JPH07128076A - 光ファイバジャイロ - Google Patents
光ファイバジャイロInfo
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- JPH07128076A JPH07128076A JP5279233A JP27923393A JPH07128076A JP H07128076 A JPH07128076 A JP H07128076A JP 5279233 A JP5279233 A JP 5279233A JP 27923393 A JP27923393 A JP 27923393A JP H07128076 A JPH07128076 A JP H07128076A
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- JP
- Japan
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- light
- optical fiber
- polarization
- optical
- polarization maintaining
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光位相変調にもとづき発生する強度変調成分
を除去してバイアス誤差を消去する。 【構成】 光位相変調器を円筒状電歪振動子１８ａに、
第１、第２偏波維持光ファイバ１８ｂ1 ，１８ｂ2 を接
続して巻回し、第１、第２偏波維持光ファイバ１８
ｂ1 ，１８ｂ2 は同一特性であり、同一長さとされ、か
つその偏光方向が互いに直角になるように端面が接合接
続されている。
を除去してバイアス誤差を消去する。 【構成】 光位相変調器を円筒状電歪振動子１８ａに、
第１、第２偏波維持光ファイバ１８ｂ1 ，１８ｂ2 を接
続して巻回し、第１、第２偏波維持光ファイバ１８
ｂ1 ，１８ｂ2 は同一特性であり、同一長さとされ、か
つその偏光方向が互いに直角になるように端面が接合接
続されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は光ファイバループに、
その軸心まわりに印加される角速度を、その光ファイバ
ループを伝搬する右、左回り光の位相差から検出する光
ファイバジャイロに関する。
その軸心まわりに印加される角速度を、その光ファイバ
ループを伝搬する右、左回り光の位相差から検出する光
ファイバジャイロに関する。
【０００２】
【従来の技術】図２Ａを参照して従来の光ファイバジャ
イロを説明する。半導体レーザ光源１１から出射した光
は光分岐手段としての光ファイバカプラ１２を通じ、更
に偏光子１３を通じて光分岐結合手段としての光ファイ
バカプラ１４に入射される。光ファイバカプラ１４にて
２分された光はそれぞれ偏波維持光ファイバ１５，１６
を通じて、光ファイバループ１７に右回り光、左回り光
として入射される。これら両光はその各偏光方向に対し
て、偏波維持光ファイバ１５，１６の偏波軸方向が４５
°となるようにされ、かつ偏波維持光ファイバ１５，１
６の長さが十分長くされてあって、光ファイバループ１
７に入射する光のｘ方向偏波成分とｙ方向偏波成分とが
互いに干渉しないように偏光度が低減される偏光解離手
段として偏波維持光ファイバ１５，１６はそれぞれ作用
する。
イロを説明する。半導体レーザ光源１１から出射した光
は光分岐手段としての光ファイバカプラ１２を通じ、更
に偏光子１３を通じて光分岐結合手段としての光ファイ
バカプラ１４に入射される。光ファイバカプラ１４にて
２分された光はそれぞれ偏波維持光ファイバ１５，１６
を通じて、光ファイバループ１７に右回り光、左回り光
として入射される。これら両光はその各偏光方向に対し
て、偏波維持光ファイバ１５，１６の偏波軸方向が４５
°となるようにされ、かつ偏波維持光ファイバ１５，１
