JPH0510768A - 光回転検出装置 - Google Patents
光回転検出装置Info
- Publication number
- JPH0510768A JPH0510768A JP3162662A JP16266291A JPH0510768A JP H0510768 A JPH0510768 A JP H0510768A JP 3162662 A JP3162662 A JP 3162662A JP 16266291 A JP16266291 A JP 16266291A JP H0510768 A JPH0510768 A JP H0510768A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- coupler
- optical fiber
- optical
- optical path
- 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】
【目的】 被検物体の回転状態を光を用いて検出する光
回転検出装置に関し、偏波面保存光ファイバに比べ安価
であるシングルモード光ファイバをセンシングループに
使用した光ファイバジャイロにおいて、偏光状態の変動
による回転出力の零点ドリフトを低減することを目的と
する。 【構成】 サニャック効果を生じるセンシングループ部
に偏光解消手段を挿入する。また、前記偏光解消手段
を、光ファイバコイルと位相変調器との間および前記セ
ンシングループを右回りに回る光と左回りに回る光が二
分岐されるカプラと前記位相変調器との間に挿入するか
または、それらのいずれか一方に挿入することにより、
安定した変調度が得られ、より零点ドリフトが低減され
る。
回転検出装置に関し、偏波面保存光ファイバに比べ安価
であるシングルモード光ファイバをセンシングループに
使用した光ファイバジャイロにおいて、偏光状態の変動
による回転出力の零点ドリフトを低減することを目的と
する。 【構成】 サニャック効果を生じるセンシングループ部
に偏光解消手段を挿入する。また、前記偏光解消手段
を、光ファイバコイルと位相変調器との間および前記セ
ンシングループを右回りに回る光と左回りに回る光が二
分岐されるカプラと前記位相変調器との間に挿入するか
または、それらのいずれか一方に挿入することにより、
安定した変調度が得られ、より零点ドリフトが低減され
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、移動体等に使用される
光回転検出装置に関するものである。
光回転検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】角速度センサとして使用されるジャイロ
からは、角速度だけでなく、それを積分することによ
り、方位のデータも得ることができる。そのようなジャ
イロの内で、光ファイバジャイロは可動部が全くなく且
つ小型化が可能であり、更に最小検出可能角速度(感
度)、ドリフト、可測範囲(ダイナミックレンジ)、ス
ケールファクタの安定性において、従来のジャイロに比
較して優れているために、近年注目され、開発されてい
る。
からは、角速度だけでなく、それを積分することによ
り、方位のデータも得ることができる。そのようなジャ
イロの内で、光ファイバジャイロは可動部が全くなく且
つ小型化が可能であり、更に最小検出可能角速度(感
度)、ドリフト、可測範囲(ダイナミックレンジ)、ス
ケールファクタの安定性において、従来のジャイロに比
較して優れているために、近年注目され、開発されてい
る。
【0003】次に、位相変調方式光ファイバジャイロを
例にとり、図4を用いて、その原理を説明する。
例にとり、図4を用いて、その原理を説明する。
【0004】半導体レーザのような発光素子である光源
1からの光は、光路101、カプラ2、光路102を経
て、偏光子4に入力され、偏光子4を通過した光は、光
路104を介してカプラ5に入力され、そこで光路10
5と光路107にそれぞれ均等に分けられる。光路10
5に入力された光は、光ファイバコイル6、光路10
6、位相変調器7、光路107を、この順に通過してカ
プラ5に入力される。前記カプラ5において二分岐さ
れ、光路107に入力された光は、上述の光波と全く逆
方向に進行する。つまり、位相変調器7、光路106を
この順に通過した光は光ファイバコイル6を左回りに伝
搬後、光路105を通過し、カプラ5に入力される。つ
まり、カプラ5で、互いに逆方向に二分岐された光波
は、光ファイバコイル6を伝搬後、再度カプラ5で結合
される。結合された光は光路104を通過後、偏光子
4、光路21、カプラ2を逆方向に伝搬して、光路10
3により、フォトダイオード3に入力され電気信号に変
換される。
1からの光は、光路101、カプラ2、光路102を経
て、偏光子4に入力され、偏光子4を通過した光は、光
路104を介してカプラ5に入力され、そこで光路10
5と光路107にそれぞれ均等に分けられる。光路10
5に入力された光は、光ファイバコイル6、光路10
6、位相変調器7、光路107を、この順に通過してカ
プラ5に入力される。前記カプラ5において二分岐さ
れ、光路107に入力された光は、上述の光波と全く逆
方向に進行する。つまり、位相変調器7、光路106を
この順に通過した光は光ファイバコイル6を左回りに伝
搬後、光路105を通過し、カプラ5に入力される。つ
まり、カプラ5で、互いに逆方向に二分岐された光波
は、光ファイバコイル6を伝搬後、再度カプラ5で結合
される。結合された光は光路104を通過後、偏光子
4、光路21、カプラ2を逆方向に伝搬して、光路10
3により、フォトダイオード3に入力され電気信号に変
換される。
【0005】前記光ファイバコイルは、光ファイバジャ
イロの回転角速度に対応したサニャック位相差を得るも
のであり、コイルに偏波面保存光ファイバを巻き付けて
形成する。前記位相変調器は、予め設定された光学的位
相を付加することによって、光ファイバコイルの内で発
生するサニャック位相差の検出感度を高めるものであ
り、例えば圧電振動子等に偏波面保存光ファイバを巻き
付けて形成する。位相変調器によるこの位相の付加は、
圧電振動子の伸縮により圧電振動子に巻き付けられた光
ファイバに応力を印加し、実効屈折率、伝搬定数等を変
化させることにより行う。
イロの回転角速度に対応したサニャック位相差を得るも
のであり、コイルに偏波面保存光ファイバを巻き付けて
