JPH0470561B2 - - Google Patents

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JPH0470561B2
JPH0470561B2 JP61143097A JP14309786A JPH0470561B2 JP H0470561 B2 JPH0470561 B2 JP H0470561B2 JP 61143097 A JP61143097 A JP 61143097A JP 14309786 A JP14309786 A JP 14309786A JP H0470561 B2 JPH0470561 B2 JP H0470561B2
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JP
Japan
Prior art keywords
frequency shifter
optical path
beam splitting
rotational speed
splitting device
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP61143097A
Other languages
English (en)
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JPS61296210A (ja
Inventor
Ururihi Rainharuto
Aufu Birufuriito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHUTANDARUTO EREKUTORIIKU ROORENTSU AG
Original Assignee
SHUTANDARUTO EREKUTORIIKU ROORENTSU AG
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Publication date
Application filed by SHUTANDARUTO EREKUTORIIKU ROORENTSU AG filed Critical SHUTANDARUTO EREKUTORIIKU ROORENTSU AG
Publication of JPS61296210A publication Critical patent/JPS61296210A/ja
Publication of JPH0470561B2 publication Critical patent/JPH0470561B2/ja
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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
    • 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

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  • 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)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、光ビームを発生する光源を具備
し、この光ビームは第1のビーム分割装置を通過
し、さらに一つの区域を囲む光路上を反対方向に
伝播する二つのビーム部分に光ビームを分割する
ための第2のビーム分割装置を通過し、光路の通
過後、二つのビーム部分は第2のビーム分割装置
中で結合され、結合によつて生成された光ビーム
の少なくとも一部は第2のビーム分割装置から検
出装置へ送られ、この検出装置の出力は制御およ
び評価装置中で評価され、ビーム部分の少なくと
も一方は光路中へ結合される前に周波数シフタ中
で周波数シフトされ、光路の通過後の2個のビー
ム部分のサグナツク位相差から回転速度が制御お
よび評価装置中で決定される回転速度測定装置に
関するものである。
[従来技術] そのような装置は例えば、西ドイツ特許公報
DE−OC3136688号に記載されている。
このような従来の装置においては、光ビームの
周波数がシフトされる。適当な周波数シフタはブ
ラツグ(Bragg)セルである。西ドイツ特許公報
DE−OS3340809号に記載されているように、Δf
=f1−f2の周波数シフトは種々の方法で生成され
ることができる。一つの方法は第1のブラツグセ
ル中で光ビームの周波数f0をf1だけシフトさせる
ことである。第2のブラツグセル中では周波数は
−f2だけシフトされる。またブラツグセルをf1お
よびf2において駆動することも可能である。ブラ
ツグセル中の音響波の伝播方向の適当な選択によ