６の長さが十分長くされてあって、光ファイバループ１
７に入射する光のｘ方向偏波成分とｙ方向偏波成分とが
互いに干渉しないように偏光度が低減される偏光解離手
段として偏波維持光ファイバ１５，１６はそれぞれ作用
する。
【０００３】光ファイバカプラ１４の片端と偏波維持光
ファイバ１６との間に光位相変調器１８が直列に挿入さ
れ、発振器１９からの変調信号により光位相変調器１８
が駆動され、光ファイバループ１７を伝搬する左、右回
り光が周波数ｆm で位相変調される。光ファイバループ
１７を伝搬した左、右回り光は光ファイバカプラ１４で
結合され、その干渉光が偏光子１３を通じ、更に光ファ
イバカプラ１２を通じて受光器２１に達して電気信号に
変換される。この電気信号は発振器１９の出力で、同期
検波回路２２において同期検波され、その検波出力がジ
ャイロ出力として出力端子２３に出力される。
ファイバ１６との間に光位相変調器１８が直列に挿入さ
れ、発振器１９からの変調信号により光位相変調器１８
が駆動され、光ファイバループ１７を伝搬する左、右回
り光が周波数ｆm で位相変調される。光ファイバループ
１７を伝搬した左、右回り光は光ファイバカプラ１４で
結合され、その干渉光が偏光子１３を通じ、更に光ファ
イバカプラ１２を通じて受光器２１に達して電気信号に
変換される。この電気信号は発振器１９の出力で、同期
検波回路２２において同期検波され、その検波出力がジ
ャイロ出力として出力端子２３に出力される。
【０００４】光ファイバコイル１７にその軸心回りの角
速度が印加されると、サニヤック効果により両回り光に
位相差が生じる。この位相差φS は次式で表わされる。 φS ＝４πＰＬΩ／（ｃλ） （１） ここにＲ，Ｌはそれぞれ光ファイバループ１７のループ
半径と全長、ｃは光速度、λは光波長、Ωは入力角速度
である。
速度が印加されると、サニヤック効果により両回り光に
位相差が生じる。この位相差φS は次式で表わされる。 φS ＝４πＰＬΩ／（ｃλ） （１） ここにＲ，Ｌはそれぞれ光ファイバループ１７のループ
半径と全長、ｃは光速度、λは光波長、Ωは入力角速度
である。
【０００５】ところで干渉光強度の変化は（１）で決ま
るφS に対しｃｏｓφS に比例するためφS ＝０近傍で
感度がない。そこで光ファイバループ１７の一端に光位
相変調器１８を設置し、これを透過する光に対し、 φm ｓｉｎ（２πｆm ｔ） （２） なる光位相変調を印加する。ここにφm は光位相変調振
幅、ｆm は光位相変調周波数、ｔは時刻である。光ファ
イバループ１７の光伝搬時間をτと書くと、干渉光の強
度を決める両回り光の位相差Δφ（ｔ）は次式で表わせ
る。
るφS に対しｃｏｓφS に比例するためφS ＝０近傍で
感度がない。そこで光ファイバループ１７の一端に光位
相変調器１８を設置し、これを透過する光に対し、 φm ｓｉｎ（２πｆm ｔ） （２） なる光位相変調を印加する。ここにφm は光位相変調振
幅、ｆm は光位相変調周波数、ｔは時刻である。光ファ
イバループ１７の光伝搬時間をτと書くと、干渉光の強
度を決める両回り光の位相差Δφ（ｔ）は次式で表わせ
る。
【０００６】 Δφ（ｔ）＝φS ＋φm ｓｉｎ（２πｆm （ｔ−τ）） −φm ｓｉｎ（２πｆm ｔ） （３） このように位相差Δφ（ｔ）は振動し、干渉光の強度変
化を与えるｃｏｓΔφ（ｔ）は、次式で表わせる。 ｃｏｓΔφ（ｔ）＝ｃｏｓφS Σεn （−１）n ｃｏｓ２ｎ（２πｆm （ｔ−（τ／２））Ｊ2n（ｘ）−ｓｉｎφS ・２Σ（−１）n ｃｏｓ（２ｎ＋１）（２πｆm （ｔ−（τ／２））Ｊ2n+1（ｘ） （４） ε＝１（ｎ＝０）；ε＝２（ｎ≧１）、εはｎ＝０から
無限大まで ｘ＝２φm ｓｉｎπｆm τ ここでＪi は第１種第ｉ次ベッセル関数である。（４）
式より干渉光の強度振動分から変調信号の奇数倍周波数
成分としてｓｉｎφS が検出できることがわかる。かく
てφS ≒０での感度を獲得するのが位相変調方式光ファ