形成する。前記位相変調器は、予め設定された光学的位
相を付加することによって、光ファイバコイルの内で発
生するサニャック位相差の検出感度を高めるものであ
り、例えば圧電振動子等に偏波面保存光ファイバを巻き
付けて形成する。位相変調器によるこの位相の付加は、
圧電振動子の伸縮により圧電振動子に巻き付けられた光
ファイバに応力を印加し、実効屈折率、伝搬定数等を変
化させることにより行う。
【0006】光が光ファイバコイルを伝搬するとき、光
ファイバコイルが回転を受けていると、いわゆるサニャ
ック効果により、右回り光と左回り光とに位相差ができ
る。この位相差の検出は、右回り光と左回り光との干渉
光の信号成分を検出することによって行なう。
ファイバコイルが回転を受けていると、いわゆるサニャ
ック効果により、右回り光と左回り光とに位相差ができ
る。この位相差の検出は、右回り光と左回り光との干渉
光の信号成分を検出することによって行なう。
【0007】上記構成のジャイロにおいて、全ての光路
は偏波面保存ファイバで構成されている。光路として考
えられる光ファイバには、他にシングルモード光ファイ
バがあり、これは偏波面保存光ファイバに比べ安価であ
る。しかし、シングルモード光ファイバは、偏波面の保
持に問題があり、温度変化等の外乱により回転出力に大
きな零点ドリフト(静止状態での回転出力変動)が生じ
るため、従来、光ファイバジャイロの光路には偏波面保
存光ファイバが使用されている。
は偏波面保存ファイバで構成されている。光路として考
えられる光ファイバには、他にシングルモード光ファイ
バがあり、これは偏波面保存光ファイバに比べ安価であ
る。しかし、シングルモード光ファイバは、偏波面の保
持に問題があり、温度変化等の外乱により回転出力に大
きな零点ドリフト(静止状態での回転出力変動)が生じ
るため、従来、光ファイバジャイロの光路には偏波面保
存光ファイバが使用されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】光ファイバジャイロの
回転出力は、センシングループ部を右回りに回る光と左
回りに回る光との干渉光強度から得られるものであり、
この干渉光強度は、左右両回り光の偏光状態が同時にま
たは独立して変動することによって変化する。したがっ
て、光ファイバジャイロにおいて零点ドリフトを低減す
るには、左右両回り光の偏光状態を保持する必要があ
る。
回転出力は、センシングループ部を右回りに回る光と左
回りに回る光との干渉光強度から得られるものであり、
この干渉光強度は、左右両回り光の偏光状態が同時にま
たは独立して変動することによって変化する。したがっ
て、光ファイバジャイロにおいて零点ドリフトを低減す
るには、左右両回り光の偏光状態を保持する必要があ
る。
【0009】上記構成の光ファイバジャイロにおいて、
左右両回り光の偏光状態は、光路を偏波面保存光ファイ
バで構成することにより保持されている。しかし、偏波
面保存ファイバはシングルモード光ファイバに比べ高価
であるため、サニャック位相差を得るために非常に長い
光路を必要とする光ファイバの光路にこれを使用するこ
とは、光ファイバジャイロのコストを非常に高くする。
光ファイバのコストを下げるには、光路をシングルモー
ドファイバで構成したジャイロにおいて、零点ドリフト
を軽減する手法を開発する必要がある。
左右両回り光の偏光状態は、光路を偏波面保存光ファイ
バで構成することにより保持されている。しかし、偏波
面保存ファイバはシングルモード光ファイバに比べ高価
であるため、サニャック位相差を得るために非常に長い
光路を必要とする光ファイバの光路にこれを使用するこ
とは、光ファイバジャイロのコストを非常に高くする。
光ファイバのコストを下げるには、光路をシングルモー
ドファイバで構成したジャイロにおいて、零点ドリフト
を軽減する手法を開発する必要がある。
【0010】本発明は、光路としてシングルモード光フ
ァイバを使用した光ファイバジャイロの零点ドリフトを
低減することで、コストが安くしかも精度の高い光ファ
イバジャイロの構成を提案することを目的とする。
ァイバを使用した光ファイバジャイロの零点ドリフトを
低減することで、コストが安くしかも精度の高い光ファ
イバジャイロの構成を提案することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、光源と、前記光源から出力される光を二
分岐する第1のカプラと、前記第1のカプラにより分岐
された光の一方が入力される偏光子と、前記偏光子から
出力される光を二分岐する第2のカプラと、前記第2の
カプラに結合され位相変調器と光ファイバを巻回してな
る光ファイバコイルとを少なくとも有しサニャック効果
を生じるセンシングループ部と、前記センシングループ
部を経て前記偏光子を通過し前記第1のカプラで二分岐
された光の一方を受光する受光手段とを有し、前記第2
のカプラと前記位相変調器との間および前記位相変調器
と光ファイバコイルとの間に偏光解消手段を有するかま
たは前記第2のカプラと前記位相変調器との間に偏光解
消手段を有する。
に、本発明は、光源と、前記光源から出力される光を二
分岐する第1のカプラと、前記第1のカプラにより分岐
された光の一方が入力される偏光子と、前記偏光子から
出力される光を二分岐する第2のカプラと、前記第2の
カプラに結合され位相変調器と光ファイバを巻回してな
る光ファイバコイルとを少なくとも有しサニャック効果
を生じるセンシングループ部と、前記センシングループ
部を経て前記偏光子を通過し前記第1のカプラで二分岐
された光の一方を受光する受光手段とを有し、前記第2
のカプラと前記位相変調器との間および前記位相変調器
と光ファイバコイルとの間に偏光解消手段を有するかま
たは前記第2のカプラと前記位相変調器との間に偏光解
消手段を有する。
【0012】
【作用】本発明は請求項1の構成により、センシングル
ープ部に偏光解消手段を挿入しセンシングループ部を通
過する光を無偏光化することによって、偏光状態の変動
による回転出力の零点ドリフトを低減する。また、請求
項3または請求項4の構成により、センシングループ部
を左回りに回る光と右回りに回る光が、位相変調器に入
力される前において無偏光化され、これにより偏光状態
の変動に起因する変調度の変動が除去され、光ファイバ
ジャイロの回転出力の零点ドリフトが、より低減され
る。
ープ部に偏光解消手段を挿入しセンシングループ部を通
過する光を無偏光化することによって、偏光状態の変動
