JPH10132578A - 光ファイバジャイロ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源からの光を振幅変調する形式の光ファイ
バジャイロにおいて、温度特性の優れた光源を有する光
ファイバジャイロを提供することを目的とする。 【解決手段】 光源からの光は基準周波数ｆ_Q によって
振幅変調されてから光フィルムループを伝播する。互い
に反対方向に伝播する光は基準周波数ｆ_m によって位相
変調され、セロダイン変調方式では更にセロダイン変調
される。従って干渉光の強さＩ信号は多数の中間周波数
ｍｆ_Q −ｎｆ_m を含み、スーパーヘテロダインと同様
に、それより所望の中間周波数成分が復調される。こう
して得られた所望の中間周波数成分よりサグナック位相
差Δθ等が演算される。光源は希土類元素ドープ光ファ
イバと励起用光源とを含む希土類元素ドープ光ファイバ
型光源である。励起用光源からの励起光を強度変調する
ことによって光源からの光は振幅変調される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光のサグナック効果
（サニャック効果ともいう。）を利用して角速度を検出
するための光ファイバジャイロに関し、より詳細には、
スーパーヘテロダイン方式の振幅変調を使用する光ファ
イバジャイロに関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバジャイロは光のサグナック効
果を利用して角速度を検出するように構成されており、
典型的には多数回巻かれた１本の長い光ファイバよりな
る光ファイバコイル又は光ファイバループを有し、この
光ファイバループを互いに反対方向に光を伝播させる。

【０００３】光ファイバループに外力の角速度Ωが加わ
ると、サグナック効果によって、光ファイバループを互
いに反対方向に伝播する光の間に位相差Δθ（以下、サ
グナック位相差と称する。）が生じる。サグナック位相
差Δθは角速度Ωに比例し、次の式で表される。

【０００４】

【数１】Δθ＝（２πＤＬ／λｃ）Ω

【０００５】ここに、Ｄは光ファイバループのループ
径、Ｌは光ファイバループの長さ、λは光ファイバルー
プを伝播する光の波長、ｃは光速、Ωは光ファイバルー
プのループの中心軸線周りの角速度を表す。

【０００６】光ファイバジャイロには共振型と干渉型が
知られている。干渉型の光ファイバジャイロは、光ファ
イバループを互いに反対方向に伝播した２つの伝播光を
合成して干渉光を生成し、この干渉光に現れるサグナッ
ク位相差Δθより角速度Ωを求めるように構成されてい
る。干渉型には位相変調方式とセロダイン方式が知られ
ている。

【０００７】位相変調方式では、光ファイバループを互
いに反対方向に伝播する２つの伝播光はそれぞれ位相変
調される。従って干渉光の強さは次のように表される。

【０００８】

【数２】Ｉ＝Ｉ₀ −Ｉ₁ ｓｉｎω_m ｔ＋Ｉ₂ ｃｏｓ２ω
_m ｔ−Ｉ₃ ｓｉｎ３ω_m ｔ＋Ｉ₄ｃｏｓ４ω_m ｔ＋・・
・

【０００９】但し、ω_m は位相変調によって付与された
角周波数、ｔは時間である。Ｉ₀ 、Ｉ₁ 、Ｉ₂ 、Ｉ₃ 、
Ｉ₄ はそれぞれ直流成分、１倍波成分、２倍波成分、３
倍波成分、４倍波成分等と称され、次の数３の式によっ
て表される。

【００１０】

【数３】Ｉ₀ ＝２Ｅ₀ ²｛１＋Ｊ₀ （ｘ）ｃｏｓΔθ｝ Ｉ₁ ＝４Ｅ₀ ²・Ｊ₁ （ｘ）ｓｉｎΔθ Ｉ₂ ＝４Ｅ₀ ²・Ｊ₂ （ｘ）ｃｏｓΔθ Ｉ₃ ＝４Ｅ₀ ²・Ｊ₃ （ｘ）ｓｉｎΔθ Ｉ₄ ＝４Ｅ₀ ²・Ｊ₄ （ｘ）ｃｏｓΔθ

【００１１】Ｅ₀ は光の強さに関係する定数、ｘは位相
変調度、Ｊ₀ 、Ｊ₁ 、Ｊ₂ 、・・・はベッセル関数であ
る。位相変調度ｘは位相変調器に供給される電圧信号の
大きさによって変化する。

【００１２】干渉光は適当な受光器によって受光され電
流信号が得られ、この電流信号は電圧信号に変換され
る。この電圧信号は、数２の式及び数３の式によって表
される。この電圧信号より、適当な同期検波器によって
１倍波成分Ｉ₁ 又は２倍波成分Ｉ₂ を検出し、これより
ｓｉｎΔθ又はｃｏｓΔθを求め、サグナック位相差Δ
θが求められる。

【００１３】位相変調方式の光ファイバジャイロでは、
干渉光の強さＩは数３の式に示されるように、ｃｏｓΔ
θの項ばかりでなくｓｉｎΔθの項を含むから、入力角
速度Ωが小さくサグナック位相差Δθの値が小さいとき
には、ｓｉｎΔθの項を取り出してサグナック位相差Δ
θを求めれば正確な値が得られる。

【００１４】セロダイン方式の光ファイバジャイロは位
相変調方式の光ファイバジャイロを改良したものであ
り、位相変調方式の光ファイバジャイロより広いダイナ
ミックレンジを得ることができる。尚、セロダイン方式
の光ファイバジャイロの例として、本願出願人と同一の
出願人によって出願された特願平４−３０６９７５号に
開示されたものがある。詳細は同出願を参照されたい。

【００１５】セロダイン方式の光ファイバジャイロで
は、光ファイバループを互いに反対方向に伝播する２つ
の伝播光は位相変調方式によって位相変調され、更にそ
れに重畳してセロダイン変調される。干渉光の強さＩは
数２の式によって表されるが、直流成分Ｉ₀ 、１倍波成
分Ｉ₁ 、２倍波成分Ｉ₂ 、３倍波成分Ｉ₃ 等は数３の式
の代わりに次の式によって表される。

【００１６】

【数４】 Ｉ₀ ＝２Ｅ₀ ²｛１＋Ｊ₀ （ｘ）ｃｏｓ（Δθ＋Δα）｝ Ｉ₁ ＝４Ｅ₀ ²・Ｊ₁ （ｘ）ｓｉｎ（Δθ＋Δα） Ｉ₂ ＝４Ｅ₀ ²・Ｊ₂ （ｘ）ｃｏｓ（Δθ＋Δα） Ｉ₃ ＝４Ｅ₀ ²・Ｊ₃ （ｘ）ｓｉｎ（Δθ＋Δα） Ｉ₄ ＝４Ｅ₀ ²・Ｊ₄ （ｘ）ｃｏｓ（Δθ＋Δα）