イバジャイロであるが、通常は先に述べたように受光器
２１の出力の基本波成分（ｎ＝０）を同期検波する。
化を与えるｃｏｓΔφ（ｔ）は、次式で表わせる。 ｃｏｓΔφ（ｔ）＝ｃｏｓφS Σεn （−１）n ｃｏｓ２ｎ（２πｆm （ｔ−（τ／２））Ｊ2n（ｘ）−ｓｉｎφS ・２Σ（−１）n ｃｏｓ（２ｎ＋１）（２πｆm （ｔ−（τ／２））Ｊ2n+1（ｘ） （４） ε＝１（ｎ＝０）；ε＝２（ｎ≧１）、εはｎ＝０から
無限大まで ｘ＝２φm ｓｉｎπｆm τ ここでＪi は第１種第ｉ次ベッセル関数である。（４）
式より干渉光の強度振動分から変調信号の奇数倍周波数
成分としてｓｉｎφS が検出できることがわかる。かく
てφS ≒０での感度を獲得するのが位相変調方式光ファ
イバジャイロであるが、通常は先に述べたように受光器
２１の出力の基本波成分（ｎ＝０）を同期検波する。
【０００７】さて特殊な例外を除いて光ファイバが伝送
する光のモードは通常単一ではなく、いわゆるシングル
モード光ファイバと呼ばれている光ファイバにおいても
ＨＥ 11 x ，ＨＥ11 y なる２つの直交する直線偏波モード
が縮退している。この縮退は応力等の作用で容易に解
け、偏波モード分散を生じる。しかもこれら分散したモ
ード間では応力攪乱等によりモード結合がしばしば起こ
る。これらの誤差要因を排除するため通常、光ファイバ
ループ１７に接続する光分岐手段、つまり光ファイバカ
プラ１４の前段に、モードフィルタとして直線偏光子１
３を挿入する。しかし、偏光子１３の性能すなわち消光
比が現実のデバイスにおいて有限の値をもつため、光フ
ァイバジャイロとして十分な分解能を得るために通常次
の２つのいずれかの方法が取られる。すなわち第１の方
法は光ファイバループ１７に偏波維持光ファイバを使用
して偏波モード間のモード結合を阻止する方法であり、
第２の方法は偏光解離手段、図４Ａでは偏波維持光ファ
イバ１５，１６によって偏波モード間の光の振動の相関
をなくす方法である。上記モード分散による光ファイバ
ジャイロの誤差は位相差相当で次式で表わせる。
する光のモードは通常単一ではなく、いわゆるシングル
モード光ファイバと呼ばれている光ファイバにおいても
ＨＥ 11 x ，ＨＥ11 y なる２つの直交する直線偏波モード
が縮退している。この縮退は応力等の作用で容易に解
け、偏波モード分散を生じる。しかもこれら分散したモ
ード間では応力攪乱等によりモード結合がしばしば起こ
る。これらの誤差要因を排除するため通常、光ファイバ
ループ１７に接続する光分岐手段、つまり光ファイバカ
プラ１４の前段に、モードフィルタとして直線偏光子１
３を挿入する。しかし、偏光子１３の性能すなわち消光
比が現実のデバイスにおいて有限の値をもつため、光フ
ァイバジャイロとして十分な分解能を得るために通常次
の２つのいずれかの方法が取られる。すなわち第１の方
法は光ファイバループ１７に偏波維持光ファイバを使用
して偏波モード間のモード結合を阻止する方法であり、
第２の方法は偏光解離手段、図４Ａでは偏波維持光ファ
イバ１５，１６によって偏波モード間の光の振動の相関
をなくす方法である。上記モード分散による光ファイバ
ジャイロの誤差は位相差相当で次式で表わせる。
【０００８】 Δφ＜εγ（｜Ｅy ｜／｜Ｅx ｜）（｜αxy｜＋｜αyx｜）／｜αxx｜ （５） ここにεは偏光子１３の消光比、γは偏波モード伝搬光
間の相関、Ｅx ，Ｅyは入射光の偏波主軸、複軸成分の
各振幅であり、αxx，αxy等は光ファイバループ１７中
の各偏波モード間の振幅伝達係数、またεは十分小さい
としている。ここで前記第１の方法は（｜αxy｜＋｜α
yx｜）／｜αxx｜を０とし、第２の方法はγを０とする
ものであり、前者を偏光系の、後者を非偏光系の光ファ
イバジャイロと呼ぶ。
間の相関、Ｅx ，Ｅyは入射光の偏波主軸、複軸成分の
各振幅であり、αxx，αxy等は光ファイバループ１７中
の各偏波モード間の振幅伝達係数、またεは十分小さい