による回転出力の零点ドリフトを低減する。また、請求
項3または請求項4の構成により、センシングループ部
を左回りに回る光と右回りに回る光が、位相変調器に入
力される前において無偏光化され、これにより偏光状態
の変動に起因する変調度の変動が除去され、光ファイバ
ジャイロの回転出力の零点ドリフトが、より低減され
る。
【0013】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例の詳細を
説明する。 (実施例1)図1は本発明の実施例1における光回転検
出装置の構成を表わす模式図を示す。
説明する。 (実施例1)図1は本発明の実施例1における光回転検
出装置の構成を表わす模式図を示す。
【0014】図1において、1はスーパールミネッセン
トダイオードからなる光源であり、2は光源1からの光
を二分岐するカプラであり、4は光の偏光方向を規定す
るための偏光子(例えば積層型偏光子)で、5は偏光子
4により偏光された光を二分岐するためのカプラであ
る。上記カプラ2、5としては、安価で信頼性が高いシ
ングルモード光ファイバを用いたファイバ型カプラを用
いた。
トダイオードからなる光源であり、2は光源1からの光
を二分岐するカプラであり、4は光の偏光方向を規定す
るための偏光子(例えば積層型偏光子)で、5は偏光子
4により偏光された光を二分岐するためのカプラであ
る。上記カプラ2、5としては、安価で信頼性が高いシ
ングルモード光ファイバを用いたファイバ型カプラを用
いた。
【0015】6は、ボビンにシングルモード光ファイバ
を巻回して構成した光ファイバコイルであり、サニャッ
ク効果による位相差を得るためのものである。7は例え
ば圧電振動子にシングルモード光ファイバを巻回して形
成した位相変調器で、通過する光に所定量の位相差を与
えるものである。
を巻回して構成した光ファイバコイルであり、サニャッ
ク効果による位相差を得るためのものである。7は例え
ば圧電振動子にシングルモード光ファイバを巻回して形
成した位相変調器で、通過する光に所定量の位相差を与
えるものである。
【0016】8及び9は、偏光解消手段であり、伝搬光
を強制的に無偏光化して、偏光状態の変動による不要干
渉雑音成分を取り除くことを目的として挿入されてい
る。この偏光解消手段としては、8、9いずれも、偏波
面保存光ファイバの主軸角を約45度傾斜させ融着させ
たLYOT(リョー)型のファイバタイプのデポラライ
ザを用いた。この偏光解消手段としては、光学的異方性
を持つ結晶板などを、主軸が約45度ずれるように組み
合わせたものでもかまわない。3は伝搬された光を電気
信号に変換するフォトダイオードである。
を強制的に無偏光化して、偏光状態の変動による不要干
渉雑音成分を取り除くことを目的として挿入されてい
る。この偏光解消手段としては、8、9いずれも、偏波
面保存光ファイバの主軸角を約45度傾斜させ融着させ
たLYOT(リョー)型のファイバタイプのデポラライ
ザを用いた。この偏光解消手段としては、光学的異方性
を持つ結晶板などを、主軸が約45度ずれるように組み
合わせたものでもかまわない。3は伝搬された光を電気
信号に変換するフォトダイオードである。
【0017】また本実施例において、101乃至109
は光路であり、光路101、102、103、104、
105、106、107、108、109、光ファイバ
コイル部分の光路、および、位相変調器部分の光路は、
全てシングルモード光ファイバで構成されているが、こ
れらのうちいくつかを偏波面保存光ファイバにかえても
かまわない。
は光路であり、光路101、102、103、104、
105、106、107、108、109、光ファイバ
コイル部分の光路、および、位相変調器部分の光路は、
全てシングルモード光ファイバで構成されているが、こ
れらのうちいくつかを偏波面保存光ファイバにかえても
かまわない。
【0018】次に図1に基づき、本光回転検出装置の動
作を詳細に説明する。
作を詳細に説明する。
【0019】光源1より出力された光出力は、光路10
1を通り、カプラ2に入力される。カプラ2により、二
分岐された光は、光路102を介し偏光状態を1方向の
みに規定する偏光子4、光路104を通過後、カプラ5
に入力される。カプラ5に入力された光は、光路10
5、109にそれぞれ均等に2分岐される。光路105
への入力光は、光ファイバコイル6を右回りに進行後、
光路106を通り、偏光解消手段8により無偏光化さ
れ、光路108を介し、光ファイバコイルの内で発生す
るサニャック位相の検出感度を高めるために予め設定さ
れた光学的位相を付加する位相変調器7を経て、光路1
07を通過後、偏光解消手段9に入力され、ここで再び
無偏光化され、光路109を介し、カプラ5に逆方向で
入力される。ここで、位相変調器7は光ファイバコイル
の内で発生するサニャック位相の検出感度を高めるため
に、予め設定された光学的位相を付加する役割を担うも
のである。 また、前記カプラ5において二分岐され、
光路109に入力された光は、上述の光波と全く逆方向
に進行する。つまり、光路109、偏光解消手段9、光
路107、位相変調器7、光路108、偏光解消手段
8、光路106をこの順序に通過した光は光ファイバコ
イル6内を左回りに伝搬後、光路105を通過し、カプ
ラ5に入力される。つまり、カプラ5で、互いに逆方向
に二分岐された光波は、光ファイバコイル6を伝搬後、
再度カプラ5で結合される。結合された光は光路104
を通過後、偏光子4、光路102、カプラ2を逆方向に
伝搬して、光路103により、フォトダイオード3に入
力され電気信号に変換される。
1を通り、カプラ2に入力される。カプラ2により、二
分岐された光は、光路102を介し偏光状態を1方向の
みに規定する偏光子4、光路104を通過後、カプラ5
に入力される。カプラ5に入力された光は、光路10
5、109にそれぞれ均等に2分岐される。光路105
への入力光は、光ファイバコイル6を右回りに進行後、
光路106を通り、偏光解消手段8により無偏光化さ
れ、光路108を介し、光ファイバコイルの内で発生す
るサニャック位相の検出感度を高めるために予め設定さ
れた光学的位相を付加する位相変調器7を経て、光路1
07を通過後、偏光解消手段9に入力され、ここで再び
無偏光化され、光路109を介し、カプラ5に逆方向で
入力される。ここで、位相変調器7は光ファイバコイル
の内で発生するサニャック位相の検出感度を高めるため
