャイロを提供することができ
る。さらにセンシングループ中の左右両回り光の偏光状
態が違うという非相反性の影響を打ち消して零点出力の
ドリフトを低減するという効果を有する。
境温度の変動によりセンシングループ中の光学部品の光
路長が変動しても零点出力のドリフトを発生しない。特
性の安定した光ファイバジャイロを提供することができ
る。さらにセンシングループ中の左右両回り光の偏光状
態が違うという非相反性の影響を打ち消して零点出力の
ドリフトを低減するという効果を有する。
【図１】本発明の第１の実施例における光ファイバジャ
イロの模式図
イロの模式図
【図２】本発明の第２の実施例における光ファイバジャ
イロの模式図
イロの模式図
【図３】本発明の第３の実施例における光ファイバジャ
イロの模式図
イロの模式図
【図４】本発明の第４の実施例における光ファイバジャ
イロの模式図
イロの模式図
【図５】従来の光ファイバジャイロの一例の模式図
１ 発光モジュール
２ 受光モジュール
３ 光結合器
４ 偏光子
５ 光結合器
６ デポラライザ
７ デポラライザ
８ 位相変調器
９ 位相変調器
１０ 光ファイバコイル
１１ 発光モジュール制御回路
１２ 増幅器
１３ 発振器
１４ 反転回路
１５ 位相変調器駆動回路
１６ 位相変調器駆動回路
１７ 同期検波回路
５１ 発光モジュール
５２ 受光モジュール
５３ 光結合器
５４ 偏光子
５５ 光結合器
５６ デポラライザ
５９ 位相変調器
６０ 光ファイバコイル
６１ 発光モジュール制御回路
６２ 増幅器
６３ 発振器
６６ 位相変調器駆動回路
６７ 同期検波回路
Claims (4)
- 【請求項１】 発光素子と、この発光素子からの光を
分岐する手段と、光ファイバをリング状に巻いた光ファ
イバコイルと、光の位相を制御する手段、または光の偏
光状態を制御する手段を少なくとも備え、前記光ファイ
バコイルを互いに逆方向に伝搬する光の間に生じる位相
差を検出する光ファイバジャイロであって、前記光を分
岐する手段から分岐した一方の光が再び前記光を分岐す
る手段に戻るまでの間に通過する、前記光ファイバコイ
ルと、前記光の位相を制御する手段、または前記光の偏
光状態を制御する手段の順序が、前記光を分岐する手段
から分岐した他方の光が再び前記光を分岐する手段に戻
るまでの間に通過する前記光ファイバコイルと、前記光
の位相を制御する手段、または光の偏光状態を制御する
手段の順序が同じになるように構成した光ファイバジャ
イロ。 - 【請求項２】 発光素子と、この発光素子からの光を
分岐する手段と、光ファイバをリング状に巻いた光ファ
イバコイルとを少なくとも備え、前記光ファイバコイル
を互いに逆方向に伝搬する光の間に生じる位相差を検出
する光ファイバジャイロであって、前記光を分岐する手
段から分岐した一方の光が上記光ファイバコイルに到達
するまでの経路に第１の光の位相を制御する手段を設け
、前記光を分岐する手段から分岐した他方の光が前記光
ファイバコイルに到達するまでの経路に前記第１の光の
位相を制御する手段と同様の第２の光の位相を制御する
手段、または環境温度の変化に対する光路長の変化が上
記第１の光の位相を制御する手段と同様の特性を有する
光の伝達手段を設けた光ファイバジャイロ。 - 【請求項３】 発光素子と、この発光素子からの光を
分岐する手段と、光ファイバをリング状に巻いた光ファ
イバコイルとを少なくとも備え、前記光ファイバコイル
を互いに逆方向に伝搬する光の間に生じる位相差を検出
する光ファイバジャイロであって、前記光を分岐する手
段から分岐した一方の光が、前記光ファイバコイルに到
達するまでの経路に第１の光の偏光状態を制御する手段
を設け、前記光を分岐する手段から分岐した他方の光が
前記光ファイバコイルに到達するまでの経路に、第２の
光の偏光状態を制御する手段を設けた光ファイバジャイ
ロ。 - 【請求項４】 発光素子と、この発光素子からの光を
分岐する手段と、光ファイバをリング状に巻いた光ファ
イバコイルと、光の偏光状態を制御する手段を少なくと
も備え、前記光ファイバコイルを互いに逆方向に伝搬す
る光の間に生じる位相差を検出する光ファイバジャイロ
であって、前記光ファイバコイルを形成する光ファイバ
の全長の略中点に、または互いに長さの等しい２つの前
記光ファイバコイルの間に、上記光の偏光状態を制御す
る手段を設けた光ファイバジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3117210A JPH04344417A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 光ファイバジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3117210A JPH04344417A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 光ファイバジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04344417A true JPH04344417A (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=14706118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3117210A Pending JPH04344417A (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 光ファイバジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04344417A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05196471A (ja) * | 1992-01-23 | 1993-08-06 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 光ファイバジャイロ |
| JP2005515417A (ja) * | 2002-01-03 | 2005-05-26 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 対称減偏光光ファイバジャイロスコープ |
| CN103674007A (zh) * | 2012-09-07 | 2014-03-26 | 中国航空工业第六一八研究所 | 一种光纤陀螺消偏光路设计方法及其设计系统 |
-
1991
- 1991-05-22 JP JP3117210A patent/JPH04344417A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05196471A (ja) * | 1992-01-23 | 1993-08-06 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 光ファイバジャイロ |
| JP2005515417A (ja) * | 2002-01-03 | 2005-05-26 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 対称減偏光光ファイバジャイロスコープ |
| CN103674007A (zh) * | 2012-09-07 | 2014-03-26 | 中国航空工业第六一八研究所 | 一种光纤陀螺消偏光路设计方法及其设计系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| 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 | |
| US6636321B2 (en) | Fiber-optic current sensor | |
| US6990269B2 (en) | Fiber optic gyroscope | |
| EP3514491B1 (en) | Apparatus and method for diminished bias error due to polarization mismatch | |
| CA2051875C (en) | Fiber optic gyro with reduced zero-point output drift | |
| EP0078931B1 (en) | Angular rate sensor | |
| JPH04344417A (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| US5272516A (en) | Fiber optic rotation sensor including a temperature sensor and logic circuit storing at least two correlation maps | |
| US5285257A (en) | Optic rotation sensing apparatus and related method including providing synchronous detection at a phase at which the AM noise is minimized | |
| JPH07151555A (ja) | 光源から信号を取り出す光ファイバジャイロ | |
| EP3792595B1 (en) | Resonator fiber optic gyroscope with integrated photonics interface | |
| JPH0674776A (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| JP2004309466A (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| JP2514535B2 (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| JP2627134B2 (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| JPH07128073A (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| JP2751599B2 (ja) | 光フアイバジヤイロ | |
| JP2514530B2 (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| JPH04364420A (ja) | 光位相変調器及びそれを用いた干渉センサ | |
| EP0501002B1 (en) | Optic rotation sensing apparatus and related method | |
| JP2514491B2 (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| JPH0510768A (ja) | 光回転検出装置 | |
| Kelley et al. | Novel fiber-optic gyroscopes for KEW applications | |
| JPH11344645A (ja) | 光モジュール及びそれを使用する光学機器 | |
| JPS60140115A (ja) | 光フアイバレ−トセンサ |