としている。ここで前記第１の方法は（｜αxy｜＋｜α
yx｜）／｜αxx｜を０とし、第２の方法はγを０とする
ものであり、前者を偏光系の、後者を非偏光系の光ファ
イバジャイロと呼ぶ。
【０００９】偏光解離は、特に直線偏光を対象とする場
合、先に述べたように比較的簡単に実現する。偏波維持
光ファイバなどの複屈折性媒質に、直線偏光を偏光方向
が複屈折軸に対し４５°の方位で入射させると、伝搬距
離が大になるに従って両成分間の相関が減少し、偏光は
解離してゆく。このさい複屈折性伝送路が、偏波モード
間の光学距離差について光の可干渉距離に比べ十分な大
きさを有するだけの長さをもてばよい。
合、先に述べたように比較的簡単に実現する。偏波維持
光ファイバなどの複屈折性媒質に、直線偏光を偏光方向
が複屈折軸に対し４５°の方位で入射させると、伝搬距
離が大になるに従って両成分間の相関が減少し、偏光は
解離してゆく。このさい複屈折性伝送路が、偏波モード
間の光学距離差について光の可干渉距離に比べ十分な大
きさを有するだけの長さをもてばよい。
【００１０】以上光ファイバジャイロ中の、位相変調方
式における非偏光系光ファイバジャイロについて、また
偏光解離手段について述べた。なお光位相変調器１８と
しては光学結晶における電気光学効果を用いたものなど
もあるが、より簡便で多く用いられるものは、図２Ｂに
示すように円筒形の電歪振動子１８ａに偏波維持光ファ
イバ１８ｂを巻回し、その光ファイバを伸縮させるもの
である。また直線偏光子１３としては、副軸偏波モード
について曲げ損失の大きい特性を持つ偏波維持光ファイ
バを、十分な小径に巻回して構成するものが代表的であ
る。
式における非偏光系光ファイバジャイロについて、また
偏光解離手段について述べた。なお光位相変調器１８と
しては光学結晶における電気光学効果を用いたものなど
もあるが、より簡便で多く用いられるものは、図２Ｂに
示すように円筒形の電歪振動子１８ａに偏波維持光ファ
イバ１８ｂを巻回し、その光ファイバを伸縮させるもの
である。また直線偏光子１３としては、副軸偏波モード
について曲げ損失の大きい特性を持つ偏波維持光ファイ
バを、十分な小径に巻回して構成するものが代表的であ
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように位相
変調方式光ファイバジャイロでは、受光器２１に到達す
る光の光量の変調同期交流成分として、回転角速度起因
のサニヤック位相差を検出するものである。そこでそれ
以外の原因から受光器到達光量に変調同期交流成分が生
じることがあるとすれば、これはサニヤック位相差と分
離されないためジャイロのバイアス誤差となる。特に両
回り光の合波として干渉光を形成することによってでは
なく、すでに片回り光の段階でその伝送光量に位相変調
同期の振動変動が生じている場合、それによるジャイロ
誤差を光強度変調性バイアスと呼ぶ。かかる光強度変調
を生起する原因は、一つではないが、前述のような構成
の非偏光系の位相変調方式光ファイバジャイロにおいて
重要なのは、前記光位相変調器１８で誘起する変調同期
光偏波状態変動である。以下これについて述べる。
変調方式光ファイバジャイロでは、受光器２１に到達す
る光の光量の変調同期交流成分として、回転角速度起因
のサニヤック位相差を検出するものである。そこでそれ
以外の原因から受光器到達光量に変調同期交流成分が生
じることがあるとすれば、これはサニヤック位相差と分
離されないためジャイロのバイアス誤差となる。特に両
回り光の合波として干渉光を形成することによってでは
なく、すでに片回り光の段階でその伝送光量に位相変調
同期の振動変動が生じている場合、それによるジャイロ
誤差を光強度変調性バイアスと呼ぶ。かかる光強度変調
を生起する原因は、一つではないが、前述のような構成
の非偏光系の位相変調方式光ファイバジャイロにおいて
重要なのは、前記光位相変調器１８で誘起する変調同期