に、予め設定された光学的位相を付加する役割を担うも
のである。 また、前記カプラ5において二分岐され、
光路109に入力された光は、上述の光波と全く逆方向
に進行する。つまり、光路109、偏光解消手段9、光
路107、位相変調器7、光路108、偏光解消手段
8、光路106をこの順序に通過した光は光ファイバコ
イル6内を左回りに伝搬後、光路105を通過し、カプ
ラ5に入力される。つまり、カプラ5で、互いに逆方向
に二分岐された光波は、光ファイバコイル6を伝搬後、
再度カプラ5で結合される。結合された光は光路104
を通過後、偏光子4、光路102、カプラ2を逆方向に
伝搬して、光路103により、フォトダイオード3に入
力され電気信号に変換される。
【0020】上記の光ファイバジャイロの光路はシング
ルモードファイバ構成されているが、このシングルモー
ド光ファイバは、外的要因すなわち環境温度や応力印加
等によりそこを通過する光の偏光状態が比較的変動し易
い。光ファイバジャイロにおいて、回転出力として観測
されるのは、左右両回り光の干渉強度であるから、左右
両回り光の偏光状態が時間的に変動しているとき、回転
出力には誤差が生じる。
ルモードファイバ構成されているが、このシングルモー
ド光ファイバは、外的要因すなわち環境温度や応力印加
等によりそこを通過する光の偏光状態が比較的変動し易
い。光ファイバジャイロにおいて、回転出力として観測
されるのは、左右両回り光の干渉強度であるから、左右
両回り光の偏光状態が時間的に変動しているとき、回転
出力には誤差が生じる。
【0021】本実施例では、回転出力の誤差を低減する
ため、偏光解消手段をセンシングループ内に挿入し、セ
ンシングループを伝搬する光を無偏光化している。これ
により、無偏光化された左右両回り光の個々の偏光成分
の偏光状態が変化しても、全体としての偏光状態変動は
きわめて小さくなる。そのため、干渉光出力の信号の変
動がほとんどなくなり、光ファイバジャイロの回転出力
の零点ドリフトが低減される。
ため、偏光解消手段をセンシングループ内に挿入し、セ
ンシングループを伝搬する光を無偏光化している。これ
により、無偏光化された左右両回り光の個々の偏光成分
の偏光状態が変化しても、全体としての偏光状態変動は
きわめて小さくなる。そのため、干渉光出力の信号の変
動がほとんどなくなり、光ファイバジャイロの回転出力
の零点ドリフトが低減される。
【0022】位相変調器による光の変調度は、入力され
る光の偏光方向によってわずかであるが異なる。偏光解
消手段を挿入しない場合、位相変調器に入力される光
は、偏光状態の変動により、一定の偏光状態で入力され
ないため、左右両回り光間で偏光状態が異なる。位相変
調器に入力される左右両回り光の偏光状態が時間的に一
定せず、左右両回り光の間に偏光状態の差があると、左
右両回り光において同一であり、かつ、時間的に安定し
た変調度が得られない。これが零点ドリフトの原因の一
つになる。このような、偏光状態の変動に起因する変調
度の変動を除去するためには、左右両回り光を、位相変
調器に入力される直前で偏光解消手段を用いて無偏光化
すればよい。そのような効果のある偏光解消手段の最適
な挿入位置は、位相変調器7の両端、すなわち、光路1
09へ入射した光についてはカプラ5と位相変調器7と
の間、および光路105へ入射した光については光ファ
イバコイル6と位相変調器7との間の二箇所である。
る光の偏光方向によってわずかであるが異なる。偏光解
消手段を挿入しない場合、位相変調器に入力される光
は、偏光状態の変動により、一定の偏光状態で入力され
ないため、左右両回り光間で偏光状態が異なる。位相変
調器に入力される左右両回り光の偏光状態が時間的に一
定せず、左右両回り光の間に偏光状態の差があると、左
右両回り光において同一であり、かつ、時間的に安定し
た変調度が得られない。これが零点ドリフトの原因の一
つになる。このような、偏光状態の変動に起因する変調
度の変動を除去するためには、左右両回り光を、位相変
調器に入力される直前で偏光解消手段を用いて無偏光化
すればよい。そのような効果のある偏光解消手段の最適
な挿入位置は、位相変調器7の両端、すなわち、光路1
09へ入射した光についてはカプラ5と位相変調器7と
の間、および光路105へ入射した光については光ファ
イバコイル6と位相変調器7との間の二箇所である。
【0023】このように、本実施例の構成のように偏光
解消手段を挿入することにより、左右両回り光を偏光状
態が変動しにくい光に変換できるばかりでなく、位相変
調器で発生する変調度の変動の影響を受けにくくなる。
解消手段を挿入することにより、左右両回り光を偏光状
態が変動しにくい光に変換できるばかりでなく、位相変
調器で発生する変調度の変動の影響を受けにくくなる。
【0024】本実施例では、上記の理由により、偏光解
消手段を、2つ挿入し、一方をカプラ5と位相変調器の
間に、もう一方を光ファイバコイル6と位相変調器の間
に挿入している。これにより、偏光状態の変動に起因す
る変調度の変動が除去され、光ファイバジャイロの回転
出力の零点ドリフトがより低減される。
消手段を、2つ挿入し、一方をカプラ5と位相変調器の
間に、もう一方を光ファイバコイル6と位相変調器の間
に挿入している。これにより、偏光状態の変動に起因す
る変調度の変動が除去され、光ファイバジャイロの回転
出力の零点ドリフトがより低減される。
【0025】上記の構成における、静止状態での回転出
力変動、すなわち零点ドリフトは、0.08(度/秒)
以内となった。従来例の構成における零点ドリフトは
2.25(度/秒)以内であり、実施例1における零点
ドリフトは、従来例における零点ドリフトと比較すると
きわめて小さくなっている。 (実施例2)図2は本発明の実施例2における光回転検
出装置の全体模式図を示す。
力変動、すなわち零点ドリフトは、0.08(度/秒)
以内となった。従来例の構成における零点ドリフトは
2.25(度/秒)以内であり、実施例1における零点
ドリフトは、従来例における零点ドリフトと比較すると
きわめて小さくなっている。 (実施例2)図2は本発明の実施例2における光回転検
出装置の全体模式図を示す。
【0026】実施例1において説明した構成、動作と重
複する部分もあるが詳細に説明する。
複する部分もあるが詳細に説明する。
【0027】図2において、1はスーパールミネッセン
トダイオードからなる光源であり、2は光源1からの光
を二分岐するカプラであり、4は光の偏光方向を規定す