つて周波数f0+f1−f2の周波数の光ビームが得ら
れる。同様の注意が他の周波数シフタに適用され
る。
回転速度測定装置においては、光部品は往復的
であるべきである。すなわち、それらの光ビーム
に対する作用は光源から光検出装置までの全通路
で同じでなければならない。光源または光検出装
置と光フアイバの間に通常2個の光ビーム分割装
置があり、それらの間に空間的フイルタ
(spatial filter)が挿入されている。空間的フイ
ルタはしばしば一片の単一モード光フアイバによ
つて構成されている。往復性に関する問題はブラ
ツグセルによつて生じる。このブラツグセルは光
ビーム分割装置とコイル状の光フアイバとの間に
位置している。周波数シフタ中へまたはそこから
結合される光ビームの部分がブラツグセル中の音
響波の伝播方向に対して正確に対称である場合に
限つて往復性が存在する。これは、結合素子(レ
ンズ、光フアイバの端部)が対称に配置されるこ
とを要求する。これは製造中に非常な努力を必要
とする。また、製造中に対称性が得られたとして
も、機械的な影響や温度変化のために動作中にそ
の対称性が失われるおそれがある。
[発明が解決すべき問題点] この発明の目的は、完全な往復性が存在しない
ことによつて生じる誤差が消去されるような解決
手段を提供することである。
[問題点解決のための手段] この目的は、前記冒頭に述べた装置において、
第3のビーム分割装置が第2のビーム分割装置と
光路の一端との間に配置され、周波数シフタが第
3のビーム分解装置に後続し、空間的フイルタが
第3のビーム分割装置と周波数シフタとの間に配
置され、2個のビーム部分が同じ光路を空間的フ
イルタと周波数シフタとを通つて反対方向に伝送
されることを確実にするための手段が設けられて
いる回転速度測定装置によつて達成される。
その他の効果的な実施態様は特許請求の範囲第
2項以下に記載されている。
[実施例] 以下添附図面を参照にして実施例で説明する。
まず、従来の技術による回転速度測定装置を第
2図によつて説明する。光ビームは光源1、好ま
しくはレーザによつて発生される。光ビームは第
1のビーム分割装置2および空間的フイルタ3を
通過して第2のビーム分割装置4に到達する。第
1のビーム分割装置2においては、レーザ1によ
つて発生された光ビームは2個のビーム部分に分
割される。これらのビーム部分の一方は空間的フ
イルタ3に導かれる。他方のビーム部分は吸収体
10に到達し、以下で考慮する必要はない。第2
のビーム分割装置4は空間的フイルタ3から出た
光ビームをさらに2個のビーム部分に分割する。
これら2個のビーム部分はコイル状の光フアイバ
6に結合される。周波数シフタ5が第2ビーム分
割装置4の出力の一つと光フアイバ6一端との間
の光路に挿入される。適当な周波数シフタはブラ
ツグセルである。第2のビーム分割装置4から出
た2個のビーム部分は反対方向に光フアイバ6を
通過し、ビーム分割装置4に戻り、そこでそれら
は結合される。この結合によつて生成されたビー
ム部分は空間的フイルタ3に送られる。他の部分
は吸収体11に到達する。空間的フイルタ3から
出たビーム部分は第1のビーム分割装置2を経て
検出装置7に到達する。検出装置7の電気的出力
信号は制御および評価装置8に供給される。この
制御および評価装置8においては回転速度はコイ
ル状の光フアイバ6を通過した後の2個のビーム
部分間に存在するサグナツク(Sagnac)位相差
から回転速度が決定される。制御および評価装置
8はまた周波数シフタのための駆動信号を発生す
る。評価の詳細については前記DE−OS3136688
号公報に説明されているので、ここでは省略す
る。
上述のように、所望の周波数シフトは周波数f1
およびf2で駆動される縦続の2個のブラツグセル
によつて生成されることができる。また、同時に
周波数f1およびf2の信号で駆動されるただ1個の
ブラツグセルを設けることも可能である。両方の
方法はDE−OS3340809号公報に記載されている。
ブラツグセルおよびブラツグセルに光ビームを
結合し、或いは取出す手段の配置に関する限りは
この装置は非常に満足すべきものである。しかし
ながら、これらの結合手段を製造中に調整するこ
とは困難であり、また、例えば圧力または温度の
変化が所望の対称性からのずれを生じさせる。
第1図は、このような欠点のない、この発明の
1実施例の回転速度測定装置を示している。第1
図の装置は第2のビーム分割装置4までおよび制
御および評価装置8は第2図の装置と同一であ
る。同一部品には同一の参照符号を付している。
この装置ではまたコイル状光フアイバ6も設けら
れている。
この装置では、第2のビーム分割装置4から出
たビーム部分は第2図のように直接周波数シフタ
5を通過するのではなく、まず別のビーム分割装
置14へ導かれる。このビーム分割装置14はこ