光偏波状態変動である。以下これについて述べる。
【００１２】現実のデバイスとしての光ファイバ偏光子
１３の消光比は〜２０ｄＢ程度を典型とし、副軸偏波モ
ードが理想の如く消光しているわけではない。現実のデ
バイスとしての光ファイバカプラ１４は、偏波維持性で
あっても若干のクロストーク即ち直交偏波モード間の結
合を有する。現実の光ファイバジャイロ製造過程で実行
される光ファイバの融着等による接続で、偏波維持性の
光ファイバについて偏波軸合せの方位誤差を完全になく
すことはできない。このような事情から例えば図４Ａに
おける左回り光の伝送について、光源１１から偏光子１
３、光ファイバカプラ１４を経て光位相変調器１８を通
過する光は零でない振幅をもつ偏波副軸励振があり、こ
の成分につき主軸とは相異なる変調振幅の光位相変調が
効果している。この場合主軸の光と副軸の光との相対的
な位相差が位相変調器１８の駆動に同期して交流的に振
動することになる。
１３の消光比は〜２０ｄＢ程度を典型とし、副軸偏波モ
ードが理想の如く消光しているわけではない。現実のデ
バイスとしての光ファイバカプラ１４は、偏波維持性で
あっても若干のクロストーク即ち直交偏波モード間の結
合を有する。現実の光ファイバジャイロ製造過程で実行
される光ファイバの融着等による接続で、偏波維持性の
光ファイバについて偏波軸合せの方位誤差を完全になく
すことはできない。このような事情から例えば図４Ａに
おける左回り光の伝送について、光源１１から偏光子１
３、光ファイバカプラ１４を経て光位相変調器１８を通
過する光は零でない振幅をもつ偏波副軸励振があり、こ
の成分につき主軸とは相異なる変調振幅の光位相変調が
効果している。この場合主軸の光と副軸の光との相対的
な位相差が位相変調器１８の駆動に同期して交流的に振
動することになる。
【００１３】一方、非偏光系の光ファイバルジャイロに
おいては、光ファイバループ１７を伝搬した光は完全に
偏光解離していることを建前とするが、偏光子１３の消
光不足、光ファイバカプラ１４のクロストーク、偏光解
離用の偏波維持光ファイバ１５，１６の４５°接続角度
誤差、その他偏波維持光ファイバの接続箇所での複屈折
軸の接続角度誤差、光源１１のスペクトラムに起因する
光可干渉性減衰特性の不単調等の現実の制約から、光フ
ァイバループ１７を伝搬した光が零でない偏光度を有
し、わずかな部分偏光成分を持つことが避けられない。
かかる微少な部分偏光成分が、前記の光位相変調器１８
の動作に起因し、これに同期してその偏波状態を変動さ
せることがあり、この位相変調と同期した偏波状態変動
がある光を、複屈折軸方位に対し角度差をもつ偏光子１
３を介して受光した場合、受光器２１に到達する光は位
相変調と同期した強度変調が現われることになる。
おいては、光ファイバループ１７を伝搬した光は完全に
偏光解離していることを建前とするが、偏光子１３の消
光不足、光ファイバカプラ１４のクロストーク、偏光解
離用の偏波維持光ファイバ１５，１６の４５°接続角度
誤差、その他偏波維持光ファイバの接続箇所での複屈折
軸の接続角度誤差、光源１１のスペクトラムに起因する
光可干渉性減衰特性の不単調等の現実の制約から、光フ
ァイバループ１７を伝搬した光が零でない偏光度を有
し、わずかな部分偏光成分を持つことが避けられない。
かかる微少な部分偏光成分が、前記の光位相変調器１８
の動作に起因し、これに同期してその偏波状態を変動さ
せることがあり、この位相変調と同期した偏波状態変動
がある光を、複屈折軸方位に対し角度差をもつ偏光子１
３を介して受光した場合、受光器２１に到達する光は位
相変調と同期した強度変調が現われることになる。
【００１４】上記の事情をごく一般的に記述すると、か
かる偏波状態変動にあずかる成分を規定する相関性のあ
る直交直線偏波成分をＥx ，Ｅy 両者の位相差をδφと
書くと、この部分偏光の光が方位θを有する偏光子を透