るための偏光子(例えば積層型偏光子)で、5は偏光子
4により偏光された光を二分岐するためのカプラであ
る。上記カプラ2、5としては、安価で信頼性が高いシ
ングルモード光ファイバを用いたファイバ型カプラを用
いた。
トダイオードからなる光源であり、2は光源1からの光
を二分岐するカプラであり、4は光の偏光方向を規定す
るための偏光子(例えば積層型偏光子)で、5は偏光子
4により偏光された光を二分岐するためのカプラであ
る。上記カプラ2、5としては、安価で信頼性が高いシ
ングルモード光ファイバを用いたファイバ型カプラを用
いた。
【0028】6は、コイルにシングルモード光ファイバ
を巻回して構成した光ファイバコイルであり、サニャッ
ク効果により位相差を設けるためのものである。7は例
えば圧電振動子にシングルモード光ファイバを巻回して
形成した位相変調器で、通過する光に所定量の位相差を
与えるものである。
を巻回して構成した光ファイバコイルであり、サニャッ
ク効果により位相差を設けるためのものである。7は例
えば圧電振動子にシングルモード光ファイバを巻回して
形成した位相変調器で、通過する光に所定量の位相差を
与えるものである。
【0029】10は偏光解消手段であり、伝搬光を強制
的に無偏光化して、偏光状態の変動による不要干渉雑音
成分を取り除くことを目的として挿入されている。この
偏光解消手段としては、偏波面保存光ファイバの主軸角
を約45度傾斜させ融着させたLYOT(リョー)型の
ファイバタイプのデポラライザを用いた。この偏光解消
手段としては、光学的異方性を持つ結晶板などを、主軸
が約45度ずれるように組み合わせたものでもかまわな
い。3は伝搬された光を電気信号に変換するフォトダイ
オードである。
的に無偏光化して、偏光状態の変動による不要干渉雑音
成分を取り除くことを目的として挿入されている。この
偏光解消手段としては、偏波面保存光ファイバの主軸角
を約45度傾斜させ融着させたLYOT(リョー)型の
ファイバタイプのデポラライザを用いた。この偏光解消
手段としては、光学的異方性を持つ結晶板などを、主軸
が約45度ずれるように組み合わせたものでもかまわな
い。3は伝搬された光を電気信号に変換するフォトダイ
オードである。
【0030】本実施例において、101乃至107、1
10は光路であり、光路101、102、103、10
4、105、106、107、110および、光ファイ
バコイル部分の光路、および、位相変調器部分の光路
は、全てシングルモード光ファイバで構成されている
が、これらのうちいくつかを偏波面保存光ファイバにか
えてもかまわない。
10は光路であり、光路101、102、103、10
4、105、106、107、110および、光ファイ
バコイル部分の光路、および、位相変調器部分の光路
は、全てシングルモード光ファイバで構成されている
が、これらのうちいくつかを偏波面保存光ファイバにか
えてもかまわない。
【0031】次に図2に基づき、本光回転検出装置の動
作を、簡単に説明する。光源1より出力された光出力
は、光路101を通り、カプラ2に入力される。カプラ
2により、二分岐された光は、光路102を介し、偏光
状態を1方向のみに規定する偏光子4、光路104を通
過後、カプラ5に入力される。カプラ5に入力された光
は、光路105、110にそれぞれ均等に2分岐され
る。光路105への入力光は、光ファイバコイル6を右
回りに進行後、光路106、位相変調器7、光路107
をこの順に通過した後、偏光解消手段10に入力されて
無偏光化され、光路110を介し、カプラ5に逆方向で
入力される。また実施例1と同様に、位相変調器7は光
ファイバコイルの内で発生するサニャック位相の検出感
度を高めるために、予め設定された光学的位相を付加す
る役割を担うものである。
作を、簡単に説明する。光源1より出力された光出力
は、光路101を通り、カプラ2に入力される。カプラ
2により、二分岐された光は、光路102を介し、偏光
状態を1方向のみに規定する偏光子4、光路104を通
過後、カプラ5に入力される。カプラ5に入力された光
は、光路105、110にそれぞれ均等に2分岐され
る。光路105への入力光は、光ファイバコイル6を右
回りに進行後、光路106、位相変調器7、光路107
をこの順に通過した後、偏光解消手段10に入力されて
無偏光化され、光路110を介し、カプラ5に逆方向で
入力される。また実施例1と同様に、位相変調器7は光
ファイバコイルの内で発生するサニャック位相の検出感
度を高めるために、予め設定された光学的位相を付加す
る役割を担うものである。
【0032】また、前記カプラ5において二分岐され、
光路110に入力された光は、上述の光波と全く逆方向
に進行する。つまり、光路110、偏光解消手段10、
光路107、位相変調器7、光路106をこの順序に通
過した光は光ファイバコイル6内を左回りに伝搬後、光
路105を通過し、カプラ5に入力される。つまり、カ
プラ5で、互いに逆方向に二分岐された光波は、光ファ
イバコイル6を伝搬後、再度カプラ5で結合される。結
合された光は光路104を通過後、偏光子4、光路2
1、カプラ2を逆方向に伝搬して、光路103により、
フォトダイオード3に入力され電気信号に変換される。
光路110に入力された光は、上述の光波と全く逆方向
に進行する。つまり、光路110、偏光解消手段10、
光路107、位相変調器7、光路106をこの順序に通
過した光は光ファイバコイル6内を左回りに伝搬後、光
路105を通過し、カプラ5に入力される。つまり、カ
プラ5で、互いに逆方向に二分岐された光波は、光ファ
イバコイル6を伝搬後、再度カプラ5で結合される。結
合された光は光路104を通過後、偏光子4、光路2
1、カプラ2を逆方向に伝搬して、光路103により、
フォトダイオード3に入力され電気信号に変換される。
【0033】本実施例における偏光解消手段の挿入位置
としては、偏光解消手段をカプラ5と位相変調器の間の
みに挿入する構成を採用した。この構成により、光ファ
イバコイルを左回りに回る光は、位相変調器に入力され
る直前で、偏光解消手段により無偏光化されている。右
回りに回る光については、位相変調器に入力される前
に、シングルモード光ファイバによって形成した光ファ
イバコイルを通過しているため、左回り光が位相変調器
に入力されるときの偏光状態に比べ、かなり偏光解消さ
れた状態にある。したがって、回転出力の零点ドリフト
は、位相変調器に入力される前の左右両回り光を偏光解
消手段によって無偏光化している実施例1に比べてやや