【００１７】Δαはセロダイン位相差と称され、セロダ
イン変調によって干渉光に生成されたものである。セロ
ダイン変調は一種の閉ループ制御によってなされ、ｓｉ
ｎ（Δθ＋Δα）＝０となるように、セロダイン位相差
Δαの値が制御される。

【００１８】従ってこの閉ループ制御の安定点では、Δ
α＝−Δθである。この時のセロダイン位相差Δαの値
を求めることによって、数１の式より角速度Ωが求めら
れる。

【００１９】図３を参照してセロダイン位相差Δαの値
を求める方法を説明する。図３Ａは、セロダイン変調に
よって光ファイバループを互いに反対方向に伝播する２
つの伝播光内に生成される位相差α₀ 、α_T の波形であ
る。図示のように、これらの位相差α₀ 、α_T は鋸歯状
の波形（セロダイン波形）をしており、互いに時間τ
（τは伝播光が光ファイバループを伝播するのに要する
時間である。）だけズレている。このセロダイン波形は
１周期Ｔ_S （Ｔ_S をセロダイン周期という。）内にて最
小値０から最大値２πまで直線的に増加する。

【００２０】セロダイン周期Ｔ_S が大きいとセロダイン
波形の傾斜は小さくなり、セロダイン周期Ｔ_S が小さい
とセロダイン波形の傾斜は大きくなる。セロダイン周期
Ｔ_Sはセロダイン変調器に印加される電圧信号によって
制御されることができる。

【００２１】図３Ｂは、干渉光に現れるセロダイン位相
差Δαの波形である。セロダイン位相差Δαは２つの伝
播光に生ずる位相差α₀ 、α_T の差α_T −α₀ として表
され、矩形波をなしている。この矩形波は、１周期Ｔ_S
内にて交互に２つの値、α_Sとα_S −２πをとるが、大
きい方の値α_S がセロダイン位相差Δαである。この値
α_S はセロダイン波形の傾斜に比例し、次のように表さ
れる。

【００２２】

【数５】Δα＝α_S ＝２πτ／Ｔ_S ＝２πτｆ_S

【００２３】従ってセロダイン位相差Δαを求めるため
には、セロダイン波形の周期Ｔ_S 又は周波数ｆ_S ＝１／
Ｔ_S が得られればよい。これは、セロダイン変調器に印
加される電圧信号を検出することによって得られる。

【００２４】従って、セロダイン方式では、閉ループ制
御の安定点にて、セロダイン変調器に印加される電圧信
号よりセロダイン周期Ｔ_S を求め、数５の式によってセ
ロダイン位相差Δαを求め、サグナック位相差Δθが求
められる。

【００２５】図４を参照して従来の光ファイバジャイロ
の例を説明する。この例は、特開平４−９８１１７号に
開示されたものであり、詳細は同公報を参照されたい。
本例の光ファイバジャイロは希土類元素ドープ光ファイ
バ型の光源１０１と受光器１０２と光ファイバループ１
０３と偏光子１０４と第１及び第２のカプラと位相変調
器１０８とを有する。尚、セロダイン方式の場合には位
相変調器１０８の他に更にセロダイン変調器１０８’が
設けられる。

【００２６】本例によると、光源１０１は希土類元素ド
ープ光ファイバ１０１Ａと励起用光源１０１Ｂと光アイ
ソレータ１０１Ｃとダイクロイックミラー１０１Ｄとを
含む。希土類元素ドープ光ファイバ１０１Ａはエルビウ
ムドープ光ファイバ（ＥＤＦ）であってよい。励起用光
源１０１Ｄは半導体レーザ（ＬＤ）が用いられてよい。

【００２７】励起用光源１０１Ｂからの励起光はダイク
ロイックミラー１０１Ｄによって偏向され希土類元素ド
ープ光ファイバ１０１Ａに導かれる。励起光によって希
土類元素ドープ光ファイバ１０１Ａは発光する。希土類
元素ドープ光ファイバ１０１Ａからの光はダイクロイッ
クミラー１０１Ｄ及び光アイソレータ１０１Ｃを経由し
て第１のカプラ１０５に導かれる。

【００２８】第１のカプラ１０５に導かれた光は偏光子
１０４を経由して第２のカプラ１０６に導かれ、２つの
光に分岐され、２つの光は光ファイバループ１０３を互
いに反対方向に伝播する。光ファイバループ１０３を互
いに反対方向に伝播した２つの光は位相変調器１０８に
よって位相変調され、セロダイン方式の場合には、更に
セロダイン変調器１０８’によってセロダイン変調され
る。

【００２９】こうして位相変調され、更にセロダイン変
調された２つの光は、第２のカプラ１０６によって合成
され、干渉光が生成される。この干渉光は偏光子１０４
を経由して再び第２のカプラ１０５に導かれ、受光器１
０２によって受光される。

【００３０】光ファイバジャイロは更に電流電圧変換器
１０７と信号発生器１０９と同期検波器１１０とを有す
る。電流電圧変換器１０７は受光器１０２からの電流信
号を電圧信号に変換する。信号発生器１０９は基準周波
数ｆ_m （＝ω_m ／２π）及びその倍波周波数ｎｆ_m （ｎ
＝１、２、・・・）の信号を生成し、位相変調器１０
８’及び同期検波器１１０に供給する。

【００３１】同期検波器１１０は基準周波数ｎｆ_m （ｎ
＝１、２、・・・）の信号によって、数３の式（位相変
調方式）又は数４の式（セロダイン方式）によって表さ
れる所望の倍波成分を検波する。位相変調方式では数３
の式よりサグナック位相差Δθを求める。セロダイン方
式では、ｓｉｎ（Δθ＋Δα）＝０となるように、セロ
ダイン変調器１０８’に供給する電圧信号を調節し、制
御点にて、セロダイン周波数ｆ_S を求め、その時のセロ
ダイン周波数ｆ_S より数５の式によってサグナック位相
差Δθを求める。

【００３２】干渉型の光ファイバジャイロの改良例とし
てスーパーヘテロダイン方式の振幅変調を用いた例があ
り、これは本願出願人と同一の出願人によって平成６年
４月２５日に出願された特願平６−８６８７９号（Ｔ９
４０００４７）に開示されている。この出願にはスーパ
ーヘテロダイン方式の振幅変調を用いた位相変調方式と
セロダイン方式の両者の例が示されており、詳細は同出
願を参照されたい。

【００３３】図５を参照して特願平６−８６８７９号
（Ｔ９４０００４７）に開示されたスーパーヘテロダイ
ン方式の振幅変調を用いた位相変調方式の光ファイバジ
ャイロの例を説明する。