のビーム部分をさらに二つの部分に分割する。そ
れらの一つは吸収体15に到達し、これについて
は考慮する必要はない。他方の光ビーム部分は空
間的フイルタ13を通つて周波数シフタ5に導か
れる。周波数シフタ5は第2図の装置における周
波数シフタ5と同じ設計である。それは制御およ
び評価装置8によつて周波数f1およびf2の二つの
信号により制御される。周波数シフタ5における
周波数シフト後、光ビームは図示しないレンズ等
により反射鏡12に導かれ、反射鏡12で反射さ
れて再び周波数シフタ5を反対方向に同じ通路で
通過する。光ビームはその後空間的フイルタ13
を通つて第3のビーム分割装置14に伝送され、
この第3のビーム分割装置14は光フアイバ6の
一端に結合されている。この装置においてもまた
周波数シフタ5において誤差が結合手段の非対称
性によつて生じる可能性があるが、そのような誤
差は周波数シフタ5および空間的フイルタ13を
2回ビームが通過する(1回は順方向、1回は逆
方向)ことによつて補償される。コイル状の光フ
アイバ6中を反対方向に伝送される2個のビーム
部分が正確に同じ通路で周波数シフタ5および空
間的フイルタ13に到達し、それを通過すること
が重要である。その結果、装置の製造中の調整誤
差および動作中の対称性からずれは有害ではなく
なる。
光ビームを周波数シフタ5から反射鏡12に照
射する代わりに、ブラツグセルの音響光媒体が反
射被覆を備えた光出力側で終端されることもでき
る。
この装置では、この反射被覆の平面に平行に音響
波が伝播することが必要である。これは実際には
反射鏡平面と直角をなす側面に音響光セルを取付
けることによつて達成される。鏡面反射のため
に、音響波との相互作用の領域は通常の伝送ブラ
ツグセルの半分の長さしか必要ない。周波数シフ
トハブラツグセルが駆動される周波数に等しい。
反射鏡を使用しない別の装置について第3図お
よび第4図によつて説明する。反射鏡を必要とし
ない装置は集積光学的装置を使用する構成に特に
適している。
第3図の装置において、第1図の装置のように
第3のビーム分割装置14に後続して空間的フイ
ルタ13およビ周波数シフタ5が配置されてい
る。しかしながら、周波数シフタ5から出た光ビ
ームは反射鏡に導かれる代わりに第4のビーム分
割装置16に送られる。この第4のビーム分割装
置16の出力光ビームは光路17に送られ、この
光路17を通過した後、再び第4のビーム分割装
置16に入力する。光路17の両端はビーム分割
装置16の別々の入出力端子に連結されている。
第4のビーム分割装置16の残りの第4の入出力
端子は吸収体18に接続されている。光路17は
ほぼ8のの形状を有するように配置される。光路
につて囲まれた二つの区域では反対方向に伝送さ
れる。光ビームは光路17の通過後再び周波数シ
フタ5に入力され、空間的フイルタ13から周波
数シフタ5に向けられた場合と同じ通路でこの周
波数シフタ5を反対方向に通過し、第4のビーム
分割装置16の光ビームが周波数シフタ5から入
力される入出力端子を通つて出力される。
第4図の装置は第3図の装置と周波数シフタ5
が空間的フイルタ13と第4のビーム分割装置1
6との間に配置されずに光路17中に含まれてい
る点が相違する。
この装置においては光ビーム方向を示す矢印は
両方向に数多く記載されている。これは光ビーム
が両方向に伝播するからである。
例えば第1図の装置では第2のビーム分割装置
4から出たビーム部分は第3のビーム分割装置1
4および空間的フイルタ13を通過して周波数シ
フタ5に到達する。周波数シフタ5を通過した
後、反射鏡12で反射され、周波数シフタ5およ
び空間的フイルタ13を通過して第3のビーム分
割装置14に戻り、このビーム分割装置14はそ
れを光フアイバ6に結合する。第2のビーム分割
装置4から出た他方のビーム部分は光フアイバ6
中を反対方向に伝送され、第3のビーム分割装置
14および空間的フイルタ13を通過して周波数
シフタ5に到達する。他方のビームと同様に、そ
れは反射鏡12で反射されて第3のビーム分割装
置14に戻る。第3のビーム分割装置14はこの
ビーム部分を第2のビーム分割装置4に送る。
ビーム分割装置は光学的方向性結合器として構
成することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の回転速度測定装置の1実施
例のブロツク図、第2図は従来技術による回転速
度測定装置のブロツク図、第3図および第4図は
周波数シフタの位置の異なるこの発明の回転速度
測定装置の別の実施例の部分的ブロツク図であ
る。 1……光源、2,4,14,16……ビーム分
割装置、3,13……空間的フイルタ、5……周
波数シフタ、6……光フアイバ、10,11,1
5,18,19……吸収体、7……検出装置、8