大きいが、従来例に比べてきわめて小さい。この構成
は、実施例1における構成に比べ、光の損失が少なく、
工程が簡略化できるという利点を有する。
としては、偏光解消手段をカプラ5と位相変調器の間の
みに挿入する構成を採用した。この構成により、光ファ
イバコイルを左回りに回る光は、位相変調器に入力され
る直前で、偏光解消手段により無偏光化されている。右
回りに回る光については、位相変調器に入力される前
に、シングルモード光ファイバによって形成した光ファ
イバコイルを通過しているため、左回り光が位相変調器
に入力されるときの偏光状態に比べ、かなり偏光解消さ
れた状態にある。したがって、回転出力の零点ドリフト
は、位相変調器に入力される前の左右両回り光を偏光解
消手段によって無偏光化している実施例1に比べてやや
大きいが、従来例に比べてきわめて小さい。この構成
は、実施例1における構成に比べ、光の損失が少なく、
工程が簡略化できるという利点を有する。
【0034】上記の構成における、静止状態での回転出
力、すなわち零点ドリフトは、0.11(度/秒)以内
となり、実施例1における零点ドリフトに比べやや大き
いが、従来例の光ファイバジャイロにおける零点ドリフ
トと比較するときわめて小さくなっており、実用上問題
はない。 (実施例3)図3は本発明の実施例3における光回転検
出装置の全体模式図を示す。
力、すなわち零点ドリフトは、0.11(度/秒)以内
となり、実施例1における零点ドリフトに比べやや大き
いが、従来例の光ファイバジャイロにおける零点ドリフ
トと比較するときわめて小さくなっており、実用上問題
はない。 (実施例3)図3は本発明の実施例3における光回転検
出装置の全体模式図を示す。
【0035】実施例1において説明した構成、動作と重
複する部分もあるが詳細に説明する。
複する部分もあるが詳細に説明する。
【0036】図3において、1はスーパールミネッセン
トダイオードからなる光源であり、2は光源1からの光
を二分岐するカプラであり、4は光の偏光方向を規定す
るための偏光子(例えば積層型偏光子)で、5は偏光子
4により偏光された光を二分岐するためのカプラであ
る。上記カプラ2、5としては、安価で信頼性が高いシ
ングルモード光ファイバを用いたファイバ型カプラを用
いた。
トダイオードからなる光源であり、2は光源1からの光
を二分岐するカプラであり、4は光の偏光方向を規定す
るための偏光子(例えば積層型偏光子)で、5は偏光子
4により偏光された光を二分岐するためのカプラであ
る。上記カプラ2、5としては、安価で信頼性が高いシ
ングルモード光ファイバを用いたファイバ型カプラを用
いた。
【0037】6は、コイルにシングルモード光ファイバ
を巻回して構成した光ファイバコイルであり、サニャッ
ク効果により位相差を設けるためのものである。7は例
えば圧電振動子にシングルモード光ファイバを巻回して
形成した位相変調器で、通過する光に所定量の位相差を
与えるものである。
を巻回して構成した光ファイバコイルであり、サニャッ
ク効果により位相差を設けるためのものである。7は例
えば圧電振動子にシングルモード光ファイバを巻回して
形成した位相変調器で、通過する光に所定量の位相差を
与えるものである。
【0038】11は偏光解消手段であり、伝搬光を強制
的に無偏光化して、偏光状態の変動による不要干渉雑音
成分を取り除くことを目的として挿入されている。この
偏光解消手段としては、偏波面保存光ファイバの主軸角
を約45度傾斜させ融着させたLYOT(リョー)型の
ファイバタイプのデポラライザを用いた。この偏光解消
手段としては、光学的異方性を持つ結晶板などを、主軸
が約45度ずれるように組み合わせたものでもかまわな
い。3は伝搬された光を電気信号に変換するフォトダイ
オードである。
的に無偏光化して、偏光状態の変動による不要干渉雑音
成分を取り除くことを目的として挿入されている。この
偏光解消手段としては、偏波面保存光ファイバの主軸角
を約45度傾斜させ融着させたLYOT(リョー)型の
ファイバタイプのデポラライザを用いた。この偏光解消
手段としては、光学的異方性を持つ結晶板などを、主軸
が約45度ずれるように組み合わせたものでもかまわな
い。3は伝搬された光を電気信号に変換するフォトダイ
オードである。
【0039】本実施例において、101乃至107、1
11は光路であり、光路101、102、103、10
4、105、106、107、111および、光ファイ
バコイル部分の光路、および、位相変調器部分の光路
は、全てシングルモード光ファイバで構成されている
が、これらのうちいくつかを偏波面保存光ファイバにか
えてもかまわない。
11は光路であり、光路101、102、103、10
4、105、106、107、111および、光ファイ
バコイル部分の光路、および、位相変調器部分の光路
は、全てシングルモード光ファイバで構成されている
が、これらのうちいくつかを偏波面保存光ファイバにか
えてもかまわない。
【0040】次に図3に基づき、本光回転検出装置の動
作を、簡単に説明する。光源1より出力された光出力
は、光路101を通り、カプラ2に入力される。カプラ
2により、二分岐された光は、光路102を介し、偏光
状態を1方向のみに規定する偏光子4、光路104を通
過後、カプラ5に入力される。カプラ5に入力された光
は、光路105、107にそれぞれ均等に2分岐され
る。光路105への入力光は、光ファイバコイル6を右
回りに進行後、光路111を介して、偏光解消手段10
に入力されて無偏光化され、光路108を介して、位相
変調器7、光路107をこの順に通過し、カプラ5に逆
方向で入力される。また実施例1と同様に、位相変調器
7は光ファイバコイルの内で発生するサニャック位相の
検出感度を高めるために、予め設定された光学的位相を
付加する役割を担うものである。
作を、簡単に説明する。光源1より出力された光出力
は、光路101を通り、カプラ2に入力される。カプラ
2により、二分岐された光は、光路102を介し、偏光
状態を1方向のみに規定する偏光子4、光路104を通
過後、カプラ5に入力される。カプラ5に入力された光
は、光路105、107にそれぞれ均等に2分岐され
る。光路105への入力光は、光ファイバコイル6を右
回りに進行後、光路111を介して、偏光解消手段10
に入力されて無偏光化され、光路108を介して、位相
変調器7、光路107をこの順に通過し、カプラ5に逆
方向で入力される。また実施例1と同様に、位相変調器