過した光の強度Ｉθは次式で表わせる。 Ｉθ＝Ｉx ＋Ｉy ＋２√Ｉx Ｉy ｃｏｓδφ （６） Ｉx ＝｜Ｅx ｜2 ｃｏｓ2 θ，Ｉy ＝｜Ｅy ｜2 ｓｉｎ2 θ 位相差δφが光位相変調器１８の動作により δφ＝δφO （ｔ）＋δφm ｓｉｎ（２πｆm ｔ） （７） と変動すると、Ｉθは（８）式となる。
かる偏波状態変動にあずかる成分を規定する相関性のあ
る直交直線偏波成分をＥx ，Ｅy 両者の位相差をδφと
書くと、この部分偏光の光が方位θを有する偏光子を透
過した光の強度Ｉθは次式で表わせる。 Ｉθ＝Ｉx ＋Ｉy ＋２√Ｉx Ｉy ｃｏｓδφ （６） Ｉx ＝｜Ｅx ｜2 ｃｏｓ2 θ，Ｉy ＝｜Ｅy ｜2 ｓｉｎ2 θ 位相差δφが光位相変調器１８の動作により δφ＝δφO （ｔ）＋δφm ｓｉｎ（２πｆm ｔ） （７） と変動すると、Ｉθは（８）式となる。
【００１５】 Ｉθ＝Ｉx ＋Ｉy ＋２√Ｉx Ｉy 〔ｃｏｓδφO （ｔ）Σεn ｃｏｓ２ｎ（２πｆm ｔ ）・Ｊ2n（δφm ）−ｓｉｎδφO （ｔ）・２Σｓｉｎ（２ｎ＋１） （２πｆm ｔ）・Ｊ2n+1（δφm ）〕 ε＝１（ｎ＝０）；ε＝２（ｎ≧１） （８） Σはｎ＝０から無限大まで、つまり、Ｉθには位相変調
の基本波と同期した成分を有し、その強度Ｉθ′は Ｉθ′＝２｜Ｅx ｜｜Ｅy ｜ｓｉｎ２θ・ｓｉｎδφO （ｔ）Ｊ1 （δφm ） （９） となる。
の基本波と同期した成分を有し、その強度Ｉθ′は Ｉθ′＝２｜Ｅx ｜｜Ｅy ｜ｓｉｎ２θ・ｓｉｎδφO （ｔ）Ｊ1 （δφm ） （９） となる。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明によれば非偏光
系位相変調方式光ファイバジャイロにおいて、光位相変
調器は電歪振動子に偏波維持光ファイバが巻回され、か
つその偏波維持光ファイバは同一長さの第１、第２偏波
維持光ファイバが、光偏波軸に関して互いに直交した方
位で接続されて構成されている。請求項２の発明では第
１、第２偏波維持光ファイバの接続箇所は電歪振動子か
ら離されている。
系位相変調方式光ファイバジャイロにおいて、光位相変
調器は電歪振動子に偏波維持光ファイバが巻回され、か
つその偏波維持光ファイバは同一長さの第１、第２偏波
維持光ファイバが、光偏波軸に関して互いに直交した方
位で接続されて構成されている。請求項２の発明では第
１、第２偏波維持光ファイバの接続箇所は電歪振動子か
ら離されている。
【００１７】
【実施例】この発明の実施例は、全体の構成は例えば図
２Ａに示したものと同様であるが、この発明では光位相
変調器１８は図１Ａに示すように、円筒状電歪振動子１
８ａに巻回されている偏波維持光ファイバ１８ｂは第
１、第２偏波維持光ファイバ１８ｂ1 ，１８ｂ2 よりな
り、これら第１、第２偏波維持光ファイバ１８ｂ1 ，１
８ｂ2 はその電歪振動子１８ａに巻回されている部分の
長さは同一であり、かつその光偏波軸に関して互いに直
交した方位で接続される。つまり例えば図１Ｂに第１、
第２偏波維持光ファイバ１８ｂ1 ，１８ｂ2 がそれぞれ
２本のコア２５，２６が断面円形クラド２７の軸心に対
して対称に設けられた同一特性のものであり、そのコア
２５，２６をつらねる方向２８が互いに直交するように
第１、第２偏波維持光ファイバ１８ｂ1 ，１８ｂ2 の端
面が対接接合される。
２Ａに示したものと同様であるが、この発明では光位相
変調器１８は図１Ａに示すように、円筒状電歪振動子１
８ａに巻回されている偏波維持光ファイバ１８ｂは第
１、第２偏波維持光ファイバ１８ｂ1 ，１８ｂ2 よりな
り、これら第１、第２偏波維持光ファイバ１８ｂ1 ，１
８ｂ2 はその電歪振動子１８ａに巻回されている部分の
長さは同一であり、かつその光偏波軸に関して互いに直
交した方位で接続される。つまり例えば図１Ｂに第１、
第２偏波維持光ファイバ１８ｂ1 ，１８ｂ2 がそれぞれ
２本のコア２５，２６が断面円形クラド２７の軸心に対
して対称に設けられた同一特性のものであり、そのコア