……制御および評価装置、12……反射鏡。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 光ビームを発生する光源を具備し、この光ビ
    ームは第1のビーム分割装置を通過し、さらに一
    つの区域を囲む光路上を反対方向に伝播する二つ
    のビーム部分に光ビームを分割するための第2の
    ビーム分割装置を通過し、光路の通過後、二つの
    ビーム部分は第2のビーム分割装置中で結合さ
    れ、結合によつて生成された光ビームの少なくと
    も一部は第2のビーム分割装置から検出装置へ送
    られ、この検出装置の出力は制御および評価装置
    中で評価され、ビーム部分の少なくとも一方は光
    路中へ結合される前に周波数シフタ中で周波数シ
    フトされ、光路の通過後の2個のビーム部分のサ
    グナツク位相差から回転速度が制御および評価装
    置中で決定される回転速度測定装置において、 第3のビーム分割装置が第2のビーム分割装置
    と光路の一端との間に配置され、 周波数シフタが第3のビーム分解装置に後続し
    て配置され、 空間的フイルタが第3のビーム分割装置と周波
    数シフタとの間に配置され、 2個のビーム部分が同じ光路を空間的フイルタ
    と周波数シフタとを通つて反対方向に伝送される
    ことを確実にするための手段が設けられているこ
    とを特徴とする回転速度測定装置。 2 前記反対方向に伝送されることを確実にする
    ための手段は周波数シフタから出力される光ビー
    ムを周波数シフタに反射して戻す反射鏡である特
    許請求の範囲第1項記載の回転速度測定装置。 3 前記反射鏡が直接周波数シフタ上に配置され
    ている特許請求の範囲第2項記載の回転速度測定
    装置。 4 前記反対方向に伝送されることを確実にする
    ための手段は第4のビーム分割装置および追加の
    光路を具備し、この追加の光路は2個の区域を囲
    むほぼ8の字形の形状である特許請求の範囲第1
    項記載の回転速度測定装置。 5 第4のビーム分割装置および追加の光路に後
    続して周波数シフタが配置されている特許請求の
    範囲第4項記載の回転速度測定装置。 6 第4のビーム分割装置が第3のビーム分割装
    置に後続して配置され、周波数シフタが追加の光
    路中に挿入されている特許請求の範囲第4項記載
    の回転速度測定装置。 7 光学的空間フイルタが第1のビーム分割装置
    と第2のビーム分割装置との間に挿入されている
    特許請求の範囲第1項乃至第6項のいずれか1項
    記載の回転速度測定装置。
JP61143097A 1985-06-22 1986-06-20 回転速度測定装置 Granted JPS61296210A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19853522415 DE3522415A1 (de) 1985-06-22 1985-06-22 Einrichtung zur messung der drehgeschwindigkeit
DE3522415.0 1985-06-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61296210A JPS61296210A (ja) 1986-12-27
JPH0470561B2 true JPH0470561B2 (ja) 1992-11-11

Family

ID=6273937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61143097A Granted JPS61296210A (ja) 1985-06-22 1986-06-20 回転速度測定装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4704031A (ja)
EP (1) EP0206223B1 (ja)
JP (1) JPS61296210A (ja)
DE (2) DE3522415A1 (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Also Published As

Publication number Publication date
DE3522415A1 (de) 1987-01-02
JPS61296210A (ja) 1986-12-27
DE3667859D1 (de) 1990-02-01
EP0206223B1 (de) 1989-12-27
US4704031A (en) 1987-11-03
EP0206223A1 (de) 1986-12-30

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