7は光ファイバコイルの内で発生するサニャック位相の
検出感度を高めるために、予め設定された光学的位相を
付加する役割を担うものである。
【0041】また、前記カプラ5において二分岐され、
光路107に入力された光は、上述の光波と全く逆方向
に進行する。つまり、光路107、位相変調器7、光路
108をこの順序に通過した光は光ファイバコイル6内
を左回りに伝搬後、光路105を通過し、カプラ5に入
力される。つまり、カプラ5で、互いに逆方向に二分岐
された光波は、光ファイバコイル6を伝搬後、再度カプ
ラ5で結合される。結合された光は光路104を通過
後、偏光子4、光路21、カプラ2を逆方向に伝搬し
て、光路103により、フォトダイオード3に入力され
電気信号に変換される。
光路107に入力された光は、上述の光波と全く逆方向
に進行する。つまり、光路107、位相変調器7、光路
108をこの順序に通過した光は光ファイバコイル6内
を左回りに伝搬後、光路105を通過し、カプラ5に入
力される。つまり、カプラ5で、互いに逆方向に二分岐
された光波は、光ファイバコイル6を伝搬後、再度カプ
ラ5で結合される。結合された光は光路104を通過
後、偏光子4、光路21、カプラ2を逆方向に伝搬し
て、光路103により、フォトダイオード3に入力され
電気信号に変換される。
【0042】本実施例における偏光解消手段の挿入位置
としては、偏光解消手段を光ファイバコイル6と位相変
調器7との間のみに挿入する構成を採用した。この構成
により、回転出力の零点ドリフトは、位相変調器に入力
される前の左右両回り光を偏光解消手段によって無偏光
化している実施例1に比べてやや大きいが、従来例に比
べてきわめて小さくなる。この構成は、実施例1におけ
る構成に比べ、光の損失が少なく、工程が簡略化できる
という利点を有する。
としては、偏光解消手段を光ファイバコイル6と位相変
調器7との間のみに挿入する構成を採用した。この構成
により、回転出力の零点ドリフトは、位相変調器に入力
される前の左右両回り光を偏光解消手段によって無偏光
化している実施例1に比べてやや大きいが、従来例に比
べてきわめて小さくなる。この構成は、実施例1におけ
る構成に比べ、光の損失が少なく、工程が簡略化できる
という利点を有する。
【0043】上記の構成における、静止状態での回転出
力、すなわち零点ドリフトは、0.28(度/秒)以内
となり、実施例1における零点ドリフトに比べやや大き
いが、従来例の光ファイバジャイロにおける零点ドリフ
トと比較するときわめて小さくなっており、実用上問題
はない。
力、すなわち零点ドリフトは、0.28(度/秒)以内
となり、実施例1における零点ドリフトに比べやや大き
いが、従来例の光ファイバジャイロにおける零点ドリフ
トと比較するときわめて小さくなっており、実用上問題
はない。
【0044】
【発明の効果】以上要するに、シングルモードファイバ
を光路に使用した光ファイバジャイロにおいて、偏光解
消手段をセンシングループ内に挿入し、センシングルー
プを伝搬する光を無偏光化することにより、偏光状態の
変動による干渉出力の変動が抑制され、光ファイバジャ
イロの回転出力の零点ドリフトが低減される。
を光路に使用した光ファイバジャイロにおいて、偏光解
消手段をセンシングループ内に挿入し、センシングルー
プを伝搬する光を無偏光化することにより、偏光状態の
変動による干渉出力の変動が抑制され、光ファイバジャ
イロの回転出力の零点ドリフトが低減される。
【0045】また、前記偏光解消手段の挿入位置を光フ
ァイバコイル6と位相変調器7との間および位相変調器
7とカプラ5との間の2箇所とするか、または、それら
のいずれか一方とすることにより、偏光状態の変動に起
因する変調度の変動が除去され、零点ドリフトはより低
減される。
ァイバコイル6と位相変調器7との間および位相変調器
7とカプラ5との間の2箇所とするか、または、それら
のいずれか一方とすることにより、偏光状態の変動に起
因する変調度の変動が除去され、零点ドリフトはより低
減される。
【0046】このように、偏波面保存光ファイバに比べ
安価であるシングルモード光ファイバをセンシングルー
プに使用した光ファイバジャイロの零点ドリフトを低減
し、光ファイバジャイロのコストダウンを実現する。
安価であるシングルモード光ファイバをセンシングルー
プに使用した光ファイバジャイロの零点ドリフトを低減
し、光ファイバジャイロのコストダウンを実現する。
【図1】本発明の実施例1における光回転検出装置の模
式図
式図
【図2】本発明の実施例2における光回転検出装置の模
式図
式図
【図3】本発明の実施例3における光回転検出装置の模
式図
式図
【図4】従来例における光回転検出装置の模式図
1 光源
2 カプラ
3 フォトダイオード
4 偏光子
5 カプラ
6 光ファイバコイル
7 位相変調器
8 偏光解消手段
9 偏光解消手段
10 偏光解消手段
フロントページの続き
(72)発明者 本庄谷 義彦
神奈川県横浜市港北区綱島東4丁目3番1
号 松下通信工業株式会社内
Claims (6)
- 【請求項1】 光源と、前記光源から射出した光が所定
の光路を経て入射し、偏光解消手段と位相変調手段とサ
ニャック効果を生じる光路部とを有するセンシングルー
プ部と、前記センシングループ部から射出した光を所定
の光路を経て受光する受光手段から成り、前記偏光解消
手段が前記位相変調手段に結合される光路中に隣接して
設置される光回転検出装置。 - 【請求項2】 光源から射出した光を二分岐する第1の
カプラと、前記第1のカプラにより分岐された光の一方
が入射する偏光子と、前記偏光子から射出した光を二分
岐する第2のカプラとから成り、センシンングループ部
は前記第2のカプラに結合されシングルモード光ファイ
バを巻回してなる光ファイバコイルから成り、サニャッ
ク効果を生じ、受光手段は前記センシングループ部を経
て前記第2のカプラ、前記偏光子を経て前記第1のカプ
ラで二分岐された光の一方を受光し、前記偏光解消手段
が前記位相変調手段と前記光ファイバコイルとの間、お
よび前記位相変調手段と前記第2のカプラとの間の少な
くとも一方に配置される請求項1記載の光回転検出装
置。 - 【請求項3】 偏光解消手段の挿入位置が、第2のカプ
ラと位相変調手段との間および前記位相変調手段と光フ
ァイバコイルとの間である請求項2記載の光回転検出装
置。 - 【請求項4】 偏光解消手段の挿入位置が、第2のカプ
ラと位相変調手段との間である請求項2記載の光回転検