２５，２６をつらねる方向２８が互いに直交するように
第１、第２偏波維持光ファイバ１８ｂ1 ，１８ｂ2 の端
面が対接接合される。
【００１８】この第１、第２偏波維持光ファイバ１８ｂ
1 ，１８ｂ2 の接続箇所２９は図１Ｃに示すように電歪
振動子１８ａから離されて、電歪振動子１８ａが駆動さ
れて、その半径が伸縮されても、接続箇所２９が機械的
影響を受け、損傷しないようにするとよい。この構成に
よれば、光位相変調器１８の偏波維持光ファイバ１８ｂ
1 ，１８ｂ 2 において、それぞれ２つの直交偏波モード
の光学距離差による光位相差の直流分δφO （ｔ）1 と
δφO （ｔ）2 とが大きさが等しくて互いに逆極性とな
る。よって前記（９）式におけるδφO （ｔ）はゼロと
なり、同期検波器２２の出力中の位相変調にもとづく強
度変調成分がゼロになり、バイアス誤差がなくなる。
1 ，１８ｂ2 の接続箇所２９は図１Ｃに示すように電歪
振動子１８ａから離されて、電歪振動子１８ａが駆動さ
れて、その半径が伸縮されても、接続箇所２９が機械的
影響を受け、損傷しないようにするとよい。この構成に
よれば、光位相変調器１８の偏波維持光ファイバ１８ｂ
1 ，１８ｂ 2 において、それぞれ２つの直交偏波モード
の光学距離差による光位相差の直流分δφO （ｔ）1 と
δφO （ｔ）2 とが大きさが等しくて互いに逆極性とな
る。よって前記（９）式におけるδφO （ｔ）はゼロと
なり、同期検波器２２の出力中の位相変調にもとづく強
度変調成分がゼロになり、バイアス誤差がなくなる。
【００１９】光ファイバカプラ１４を偏波維持ファイバ
で構成し、これが光位相変調器１８の偏波維持光ファイ
バに接続される場合は、光偏波にかかわらず所期の安定
した動作が得られる。上述において、偏波維持光ファイ
バ１５，１６の一方を省略してもよい、また偏光解離手
段は他のものを用いてもよい。光ファイバループ１７と
しては安価なシングルモード光ファイバが好ましい。第
１、第２偏波維持光ファイバ１８ｂ1，１８ｂ2 はそれ
ぞれ１本に限らずその一方又は両方が複数本でもよい
が、それぞれの長さの和が互いに等しければよい。
で構成し、これが光位相変調器１８の偏波維持光ファイ
バに接続される場合は、光偏波にかかわらず所期の安定
した動作が得られる。上述において、偏波維持光ファイ
バ１５，１６の一方を省略してもよい、また偏光解離手
段は他のものを用いてもよい。光ファイバループ１７と
しては安価なシングルモード光ファイバが好ましい。第
１、第２偏波維持光ファイバ１８ｂ1，１８ｂ2 はそれ
ぞれ１本に限らずその一方又は両方が複数本でもよい
が、それぞれの長さの和が互いに等しければよい。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、光
位相変調器１８の偏波維持光ファイバを第１、第２のも
のとして構成し、これらを同一長さとし、かつ同一特性
とし、その接続を、偏光方向が互いに直交するようにし
ているため、位相変調により、２つの直交偏波モードの
間に生じる位相差が、第１、第２偏波維持光ファイバ１
８ｂ1 ，１８ｂ2 で同一大きさで、逆極性となり互いに
打消されて、強度変調成分がゼロとなり、ジャイロ出力
のバイアス誤差もゼロとなる。
位相変調器１８の偏波維持光ファイバを第１、第２のも
のとして構成し、これらを同一長さとし、かつ同一特性
とし、その接続を、偏光方向が互いに直交するようにし
ているため、位相変調により、２つの直交偏波モードの
間に生じる位相差が、第１、第２偏波維持光ファイバ１
８ｂ1 ，１８ｂ2 で同一大きさで、逆極性となり互いに
打消されて、強度変調成分がゼロとなり、ジャイロ出力
のバイアス誤差もゼロとなる。
【図１】Ａはこの発明の要部である光位相変調器の実施
例を示す斜視図、Ｂはその第１、第２偏波維持光ファイ
バ１８ｂ1 ，１８ｂ2 の接続状態を示す図、Ｃは光位相
変調器の他の例を示す斜視図である。