【００３４】本例の光ファイバジャイロは、光源である
発光器１及び発光器駆動器１１と受光器２と光ファイバ
ループ３と光集積回路４と電流電圧変換器９とを有す
る。光集積回路４は２つのカプラ５、６と位相変調器８
とを有する。発光器駆動器１１には直流電圧信号と基準
周波数ｆ_Q の信号を入力して振幅変調用電圧信号を生成
し発光器１に供給する。従って発光器１は基準周波数ｆ
_Q によって振幅変調された光源光を出力する。

【００３５】こうして振幅変調された光は第１のカプラ
５を経由し、第２のカプラ６によって２つの光に分岐さ
れ、２つの分岐光は位相変調器８によって基準周波数ｆ
_m によって位相変調される。

【００３６】干渉光は数２の式及び数３の式によって表
されるが、数３の式の係数に含まれる定数Ｅ₀ は、一定
値ではなく振幅変調を表す関数Ｅ（ｔ）である。この振
幅変調を表す関数Ｅ（ｔ）は様々な中間周波数（ｎｆ_Q
−ｍｆ_m ）の成分を含む。従ってこれより所望の中間周
波数成分を検波することによって、所望の倍波成分
Ｉ ₁ 、Ｉ₂ 、Ｉ₃ 等が得られ、サグナック位相差Δθが
求められる。

【００３７】この光ファイバジャイロは更に同期検波部
５３、信号発生部５５、変調信号発生部５７、角速度／
角度演算ファイバ５９、変調度演算部６１及びフィルタ
７１を有するが、その詳細は後に図１を参照して説明す
る。

【００３８】図６を参照して特願平６−８６８７９号
（Ｔ９４０００４７）に開示されたスーパーヘテロダイ
ン方式の振幅変調を用いたセロダイン変調方式の光ファ
イバジャイロの例を説明する。

【００３９】本例の光ファイバジャイロは、光源である
発光器１及び発光器駆動器１１と受光器２と光ファイバ
ループ３と光集積回路４と電流電圧変換器９とを有す
る。光集積回路４は２つのカプラ５、６と位相変調器８
とを有する。発光器駆動器１１は直流電圧信号と基準周
波数ｆ_Q の信号を入力して振幅変調用電圧信号を生成
し、それを発光器１に供給する。従って発光器１は基準
周波数ｆ_Q によって振幅変調された光源光を出力する。

【００４０】こうして振幅変調された光は第１のカプラ
５を経由し、第２のカプラ６によって２つの光に分岐さ
れ、２つの分岐光は位相変調器８によって基準周波数ｆ
_m によって位相変調され、更にセロダイン変調器８’に
よってセロダイン変調される。

【００４１】干渉光は数２の式及び数４の式によって表
されるが、数４の式の係数に含まれる定数Ｅ₀ は一定で
はなく振幅変調を表す関数Ｅ（ｔ）である。この振幅変
調を表す関数Ｅ（ｔ）は様々な中間周波数（ｎｆ_Q −ｍ
ｆ_m ）の成分を含む。従ってこれより所望の中間周波数
成分を検波することによって、所望の倍波成分Ｉ₁ 、Ｉ
₂ 、Ｉ₃ 等が得られ、サグナック位相差Δθが求められ
る。

【００４２】この光ファイバジャイロは更に同期検波部
５３、信号発生部５５、変調信号発生部５７、ＣＰＵ６
５、セロダイン変調信号発生部６７及びフィルタ７１を
有する。またＣＰＵ６５は図７に示すように角速度／角
度演算部５９、変調度演算部６１及び２π制御部６３を
有する。これらの構成部の詳細は後に図１及び図２を参
照して説明する。

【００４３】

【発明が解決しようとする課題】図５及び図６に示すよ
うに、従来、光源光を振幅変調する形式の光ファイバジ
ャイロでは、発光器１として、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）又はスーパー・ルミネッセント・ダイオード（ＳＬ
Ｄ）等の半導体発光素子が使用されていた。半導体発光
素子はスペクトル幅が広く（コヒーレント長が短
い。）、ジャイロ出力の誤差を低減することができる利
点を有するが、光源の波長が温度によって変化するとい
う欠点がある。典型的には、光源の波長λの温度変化率
は約３００ｐｐｍ／°Ｃである。

【００４４】またこの形式の光源は、光ファイバに結合
することができる光量が比較的少なく、高精度の光ファ
イバジャイロには使用することができない欠点がある。

【００４５】図４に示す例では、通常の位相変調方式又
はセロダイン方式の光ファイバジャイロにおいて、光源
として、希土類元素ドープ光ファイバ型の光源が使用さ
れている。希土類元素ドープ光ファイバ型の光源は温度
変化により影響が比較的少なく、光ファイバジャイロの
センサ側の光ファイバ端部に容易に結合させることがで
きる利点を有する。

【００４６】本発明は、斯かる点に鑑み、光源光を振幅
変調する形式の光ファイバジャイロにおいて、光源とし
て、発光ダイオード（ＬＥＤ）又はスーパー・ルミネッ
セント・ダイオード（ＳＬＤ）等の半導体発光素子が使
用することがない光ファイバジャイロを提供することを
目的とする。

【００４７】本発明は、斯かる点に鑑み、光源光を振幅
変調する形式の光ファイバジャイロにおいて、光源とし
て、希土類元素ドープ光ファイバ型の光源を使用するこ
とを目的とする。

【００４８】

【課題を解決するための手段】本発明によると、光源
と、光ファイバループと、該光ファイバループ内を互い
に反対方向に伝搬する第１及び第２の伝播光を位相変調
する位相変調器と、上記第１及び第２の伝播光の干渉光
を検出する受光器と、該受光器によって検出された干渉
光の強さＩの信号より所望の周波数成分を同期検波する
同期検波部と、該同期検波部によって得られた信号より
上記干渉光に現れるサグナック位相差Δθを演算し更に
角速度Ωを演算する角速度／角度演算部と、を有し、上
記光源からの光を振幅変調することによって上記干渉光
の強さＩの信号に所望の中間周波数成分を生成し、上記
同期検波部によって上記所望の中間周波数成分を検出
し、それによって上記角速度／角度演算部は上記サグナ
ック位相差Δθ及び上記角速度Ωを演算するように構成
されている光ファイバジャイロにおいて、上記光源は希
土類元素添加光ファイバと励起用光源とを含み、該励起
用光源からの励起光を強度変調することによって上記光
源からの光を振幅変調するように構成されている。

【００４９】本発明によると、光ファイバジャイロにお
いて、上記干渉光の強さＩの信号に生成された上記所望
の中間周波数は、上記光源からの光の振幅変調に使用す
る信号の基準周波数ｆ_Q と上記位相変調器によって位相
変調するために使用する信号の基準周波数ｆ_m とによっ
て、ｍｆ_Q −ｎｆ_m （但しｍ、ｎは正の整数。）によっ
て表される。

【００５０】本発明によると、光ファイバジャイロにお
いて、上記光源の光の振幅変調に使用する基準周波数ｆ
_Q は複数の基準周波数ｆ_Q1、ｆ_Q2、ｆ_Q3、ｆ_Q4等を含
み、該複数の基準周波数の信号と上記位相変調器によっ
て位相変調するために使用する基準周波数ｆ_m の信号と
によって上記干渉光の強さＩの信号に所望の中間周波数
ｍｆ_Qi−ｎｆ_m （ｉは正の整数。）を発生するように構
成されている。上記光源の光の振幅変調は上記励起用光
源からの励起光を周期Ｔ＝１／ｆ_Q の矩形波を使用して
強度変調をすることによってなされる。更に、上記光源
の光の振幅変調は上記励起用光源からの励起光を周期Ｔ
＝１／ｆ_Qの正弦波を使用して強度変調をすることによ
ってなされる。

【００５１】本発明によると、上記光源の光を振幅変調
するために使用する基準周波数ｆ_Qの信号と上記位相変
調器によって位相変調するために使用する基準周波数ｆ
_m の信号と上記同期検波部によって上記所望の中間周波
数を検波するために使用する中間周波数ｍｆ_Q −ｎｆ_m
の信号とを発生する信号発生部を供えている。

【００５２】本発明によると、光ファイバジャイロにお
いて、上記光強度信号Ｉを比較的大きい交流利得によっ
て増幅する第１の交流増幅器と、上記光強度信号Ｉを比
較的小さい交流利得によって増幅する第２の交流増幅器
と、上記第１の交流増幅器の出力を同期検波して第１の
１倍波成分信号Ｎ_1Aを生成する第１の同期検波器と、上
記第２の交流増幅器の出力を同期検波して第２の１倍波
成分信号Ｎ_1Bを生成する第２の同期検波器と、上記光強
度信号Ｉを同期検波して２倍波成分信号Ｎ₂ を生成する
第３の同期検波器と、入力角速度Ωが小さいときに上記
第１の１倍波成分信号Ｎ_1Aを出力し入力角速度Ωが大き
いときに上記第２の１倍波成分信号Ｎ_1Bを出力する信号
切替え器と、を有し、入力角速度Ωが小さいときには上
記第１の１倍波成分信号Ｎ_1Aと上記２倍波成分信号Ｎ₂
とより上記位相差Δθを演算し、入力角速度Ωが大きい
ときには上記第２の１倍波成分信号Ｎ_1Bと上記２倍波成
分信号Ｎ₂ とより上記位相差Δθを演算するように構成
されている。

【００５３】本発明によると、光ファイバジャイロにお
いて、上記第１の１倍波成分信号Ｎ_1Aと上記第２の１倍
波成分信号Ｎ_1Bとの偏差であるバイアス補正値ΔＮ_1Bを
供給するバイアス補正器と上記バイアス補正値ΔＮ_1Bを
上記第２の１倍波成分信号Ｎ_1Bより減算する加算器とを
設け、上記バイアス補正器は入力角速度Ωが小さいとき
に上記バイアス補正値ΔＮ_1Bを上記加算器に供給して上
記第２の１倍波成分信号Ｎ_1Bを補正するように構成され
ている。更に、上記光ファイバループ内を互いに反対方
向に伝搬する第１の伝播光と第２の伝播光をそれぞれセ
ロダイン変調するセロダイン変調器を設け、セロダイン
方式によって上記サグナック位相差Δθを演算し更に上
記角速度Ωを演算するように構成されている。

【００５４】

【発明の実施の形態】図１を参照して本発明による光フ
ァイバジャイロの第１の例を説明する。本例の光ファイ
バジャイロは、振幅変調を用いた位相変調方式の光ファ
イバジャイロである。

【００５５】本例によると、光源装置として希土類元素
ドープ光ファイバ型光源装置が用いられる。希土類元素
ドープ光ファイバ型光源装置は、図示のように、希土類
元素ドープ光ファイバ１Ａと励起用光源１Ｂと光アイソ
レータ１Ｃとダイクロイックミラー１Ｄとを有する。

【００５６】本例の光ファイバジャイロは、図５に示し
た例と比較して発光器１及び発光器駆動器１１の代わり
に希土類元素ドープ光ファイバ型光源装置が使用されて
いる点が異なり、それ以外の構成は同様であってよい。

【００５７】希土類元素ドープ光ファイバ１Ａに添加
（ドープ）される希土類元素としてエルビウムＥｒ、ネ
オジムＮｄ、プラセオジムＰｒ等が知られている。励起
用光源１Ｄは半導体レーザ（ＬＤ）が用いられてよい。
エルビウムドープ光ファイバ（ＥＤＦ）の場合、励起用
光源１Ｂの波長λ₁ はλ₁ ＝１．４８μｍ又は０．９８
μｍであり、生成される光源光の波長λ₂ はλ₂ ＝１．
５５μｍである。

【００５８】光アイソレータ１Ｃは同一波長の光が逆方
向に伝播することを阻止するように機能する。それによ
って、不要な光、例えば、反射光が同一経路を逆方向に
伝播し、希土類元素ドープ光ファイバ１Ａに伝播するこ
とを阻止する。それによって希土類元素ドープ光ファイ
バ１Ａの発光状態が安定化される。光アイソレータ１Ｃ
の代わりに又はそれと共に適当な光学フィルタが設けら
れてよい。光学フィルタは所定の範囲の波長の光のみを
通過させ、それと異なる波長の光が通過することを阻止
する。

【００５９】励起用光源１Ｂからの励起光はダイクロイ
ックミラー１Ｄによって偏向され希土類元素ドープ光フ
ァイバ１Ａに導かれる。励起光によって希土類元素ドー
プ光ファイバ１Ａは発光する。希土類元素ドープ光ファ
イバ１Ａにて生成された光はダイクロイックミラー１Ｄ
及び光アイソレータ１Ｃを経由して出力される。

【００６０】本例の光ファイバジャイロは、希土類元素
ドープ光ファイバ型光源装置に加えて更に、受光器２と
光ファイバループ３と光集積回路４と電流電圧変換器９
とを有する。光集積回路４は２つのＹ分岐５、６と位相
変調器８とを有する。

【００６１】希土類元素ドープ光ファイバ型光源からの
光は光集積回路４の第１のＹ分岐５を経由し、第２のＹ
分岐６によって分岐され、光ファイバループ３を互いに
反対方向に伝播する。光ファイバループ３を時計方向に
伝播した光は光ファイバループ３の出口で位相変調さ
れ、光ファイバループ３を反時計方向に伝播した光は光
ファイバループ３の入口で位相変調される。

【００６２】光ファイバループ３を互いに反対方向に伝
播した２つの光は第２のＹ分岐６によって合成され、干
渉光が生成される。干渉光は第１の分岐５を経由して受
光器２によって受光される。受光器２からの電流信号は
電流電圧変換器９によって電圧信号に変換される。

【００６３】本例によると、希土類元素ドープ光ファイ
バ型光源からの光は基準周波数ｆ_Qによって振幅変調さ
れている。励起用光源１Ｂは直流電圧ＤＣと基準周波数
ｆ_Qの電圧信号を入力する。直流電圧は基準周波数ｆ_Q
によって振幅変調される。励起用光源１Ｂは基準周波数
ｆ_Q によって振幅変調された励起用光を出力し、希土類
元素ドープ光ファイバ１Ａは基準周波数ｆ_Q によって振
幅変調された光源光を発生する。

【００６４】こうして振幅変調された光が光ファイバル
ープ３を伝播し、更に位相変調器８によって基準周波数
ｆ_m によって位相変調される。

【００６５】電流電圧変換器９によって出力される光の
強さ信号Ｉは、数２の式及び数３の式によって表される
が、数３の式の各式の係数は定数ではなく、振幅変調を
表す関数Ｅ（ｔ）を含む。

【００６６】

【数６】 Ｉ₀ ＝２Ｅ₀ ²Ｅ（ｔ）² ｛１＋Ｊ₀ （ｘ）ｃｏｓΔθ｝ Ｉ₁ ＝４Ｅ₀ ²Ｅ（ｔ）² ・Ｊ₁ （ｘ）ｓｉｎΔθ Ｉ₂ ＝４Ｅ₀ ²Ｅ（ｔ）² ・Ｊ₂ （ｘ）ｃｏｓΔθ Ｉ₃ ＝４Ｅ₀ ²Ｅ（ｔ）² ・Ｊ₃ （ｘ）ｓｉｎΔθ Ｉ₄ ＝４Ｅ₀ ²Ｅ（ｔ）² ・Ｊ₄ （ｘ）ｃｏｓΔθ

【００６７】振幅変調関数Ｅ（ｔ）は、一般に基準周波
数ｆ_Q を含む矩形波又は正弦波である。結局、受光器２
によって受光される干渉光又は電流電圧変換器９によっ
て出力される光の強さ信号Ｉは、多数の中間周波数ｍｆ
_Q −ｎｆ_m （但しｍ、ｎは正の整数。）成分を含むもの
として得られる。

【００６８】例えば、ｍ＝１とし、ｎ＝１、２、３、４
として、４つの中間周波数（ｆ_Q −ｆ_m ）、（ｆ_Q −２
ｆ_m ）、（ｆ_Q −３ｆ_m ）、（ｆ_Q −４ｆ_m ）を考え
る。これらの各中間周波数成分の振幅をＮ₁ 、Ｎ₂ 、Ｎ
₃ 、Ｎ₄ とおくと、次の式によって表される。

【００６９】

【数７】Ｎ₁ ＝−ＫＥ₀ ²・Ｊ₁ （ｘ）・ｓｉｎΔθ Ｎ₂ ＝ＫＥ₀ ²・Ｊ₂ （ｘ）・ｃｏｓΔθ Ｎ₃ ＝−ＫＥ₀ ²・Ｊ₃ （ｘ）・ｓｉｎΔθ Ｎ₄ ＝ＫＥ₀ ²・Ｊ₄ （ｘ）・ｃｏｓΔθ

【００７０】Ｋは関数Ｅ（ｔ）によって決まる定数であ
る。

【００７１】更に一般的に、基準周波数ｆ_Q として多数
の基準周波数ｆ_Qi（但しｉは正の整数。）を使用するこ
とができる。この場合、中間周波数はｍｆ_Qi−ｎｆ
_m （但しｍ、ｎ、ｉは正の整数。）と表される。例え
ば、位相変調器８による位相変調に使用される基準周波
数ｆ_m を６２５ｋＨｚとする。従って、２ｆ_m ＝１２５
０ｋＨｚ、４ｆ_m ＝２５００ｋＨｚ、となる。また、そ
れに対応して振幅変調に使用される基準周波数ｆ_Q を、
ｆ_Q ＝６２３ｋＨｚ、１０５０ｋＨｚ、２４８０ｋＨ
ｚ、とする。このとき、次のような中間周波数が得られ
る。

【００７２】

【数８】ｆ_Q −ｆ_m ＝６２３ｋＨｚ−６２５ｋＨｚ＝−
２ｋＨｚ ｆ_Q −２ｆ_m ＝１０５０ｋＨｚ−１２５０ｋＨｚ＝−２
００ｋＨｚ ｆ_Q −４ｆ_m ＝２４８０ｋＨｚ−２５００ｋＨｚ＝−２
０ｋＨｚ

【００７３】こうして、スーパーヘテロダイン方式と同
様に、干渉光の強さ信号Ｉより所望の中間周波数成分を
容易に分離することができる。それによって得られた所
望の中間周波数成分の振幅Ｎ₁ 、Ｎ₂ 、Ｎ₃ 、Ｎ₄ より
サグナック位相差Δθを演算することができる。これに
ついては後に説明する。

【００７４】本例の光ファイバジャイロは、更に、同期
検波部５３と信号発生部５５と変調信号発生部５７と角
速度／角度演算部５９と変調度演算部６１とフィルタ７
１とを有する。尚、角速度／角度演算部５９と変調度演
算部６１はＣＰＵ６５によって構成してよい。

【００７５】信号発生部５５は位相変調器８に供給する
ための基準周波数ｆ_m の信号と励起用光源１Ｂに供給す
るための基準周波数ｆ_Q の信号と同期検波するための所
望の中間周波数ｍｆ_Q −ｎｆ_m （但し、ｍ、ｎは正の整
数。）の信号を発生する。

【００７６】同期検波部５３は、電流電圧変換器９より
出力された電圧信号Ｉを同期検波して数６の式によって
表される変調信号Ｎ₁ 、Ｎ₂ 、Ｎ₃ 、Ｎ₄ のうち所望の
変調信号を出力する。例えば、３つの中間周波数（ｆ_Q
−ｆ_m ）、（ｆ_Q −２ｆ_m ）、（ｆ_Q −４ｆ_m ）成分を
復調する。

【００７７】第１及び第２の中間周波数（ｆ_Q −
ｆ_m ）、（ｆ_Q −２ｆ_m ）の成分Ｎ₁ 、Ｎ ₂ はサニャッ
ク位相差Δθを求めるために使用し、第１及び第４の中
間周波数（ｆ_Q −ｆ_m ）、（ｆ_Q −４ｆ_m ）の成分Ｎ₁
Ｎ₄ は変調度ｘの補正値Δｘを演算するために使用す
る。

【００７８】同期検波部５３は、第１の中間周波数（ｆ
_Q −ｆ_m ）の成分Ｎ₁ として２つの値、即ち、入力角速
度Ωの絶対値が小さい場合に使用される第１の１倍波成
分信号Ｎ_1Aと入力角速度Ωの絶対値が大きい場合に使用
される第２の１倍波成分信号Ｎ_1Bとを演算する。第１の
１倍波成分信号Ｎ_1Aは大きい利得を有する第１の交流増
幅器によって増幅され、第２の１倍波成分信号Ｎ_1Bは小
さい利得を有する第２の交流増幅器によって増幅された
ものである。

【００７９】角速度／角度演算部５９は同期検波部５３
より供給された変調信号Ｎ₁ （＝Ｎ _1A、Ｎ_1B）、Ｎ₂ よ
りサグナック位相差Δθを演算し、更に角速度Ωを演算
してジャイロ出力として出力する。

【００８０】サグナック位相差Δθを求めるために、通
常の位相変調方式の光ファイバジャイロの場合と同様な
演算がなされる。例えば、２つの中間周波数（ｆ_Q −ｆ
_m ）、（ｆ_Q −２ｆ_m ）成分の振幅Ｎ₁ 、Ｎ₂ の比Ｎ₁
／Ｎ₂ を求める。

【００８１】

【数９】 Ｎ₁ ／Ｎ₂ ＝−〔Ｊ₁ （ｘ）／Ｊ₂ （ｘ）〕ｔａｎΔθ

【００８２】この比Ｎ₁ ／Ｎ₂ より係数Ｊ₁ （ｘ）／Ｊ
₂ （ｘ）を消去することによってｔａｎΔθが求められ
る。例えば、この比Ｎ₁ ／Ｎ₂ に既知の〔Ｊ₁ （ｘ）／
Ｊ₂（ｘ）〕の値の逆数を掛け算してもよく、又は、Ｊ
₁ （ｘ）＝Ｊ₂ （ｘ）となるように変調度ｘをｘ＝２．
６３としてもよい。こうしてサグナック位相差Δθが求
められると、数１の式によって角速度Ωが得られる。

【００８３】本例によると、角速度／角度演算部５９
は、サグナック位相差Δθを求めるために、第１又は第
２の１倍波成分信号Ｎ_1A、Ｎ_1Bを使用する。入力角速度
Ωの絶対値が小さいときには、第１の１倍波成分信号Ｎ
_1Aと２倍波成分信号Ｎ₂ とによって位相差Δθを演算
し、入力角速度Ωの絶対値が大きいときには、第２の１
倍波成分信号Ｎ_1Bと２倍波成分信号Ｎ₂ とによって位相
差Δθを演算する。

【００８４】こうして、入力角速度Ωの絶対値が大きい
ときに、サグナック位相差Δθを演算するために第２の
１倍波成分信号Ｎ_1Bが使用されるが、第２の１倍波成分
信号Ｎ_1Bは第１の１倍波成分信号Ｎ_1Aに比べて誤差が大
きいからそれに修正する必要がある。角速度／角度演算
部５９は第１の１倍波成分信号Ｎ_1Aと第２の１倍波成分
信号Ｎ_1Bの偏差であるバイアス補正値ΔＮ_1BD を演算す
る。斯かるバイアス補正値ΔＮ_1BD によって、第２の１
倍波成分信号Ｎ_1Bのバイアス補正を行う。

【００８５】変調度演算部６１はより正確な変調度制御
を実行するために設けられている。変調度制御は位相変
調器８に供給する電圧信号、即ち、変調度信号を変化さ
せることによって所望の位相変調度ｘを得るものであ
る。しかしながら、一般に、変調度ｘを所望の値に固定
するのは困難であり、変調度ｘを一定値に維持するため
の制御系が様々工夫されている。

【００８６】本例では、変調度演算部６１は同期検波部
５３より供給された変調信号Ｎ₂ 、Ｎ₄ より変調度ｘの
補正値Δｘを演算しそれを変調信号発生部５７に供給す
る。こうして所望の変調度ｘを得るための変調度制御
は、例えば本願出願人と同一の出願人によって出願され
た特願昭６１−１８２３５２号に開示されたものがあ
る。

【００８７】変調信号発生部５７は変調度信号ｘを変調
度補正値Δｘによって補正しそれを位相変調器８に供給
する。それによって所望の変調度ｘを得ることができ
る。最後にフィルタ７１について説明する。上述のよう
に、振幅変調の関数Ｅ（ｔ）は、一般に基準周波数ｆ_Q
を含む矩形波又は正弦波である。一方、信号発生器５５
によって生成される基準周波数ｆ_Q は矩形波である。従
って関数Ｅ（ｔ）が正弦波の場合、基準周波数ｆ_Q をフ
ィルタ７１によって正弦波に波形整形する。

【００８８】図２を参照して本発明による光ファイバジ
ャイロの第２の例について説明する。本例の光ファイバ
ジャイロは、振幅変調を用いたセロダイン方式の光ファ
イバジャイロである。

【００８９】本例によると、光源装置として希土類元素
ドープ光ファイバ型光源装置が用いられる。希土類元素
ドープ光ファイバ型光源装置は、希土類元素ドープ光フ
ァイバ１Ａと励起用光源１Ｂと光アイソレータ１Ｃとダ
イクロイックミラー１Ｄとを有する。本例の光源装置は
図１に示した本発明による光ファイバジャイロの第２の
例に使用されている光源装置と同様な構成であってよ
い。

【００９０】本例の光ファイバジャイロは、図６に示し
た例と比較して発光器１及び発光器駆動器１１の代わり
に希土類元素ドープ光ファイバ型光源装置が使用されて
いる点が異なり、それ以外の構成は同様であってよい。

【００９１】本例の光ファイバジャイロは希土類元素ド
ープ光ファイバ型光源装置に加えて更に、受光器２と光
ファイバループ３と光集積回路４と電流電圧変換器９と
を有する。光集積回路４は２つのＹ分岐５、６と位相変
調器８とセロダイン位相変調器８’とを有する。

【００９２】本例によると、希土類元素ドープ光ファイ
バ型光源からの光は基準周波数ｆ_Qによって振幅変調さ
れている。励起用光源１Ｂは直流電圧ＤＣと基準周波数
ｆ_Qの電圧信号を入力する。直流電圧は基準周波数ｆ_Q
によって振幅変調される。励起用光源１Ｂは基準周波数
ｆ_Q によって振幅変調された励起用光を出力し、希土類
元素ドープ光ファイバ１Ａは基準周波数ｆ_Q によって振
幅変調された光源光を発生する。

【００９３】従って、こうして振幅変調された光が光フ
ァイバループ３を伝播し、位相変調器８によって基準周
波数ｆ_m によって位相変調され、更にセロダイン位相変
調器８’によってセロダイン変調される。

【００９４】本例の場合、受光器２によって受光される
干渉光又は電流電圧変換器９によって出力される光の強
さ信号Ｉは、数６の式と同様に振幅変調の関数Ｅ（ｔ）
を含む。

【００９５】

【数１０】Ｉ₀ ＝２Ｅ₀ ²Ｅ（ｔ）² ｛１＋Ｊ₀ （ｘ）ｃ
ｏｓ（Δθ＋Δα）｝ Ｉ₁ ＝４Ｅ₀ ²Ｅ（ｔ）² ・Ｊ₁ （ｘ）ｓｉｎ（Δθ＋Δ
α） Ｉ₂ ＝４Ｅ₀ ²Ｅ（ｔ）² ・Ｊ₂ （ｘ）ｃｏｓ（Δθ＋Δ
α） Ｉ₃ ＝４Ｅ₀ ²Ｅ（ｔ）² ・Ｊ₃ （ｘ）ｓｉｎ（Δθ＋Δ
α） Ｉ₄ ＝４Ｅ₀ ²Ｅ（ｔ）² ・Ｊ₄ （ｘ）ｃｏｓ（Δθ＋Δ
α）

【００９６】Δαはセロダイン位相差である。振幅変調
関数Ｅ（ｔ）は、一般に基準周波数ｆ_Q を含む矩形波又
は正弦波である。結局、受光器２によって受光される干
渉光又は電流電圧変換器９によって出力される光の強さ
信号Ｉは、多数の中間周波数ｍｆ_Q −ｎｆ_m （但しｍ、
ｎは正の整数。）成分を含むものとして得られる。

【００９７】例えば、ｍ＝１とし、ｎ＝１、２、３、４
として、４つの中間周波数（ｆ_Q −ｆ_m ）、（ｆ_Q −２
ｆ_m ）、（ｆ_Q −３ｆ_m ）、（ｆ_Q −４ｆ_m ）を考え
る。これらの各中間周波数成分の振幅をＮ₁ 、Ｎ₂ 、Ｎ
₃ 、Ｎ₄ とおくと、次の式によって表される。

【００９８】

【数１１】 Ｎ₁ ＝−ＫＥ₀ ²・Ｊ₁ （ｘ）・ｓｉｎ（Δθ＋Δα） Ｎ₂ ＝ＫＥ₀ ²・Ｊ₂ （ｘ）・ｃｏｓ（Δθ＋Δα） Ｎ₃ ＝−ＫＥ₀ ²・Ｊ₃ （ｘ）・ｓｉｎ（Δθ＋Δα） Ｎ₄ ＝ＫＥ₀ ²・Ｊ₄ （ｘ）・ｃｏｓ（Δθ＋Δα）

【００９９】Ｋは関数Ｅ（ｔ）によって決まる定数であ
る。

【０１００】本例の光ファイバジャイロは、更に、同期
検波部５３と信号発生部５５と変調信号発生部５７とＣ
ＰＵ６５とセロダイン変調信号発生部６７とフィルタ７
１を有する。同期検波部５３と信号発生部５５と変調信
号発生部５７の構成及び動作は図１の例と同様である。

【０１０１】セロダイン変調信号発生部６７は、光ファ
イバループ３を互いに反対方向に伝播する２つの光に、
図３Ａに示すごときセロダイン波形の位相差α_T 、α₀
を生成するように、セロダイン変調信号を生成する。セ
ロダイン変調の制御ループによると、ｓｉｎ（Δθ＋Δ
α）＝０となるように、セロダイン変調信号が調節され
る。従って、制御点では、同期検波部５３から供給され
た第１の中間周波数成分の振幅信号Ｎ₁ がゼロとなる。

【０１０２】こうして、第１の中間周波数成分の振幅信
号Ｎ₁ がゼロとなったとき、即ち、ｓｉｎ（Δθ＋Δ
α）＝０となったとき、セロダイン周波数ｆ_S を求め、
それをＣＰＵ６５に供給する。

【０１０３】図７を参照してＣＰＵ６５の構成を説明す
る。本例のＣＰＵ６５は角速度／角度演算部５９と変調
度演算部６１と２π制御部６３とを有する。角速度／角
度演算部５９は、セロダイン変調信号発生部６７より供
給されたセロダイン周波数ｆ _S より数５の式によってサ
グナック位相差Δθを求め、数１の式によって角速度Ω
を求める。変調度演算部６１は図１に示した位相変調方
式の光ファイバジャイロの場合と同様な構成及び動作で
あってよい。

【０１０４】２π制御部６３はセロダイン方式の光ファ
イバジャイロにおいて、２π誤差を補正するために設け
られている。セロダイン変調に使用される鋸歯状波形は
図３Ａに示したように１周期Ｔ_S 中にゼロから２πまで
変化するが、最大値を正確に２πとすることは一般に困
難である。この最大値が２πよりズレることによって発
生する誤差を２π誤差という。２π誤差の補正は２π制
御と称されるが、２π制御の詳細については本願出願人
と同一の出願人によって出願された特願平４−３０６９
７５号を参照されたい。

【０１０５】２π制御部６３によって生成された２π誤
差補正信号Δ２πはセロダイン変調信号発生部６７に供
給される。セロダイン変調信号発生部６７は２π誤差補
正信号Δ２πによってセロダイン変調信号を修正する。

【０１０６】以上本発明の実施の形態について詳細に説
明したが、本発明はこれらの例に限定されることなく特
許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更等
が可能であることは当業者にとって理解されよう。

【０１０７】上述の例では、２つのカプラ５、６と位相
変調器８、８’を含む光集積回路４を使用する例を説明
した。しかしながら、図４に示す例のように、光集積回
路４を用いず、２つのカプラ５、６と位相変調器８、
８’を独立的な部品として構成してもよい。

【０１０８】

【発明の効果】本発明によると、光源光を振幅変調する
形式の光ファイバジャイロにおいて、希土類元素ドープ
光ファイバ型光源が用いられているため、希土類元素ド
ープ光ファイバの励起光を振幅変調することによって光
源光を振幅変調することができる利点を有する。

【０１０９】本発明によると、光源光を振幅変調する形
式の光ファイバジャイロにおいて、希土類元素ドープ光
ファイバ型光源が用いられているため、従来のように半
導体発光素子を光源として用いる場合に比べて、温度変
化に起因する誤差がすくなくなる利点を有する。

【０１１０】本発明によると、光源光を振幅変調する形
式の光ファイバジャイロにおいて、希土類元素ドープ光
ファイバ型光源が用いられているため、従来のように半
導体発光素子を光源として用いる場合に比べて、測定部
側の光ファイバとの結合性が良好であり、光の損失を少
なくすることができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光ファイバジャイロ（位相変調方
式）の第１の例を示す図である。

【図２】本発明による光ファイバジャイロ（セロダイン
方式）の第２の例を示す図である。

【図３】セロダイン変調を説明するための波形図であ
る。

【図４】従来の光ファイバジャイロの第１の例を示す図
である。

【図５】従来の光ファイバジャイロ（位相変調方式）の
第２の例を示す図である。

【図６】従来の光ファイバジャイロ（セロダイン方式）
の第３の例を示す図である。

【図７】従来のＣＰＵの構成例を示す図である。

【符号の説明】

１Ａ 希土類元素ドープ光ファイバ １Ｂ 励起用光源 １Ｃ 光アイソレータ １Ｄ ダイクロイックミラー ２ 受光器 ３ 光ファイバループ ４ 光集積回路 ５、６ カプラ ８、８’ 位相変調器 ９ 電流電圧変換器 ５３ 同期検波部 ５５ 信号発生部 ５７ 変調信号発生部 ５９ 角速度／角度演算部 ６１ 変調度演算部 ６５ ＣＰＵ ６７ セロダイン変調信号発生部 ７１ フィルタ １０１ 光源 １０２ 受光器 １０３ 光ファイバループ １０４ 偏光子 １０５、１０６ カプラ １０７ 電流電圧変換器 １０８、１０８’ 位相変調器 １０９ 信号発生器 １１０ 同期検波器

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、光ファイバループと、該光ファ
   イバループ内を互いに反対方向に伝搬する第１及び第２
   の伝播光を位相変調する位相変調器と、上記第１及び第
   ２の伝播光の干渉光を検出する受光器と、該受光器によ
   って検出された干渉光の強さＩの信号より所望の周波数
   成分を同期検波する同期検波部と、該同期検波部によっ
   て得られた信号より上記干渉光に現れるサグナック位相
   差Δθを演算し更に角速度Ωを演算する角速度／角度演
   算部と、を有し、上記光源からの光を振幅変調すること
   によって上記干渉光の強さＩの信号に所望の中間周波数
   成分を生成し、上記同期検波部によって上記所望の中間
   周波数成分を検出し、それによって上記角速度／角度演
   算部は上記サグナック位相差Δθ及び上記角速度Ωを演
   算するように構成されている光ファイバジャイロにおい
   て、 上記光源は希土類元素添加光ファイバと励起用光源とを
   含み、該励起用光源からの励起光を強度変調することに
   よって上記光源からの光を振幅変調するように構成され
   ていることを特徴とする光ファイバジャイロ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光ファイバジャイロにお
   いて、 上記干渉光の強さＩの信号に生成された上記所望の中間
   周波数は、上記光源からの光の振幅変調に使用する信号
   の基準周波数ｆ_Q と上記位相変調器によって位相変調す
   るために使用する信号の基準周波数ｆ_m とによって、ｍ
   ｆ_Q −ｎｆ_m （但しｍ、ｎは正の整数。）によって表さ
   れることを特徴とする光ファイバジャイロ。
3. 【請求項３】 請求項２記載の光ファイバジャイロにお
   いて、 上記光源の光の振幅変調に使用する基準周波数ｆ_Q は複
   数の基準周波数ｆ_Q1、ｆ_Q2、ｆ_Q3、ｆ_Q4等を含み、該複
   数の基準周波数の信号と上記位相変調器によって位相変
   調するために使用する基準周波数ｆ_m の信号とによって
   上記干渉光の強さＩの信号に所望の中間周波数ｍｆ_Qi−
   ｎｆ_m （ｉは正の整数。）を発生するように構成されて
   いることを特徴とする光ファイバジャイロ。
4. 【請求項４】 請求項２又は３記載の光ファイバジャイ
   ロにおいて、 上記光源の光の振幅変調は上記励起用光源からの励起光
   を周期Ｔ＝１／ｆ_Q の矩形波を使用して強度変調をする
   ことによってなされることを特徴とする光ファイバジャ
   イロ。
5. 【請求項５】 請求項２又は３記載の光ファイバジャイ
   ロにおいて、 上記光源の光の振幅変調は上記励起用光源からの励起光
   を周期Ｔ＝１／ｆ_Q の正弦波を使用して強度変調をする
   ことによってなされることを特徴とする光ファイバジャ
   イロ。
6. 【請求項６】 請求項１、２、３、４又は５記載の光フ
   ァイバジャイロにおいて、 上記光源の光を振幅変調するために使用する基準周波数
   ｆ_Q の信号と上記位相変調器によって位相変調するため
   に使用する基準周波数ｆ_m の信号と上記同期検波部によ
   って上記所望の中間周波数を検波するために使用する中
   間周波数ｍｆ_Q−ｎｆ_m の信号とを発生する信号発生部
   を供えたことを特徴とする光ファイバジャイロ。
7. 【請求項７】 請求項１、２、３、４、５又は６記載の
   光ファイバジャイロにおいて、 上記光強度信号Ｉを比較的大きい交流利得によって増幅
   する第１の交流増幅器と、上記光強度信号Ｉを比較的小
   さい交流利得によって増幅する第２の交流増幅器と、上
   記第１の交流増幅器の出力を同期検波して第１の１倍波
   成分信号Ｎ_1Aを生成する第１の同期検波器と、上記第２
   の交流増幅器の出力を同期検波して第２の１倍波成分信
   号Ｎ_1Bを生成する第２の同期検波器と、上記光強度信号
   Ｉを同期検波して２倍波成分信号Ｎ₂ を生成する第３の
   同期検波器と、入力角速度Ωが小さいときに上記第１の
   １倍波成分信号Ｎ_1Aを出力し入力角速度Ωが大きいとき
   に上記第２の１倍波成分信号Ｎ_1Bを出力する信号切替え
   器と、を有し、入力角速度Ωが小さいときには上記第１
   の１倍波成分信号Ｎ_1Aと上記２倍波成分信号Ｎ₂ とより
   上記位相差Δθを演算し、入力角速度Ωが大きいときに
   は上記第２の１倍波成分信号Ｎ_1Bと上記２倍波成分信号
   Ｎ₂ とより上記位相差Δθを演算するように構成された
   光ファイバジャイロ。
8. 【請求項８】 請求項７記載の光ファイバジャイロにお
   いて、 上記第１の１倍波成分信号Ｎ_1Aと上記第２の１倍波成分
   信号Ｎ_1Bとの偏差であるバイアス補正値ΔＮ_1Bを供給す
   るバイアス補正器と上記バイアス補正値ΔＮ_1Bを上記第
   ２の１倍波成分信号Ｎ_1Bより減算する加算器とを設け、
   上記バイアス補正器は入力角速度Ωが小さいときに上記
   バイアス補正値ΔＮ_1Bを上記加算器に供給して上記第２
   の１倍波成分信号Ｎ_1Bを補正するように構成されている
   ことを特徴とする光ファイバジャイロ。
9. 【請求項９】 請求項１、２、３、４、５又は６記載の
   光ファイバジャイロにおいて、 更に、上記光ファイバループ内を互いに反対方向に伝搬
   する第１の伝播光と第２の伝播光をそれぞれセロダイン
   変調するセロダイン変調器を設け、セロダイン方式によ
   って上記サグナック位相差Δθを演算し更に上記角速度
   Ωを演算するように構成された光ファイバジャイロ。