出装置。 - 【請求項5】 偏光解消手段の挿入位置が、位相変調手
段と光ファイバコイルとの間である請求項2記載の光回
転検出装置。 - 【請求項6】 偏光解消手段が2本の偏波面保存光ファ
イバを融着してなるファイバ型デポラライザである請求
項3乃至5記載の光回転検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3162662A JPH0510768A (ja) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | 光回転検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3162662A JPH0510768A (ja) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | 光回転検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510768A true JPH0510768A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=15758897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3162662A Pending JPH0510768A (ja) | 1991-07-03 | 1991-07-03 | 光回転検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0510768A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012048448A1 (zh) * | 2010-10-15 | 2012-04-19 | 北京大学 | 干涉型全光纤陀螺仪的零点漂移抑制方法以及相应的干涉型全光纤陀螺仪 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62223614A (ja) * | 1986-03-26 | 1987-10-01 | Toshiba Corp | 光フアイバジヤイロ |
-
1991
- 1991-07-03 JP JP3162662A patent/JPH0510768A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62223614A (ja) * | 1986-03-26 | 1987-10-01 | Toshiba Corp | 光フアイバジヤイロ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012048448A1 (zh) * | 2010-10-15 | 2012-04-19 | 北京大学 | 干涉型全光纤陀螺仪的零点漂移抑制方法以及相应的干涉型全光纤陀螺仪 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4495411A (en) | Fiber optic sensors operating at DC | |
| AU2002364176A1 (en) | Symmetrical depolarized fiber optic gyroscope | |
| JPH0814492B2 (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| EP0078931B1 (en) | Angular rate sensor | |
| CN114674302B (zh) | 死端光功率回收再利用的双偏振光纤陀螺 | |
| US20100238451A1 (en) | Depolarizer for a fiber optic gyroscope (fog) using high birefringence photonic crystal fiber | |
| US20230050230A1 (en) | Interferometric fiber-optic gyroscope with reduced common mode phase noises and polarization crosstalk for enhanced measurement sensitivity and accuracy | |
| US5606415A (en) | Fiber optic gyro with reduced readout reflection coupling characteristics | |
| JPH07151555A (ja) | 光源から信号を取り出す光ファイバジャイロ | |
| JPH07198398A (ja) | 光ファイバジャイロ、位相変調器及びその製造方法 | |
| JPS6221016A (ja) | 光フアイバジヤイロ装置 | |
| JPH04364420A (ja) | 光位相変調器及びそれを用いた干渉センサ | |
| JPS60140116A (ja) | 光フアイバレ−トセンサ | |
| JP2002502021A (ja) | 光ファイバ・サニャック干渉計 | |
| JP2514530B2 (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| JPH06265361A (ja) | 位相変調器およびそれを用いた光回転検出装置 | |
| JP2514491B2 (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| JP2627134B2 (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| JPH04364419A (ja) | 光回転検出装置 | |
| JPH06265362A (ja) | 光回転検出装置 | |
| JPH04344417A (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| JPH02266216A (ja) | 光ファイバジャイロ | |
| JP2005172651A (ja) | 光ジャイロ | |
| JPH08145696A (ja) | 光ファイバジャイロスコープ | |
| JPS61202116A (ja) | 光フアイバジヤイロ |