例を示す斜視図、Ｂはその第１、第２偏波維持光ファイ
バ１８ｂ1 ，１８ｂ2 の接続状態を示す図、Ｃは光位相
変調器の他の例を示す斜視図である。
【図２】Ａは従来の位相変調方式非偏光系光ファイバジ
ャイロを示すブロック図、Ｂはその光位相変調器１８を
示す斜視図である。
ャイロを示すブロック図、Ｂはその光位相変調器１８を
示す斜視図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 光源からの光が分岐結合手段により２分
されて光ファイバループの両端に右回り光及び左回り光
として入射され、 上記光ファイバループの少くとも一端と上記分岐結合手
段との間に、偏光解離手段が挿入されて、上記右回り光
及び左回り光の少くとも一方は十分偏光度の低い光とさ
れ、 上記光ファイバループの一端と、上記分岐結合手段との
間に、電歪振動子に偏波維持光ファイバを巻回した光位
相変調器が直列に挿入されて、上記右回り光、左回り光
が位相変調され、 上記光ファイバループを伝搬した上記右回り光及び左回
り光が上記分岐結合手段で合波した干渉光が受光器で電
気信号に変換され、 その電気信号が上記光位相変調器の変調信号で同期検波
してジャイロ出力を得る光ファイバジャイロにおいて、 上記光位相変調器の偏波維持光ファイバは、光偏波軸に
関して互いに直交した方位で接続された同一長さの第
１、第２偏波維持光ファイバよりなることを特徴とする
光ファイバジャイロ。 - 【請求項２】 上記第１、第２偏波維持光ファイバの接
続箇所は上記電歪振動子から離されていることを特徴と
する請求項１記載の光ファイバジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5279233A JPH07128076A (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | 光ファイバジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5279233A JPH07128076A (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | 光ファイバジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128076A true JPH07128076A (ja) | 1995-05-19 |
Family
ID=17608296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5279233A Withdrawn JPH07128076A (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | 光ファイバジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07128076A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115406431A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-11-29 | 北京理工大学 | 一种光纤陀螺尾纤最少轴向扭转盘绕方法 |
-
1993
- 1993-11-09 JP JP5279233A patent/JPH07128076A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115406431A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-11-29 | 北京理工大学 | 一种光纤陀螺尾纤最少轴向扭转盘绕方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |