JPS5960311A - 光フアイバ・ジヤイロ・システム - Google Patents
光フアイバ・ジヤイロ・システムInfo
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- JPS5960311A JPS5960311A JP57172017A JP17201782A JPS5960311A JP S5960311 A JPS5960311 A JP S5960311A JP 57172017 A JP57172017 A JP 57172017A JP 17201782 A JP17201782 A JP 17201782A JP S5960311 A JPS5960311 A JP S5960311A
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- JP
- Japan
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- light
- optical fiber
- output
- angle
- optical
- Prior art date
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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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Lasers (AREA)
- 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】
発明の技術分野
本発明は、ザブナック効果を利用したレーザ・ジャイロ
に関し、特にローションゾリズＪオを用いて光の偏波分
離・結合を行うようにした光ファイバ・ジャー（＋：Ｊ
・シスデノ・に関するものである。
に関し、特にローションゾリズＪオを用いて光の偏波分
離・結合を行うようにした光ファイバ・ジャー（＋：Ｊ
・シスデノ・に関するものである。
（；を来技術と問題点
光ソアイパ・ジャイＬトシステムは、光フアイバ中にお
いて牛しるザブナック効果を利用して物体の回転角速度
を検出するものであって、既に知られζいる。
いて牛しるザブナック効果を利用して物体の回転角速度
を検出するものであって、既に知られζいる。
第１図は光ソアイハ・ジャイロ・ンステムの基本形をボ
したものである。同図におい゛ζレーザ１の出力光はヒ
ームスプリック２を経て右回り光３と左回り光４とを生
じ、両光は光フアイバループ５を４ｔ、１１翳し゛ζビ
ームスプリッタ６において合波され、受光器７で検出さ
れる。いよ第１図の光学系が矢印の方向に角速度Ωで回
転していると、再出力光間には Δθ−２π１りＬ／λＣ・Ω なる位相差を生じる。ここでＲは光フアイバループの半
径、しはファイバ長、λは波長、Ｃば光速である。これ
はリーグナック効果として知られているものであり、こ
れによつ゛ζ光学系が慣性空間に対して有する回転角速
度を知ることができる。
したものである。同図におい゛ζレーザ１の出力光はヒ
ームスプリック２を経て右回り光３と左回り光４とを生
じ、両光は光フアイバループ５を４ｔ、１１翳し゛ζビ
ームスプリッタ６において合波され、受光器７で検出さ
れる。いよ第１図の光学系が矢印の方向に角速度Ωで回
転していると、再出力光間には Δθ−２π１りＬ／λＣ・Ω なる位相差を生じる。ここでＲは光フアイバループの半
径、しはファイバ長、λは波長、Ｃば光速である。これ
はリーグナック効果として知られているものであり、こ
れによつ゛ζ光学系が慣性空間に対して有する回転角速
度を知ることができる。
このような光ファイバ・ジャイ１１・システムにおいて
生じる両出力光の位相差を測定して回転角速度を求める
だめの方法として、に（：＞ｋ種）ｌの方式が研究され
提案されている。し力化ノ、ｆがＬ′ｒ ｔｉｔ来の方
式はいずれも何等かの意味におい゛（欠点ないし問題の
あるものであった。ずなわｊ）第１図の基本形において
、ファイバ励振用のレンズのイ１装置を調整することに
よってリング状の干渉縞を１！Ｊ、例えばその縞の明る
さが最大値と最小値の平均値になる位置に受光器を配置
することによ一つＣ，ｓｉｎ△θに比例した出力を得る
デフォーカスＹ人や、波ＩＱ板を用いて左右両回り光が
光ファイノ＼中を直交偏波で伝播するようにし、電気光
学変調器の異方性を利用してπ／２の位相差バイアスを
与えることによって、ｓｉｎΔθに比例した出力をｉ［
Ｉて感度を最適化する直交偏波法では、左右両回り光１
？３に光路差があると、その温度変動およびレーザダイ
メートのスベク］・ル変動により出力変動が牛しるとい
う欠点がある。
生じる両出力光の位相差を測定して回転角速度を求める
だめの方法として、に（：＞ｋ種）ｌの方式が研究され
提案されている。し力化ノ、ｆがＬ′ｒ ｔｉｔ来の方
式はいずれも何等かの意味におい゛（欠点ないし問題の
あるものであった。ずなわｊ）第１図の基本形において
、ファイバ励振用のレンズのイ１装置を調整することに
よってリング状の干渉縞を１！Ｊ、例えばその縞の明る
さが最大値と最小値の平均値になる位置に受光器を配置
することによ一つＣ，ｓｉｎ△θに比例した出力を得る
デフォーカスＹ人や、波ＩＱ板を用いて左右両回り光が
光ファイノ＼中を直交偏波で伝播するようにし、電気光
学変調器の異方性を利用してπ／２の位相差バイアスを
与えることによって、ｓｉｎΔθに比例した出力をｉ［
Ｉて感度を最適化する直交偏波法では、左右両回り光１
？３に光路差があると、その温度変動およびレーザダイ
メートのスベク］・ル変動により出力変動が牛しるとい
う欠点がある。
才人−へ響尤’ｉ”変調器を用いて光フアイバ中で両回
り光間に周波数差Δωを与えたときの受光器面」二での
両）し間の位相差Δθは、Ｉ’ｌを単一モード光ノーｊ
′ｒハの等価屈折率として、 八〇−１１、／（−・Δω で！ｊ−え？、れ周波数差に比例するので、周波数測定
を行・）ご、′−に、１−っで位相差を知るレーザ周波
数変化法におい°（は、光フアイバ中での左右両回り光
間に周波数差があると、光ファ・ｆハの温度変動により
出力変動が生じるという欠点がある。
り光間に周波数差Δωを与えたときの受光器面」二での
両）し間の位相差Δθは、Ｉ’ｌを単一モード光ノーｊ
′ｒハの等価屈折率として、 八〇−１１、／（−・Δω で！ｊ−え？、れ周波数差に比例するので、周波数測定
を行・）ご、′−に、１−っで位相差を知るレーザ周波
数変化法におい°（は、光フアイバ中での左右両回り光
間に周波数差があると、光ファ・ｆハの温度変動により
出力変動が生じるという欠点がある。
さらにごれら各種の方法およびその他の従来の方法にお
いては、光フアイバ中での偏波状態の変動によって出力
が変動する。ずなわら一般の単一モード光ファイバでは
直線偏波で励振しても出力り出力変動が生じるという問
題がある。また光フアイバ中におりる偏波状態の変動は
地磁気の影響によっても生じることが知られζおり、こ
れによっても出力変ｌｌ１ＩＪを生じる。
いては、光フアイバ中での偏波状態の変動によって出力
が変動する。ずなわら一般の単一モード光ファイバでは
直線偏波で励振しても出力り出力変動が生じるという問
題がある。また光フアイバ中におりる偏波状態の変動は
地磁気の影響によっても生じることが知られζおり、こ
れによっても出力変ｌｌ１ＩＪを生じる。
またすべての方法において、光源の干渉性が良好な場合
には光フ゛ｉ′イバ中およびその他の部分からの戻り光
が信す光と干渉し、これによって出力変動を生じる。
には光フ゛ｉ′イバ中およびその他の部分からの戻り光
が信す光と干渉し、これによって出力変動を生じる。
このように従来の光ファイバ・ジート−イロ・システム
はいずれも何等かの欠点ないし問題点を合しており、必
ずしも理想的なものでなかった。
はいずれも何等かの欠点ないし問題点を合しており、必
ずしも理想的なものでなかった。
発明の目的
本発明はこのような従来技術の問題点を解決しようとす
るものであって、その目的は」一連のごとき従来のシス
テムにおいてｉｌ ＬＪるごとができなかった種々のに
１「音原因を除去して回・１υ、角速度の検出限界を１
：１０ニさせるとともに、ｉｆ”ｂ信（イ１化、高安定
化ならびに低消費電力化を達成する、二とができる）し
ファイバ・ジ−レイロ・システムを１に（１才Ｕ＋こと
にある。
るものであって、その目的は」一連のごとき従来のシス
テムにおいてｉｌ ＬＪるごとができなかった種々のに
１「音原因を除去して回・１υ、角速度の検出限界を１
：１０ニさせるとともに、ｉｆ”ｂ信（イ１化、高安定
化ならびに低消費電力化を達成する、二とができる）し
ファイバ・ジ−レイロ・システムを１に（１才Ｕ＋こと
にある。
発明の実施例
第２図は本発明の光ファイバ・ジャーロートシステムの
一実施例の構成を示ずし１でＪらる。同図において、１
１は光源であるレーザダイＡ−１，１２は出力モニタ端
子１．１ζＩばレンズ、１４はレーザダイオード１（の
出力光から直線偏光のめを抽出するグラントムプソンゾ
リスム、１５はレンツい１６はλ／４位相板、せ中竹＃
何イー酩箸ＬＬ７は入出力光ファイバ、Ｉ８はレンズ、
１９は円偏波光を異常光と常光とに分離しまた逆の結合
を行う１．！−ジョンプリズム、２（）はレンズ、２１
は定偏波光ソアイハルーブ、２２．２３はファ・イバル
ープ２１の両端部、２４．２５は光方向性結合器、２６
は出力モニタ＋ＭＡ！子、２７はλ／４位相板、２８は
光検知器、２１〕は位相差出力０１１１子である。
一実施例の構成を示ずし１でＪらる。同図において、１
１は光源であるレーザダイＡ−１，１２は出力モニタ端
子１．１ζＩばレンズ、１４はレーザダイオード１（の
出力光から直線偏光のめを抽出するグラントムプソンゾ
リスム、１５はレンツい１６はλ／４位相板、せ中竹＃
何イー酩箸ＬＬ７は入出力光ファイバ、Ｉ８はレンズ、
１９は円偏波光を異常光と常光とに分離しまた逆の結合
を行う１．！−ジョンプリズム、２（）はレンズ、２１
は定偏波光ソアイハルーブ、２２．２３はファ・イバル
ープ２１の両端部、２４．２５は光方向性結合器、２６
は出力モニタ＋ＭＡ！子、２７はλ／４位相板、２８は
光検知器、２１〕は位相差出力０１１１子である。
第２図におい゛（、レーザダイオード１１の出力光はレ
ンズ１３を経てグラントムプソンプリズム１４に入力さ
れ、直１ｌｉｌ偏光成分を抽出される。これは一般にレ
ーザダイオ−１゛１１の発生光は直線偏光であるが、他
の偏光成分を多少含むことを避けられない。そごでグラ
ン１−ムプソンプリズム１４を通ずことに、１、−）Ｃ
不ｉＪ！：偏光成分を除去するものであり、これにより
て不要偏光成分を例えば６０ｄｌｔ程度減衰さ−Ｕるこ
とがＣきる。なおモニタ端子１２の出力によってこの際
にお＆Ｊるレーザダイオード１１の出力レベルを監視す
ることができる。
ンズ１３を経てグラントムプソンプリズム１４に入力さ
れ、直１ｌｉｌ偏光成分を抽出される。これは一般にレ
ーザダイオ−１゛１１の発生光は直線偏光であるが、他
の偏光成分を多少含むことを避けられない。そごでグラ
ン１−ムプソンプリズム１４を通ずことに、１、−）Ｃ
不ｉＪ！：偏光成分を除去するものであり、これにより
て不要偏光成分を例えば６０ｄｌｔ程度減衰さ−Ｕるこ
とがＣきる。なおモニタ端子１２の出力によってこの際
にお＆Ｊるレーザダイオード１１の出力レベルを監視す
ることができる。
グラントムプランプリズム１イの出力光ε９ルンズ１５
を経てλ／４位相板１６に加えられ゛Ｃ１円偏光に変換
される。位相ＪＮ１６には」二連のように完全な直線偏
光が加えられているので、その出力光として完全な円偏
光が１ｑられる。位相板１Ｇの出力は光ファイバ１７を
経てレンズ１８に加えられ、レンズ１８ヲ経てローシコ
ンプリズム１９に入力される。光フアイバ１７上の光の
一部は光方向性結合器２４を経て端子２Ｇに取り出され
、これによって１２−シ゛Ｉンプリスム１９に対する入
力光レベルを監視することができるようになっている。
を経てλ／４位相板１６に加えられ゛Ｃ１円偏光に変換
される。位相ＪＮ１６には」二連のように完全な直線偏
光が加えられているので、その出力光として完全な円偏
光が１ｑられる。位相板１Ｇの出力は光ファイバ１７を
経てレンズ１８に加えられ、レンズ１８ヲ経てローシコ
ンプリズム１９に入力される。光フアイバ１７上の光の
一部は光方向性結合器２４を経て端子２Ｇに取り出され
、これによって１２−シ゛Ｉンプリスム１９に対する入
力光レベルを監視することができるようになっている。
ローシコンプリズムＩ９は入力円偏光を異常光と雷光と
に分Ｐｉｌｌ Ｌ、、３） Ｍｌｆされた異常光と常光
はレンズ２０を経てそれぞれ端部２２゜２３に入射され
て、定偏波光ファ・イハルーゾ２１にそれぞれ右回り光
と左回り光を生じる。定偏波光ファイ八ループ２１は一
種類の偏光のめを伝送する定偏波光ファーイバをループ
状に形成してノ、ｆす、その両端部２２．２３はそれぞ
れの端面におい°（その偏波面がｉ＋’ｉ交するごとく
保持されていて、それぞれ異常光と常光と茫選沢的に入
出射）ることかできるようになっている。
に分Ｐｉｌｌ Ｌ、、３） Ｍｌｆされた異常光と常光
はレンズ２０を経てそれぞれ端部２２゜２３に入射され
て、定偏波光ファ・イハルーゾ２１にそれぞれ右回り光
と左回り光を生じる。定偏波光ファイ八ループ２１は一
種類の偏光のめを伝送する定偏波光ファーイバをループ
状に形成してノ、ｆす、その両端部２２．２３はそれぞ
れの端面におい°（その偏波面がｉ＋’ｉ交するごとく
保持されていて、それぞれ異常光と常光と茫選沢的に入
出射）ることかできるようになっている。
ファ・イハループ２Ｆにおける右回り光と左回り光とは
、それぞれα１１１部２３．２２からレンズ２０を経て
１−１−シ三１ンプリズム１９に入射し、１．Ｉ−ジョ
ンプリズム１９においてｉｌＦび合波されて円偏光を住
じる。１」−シ；１ンゾリズノ・１９の出力はレンズＩ
８を経て光ファイバ１７に戻り光力同性結合器２５を経
て取り出され、λ／４位相板２７に加えられることによ
って−・力の（１，、ｌ尤の１／）がπ／２位相がずれ
る。λ／４位相Ｊｂ、２１の出力は光検知器２８に加え
られて電気的出力に変ＩＶ１され、＋’ａ （−２！１
から取り出される。
、それぞれα１１１部２３．２２からレンズ２０を経て
１−１−シ三１ンプリズム１９に入射し、１．Ｉ−ジョ
ンプリズム１９においてｉｌＦび合波されて円偏光を住
じる。１」−シ；１ンゾリズノ・１９の出力はレンズＩ
８を経て光ファイバ１７に戻り光力同性結合器２５を経
て取り出され、λ／４位相板２７に加えられることによ
って−・力の（１，、ｌ尤の１／）がπ／２位相がずれ
る。λ／４位相Ｊｂ、２１の出力は光検知器２８に加え
られて電気的出力に変ＩＶ１され、＋’ａ （−２！１
から取り出される。
いまｆ（１＞！ ｌツ１の光学系が慣性空間に対し゛ζ
静止していイ）とき（１１、ソアイハルーブ２１におい
て両回り光の間に位相差は発生しない。従って【」−シ
ョンプリズＪ、、 Ｉ りの合波出力光によるλ／４位
相板２７の出力における円偏光の位相差はπ／２であっ
て合成出力は（）であり、従っ゛ζ光検知器２８を紅°
ζ端子２９に生じる電気出力ば０である。
静止していイ）とき（１１、ソアイハルーブ２１におい
て両回り光の間に位相差は発生しない。従って【」−シ
ョンプリズＪ、、 Ｉ りの合波出力光によるλ／４位
相板２７の出力における円偏光の位相差はπ／２であっ
て合成出力は（）であり、従っ゛ζ光検知器２８を紅°
ζ端子２９に生じる電気出力ば０である。
第２図の光学系が慣性空間に対して回転角速度を有する
場合には、第１図について説明したように両回り光間に
位相差を生じて、λ／４位相板２７の出力におりる両部
光間の位相差はπ／２ではなく 、に１＝って光検知器
２８は位相差のπ／２からの偏差角θに対して、ＣＯ３
θに比例した大きさの電気出力を発４Ｆ、する。λ／４
位相板２７は、このように両部波光の一方のみをπ／２
移和して、ファイバループ２１中におりる両回り光の位
相差に列して、はぼ直線的に変化する出力を１１するた
めに用いられている。
場合には、第１図について説明したように両回り光間に
位相差を生じて、λ／４位相板２７の出力におりる両部
光間の位相差はπ／２ではなく 、に１＝って光検知器
２８は位相差のπ／２からの偏差角θに対して、ＣＯ３
θに比例した大きさの電気出力を発４Ｆ、する。λ／４
位相板２７は、このように両部波光の一方のみをπ／２
移和して、ファイバループ２１中におりる両回り光の位
相差に列して、はぼ直線的に変化する出力を１１するた
めに用いられている。
第３図は第２図の実施例中におりる入出力光ファイバ１
７．レンス１Ｂ、ローシ三Ｉンソ°リズム１９．レンズ
２０．および定偏波光フアイバループ２１の具体的構成
例を示している。同図においては、第２図におけると同
じ部分を同じ番１づに、ｌ、つ“Ｃ表しており、３１．
３２は１−Ｊ−シコンプリズム１９の両醋１面、３３は
その機械軸である。
７．レンス１Ｂ、ローシ三Ｉンソ°リズム１９．レンズ
２０．および定偏波光フアイバループ２１の具体的構成
例を示している。同図においては、第２図におけると同
じ部分を同じ番１づに、ｌ、つ“Ｃ表しており、３１．
３２は１−Ｊ−シコンプリズム１９の両醋１面、３３は
その機械軸である。
第３図において、ローションプリズム■９は端面３１．
３２に同一の頭角α１を有している。入力光ソアイバｌ
′ｌはその光軸がローションプリズム１９の機械軸３３
と平行′（′：か・っごれから距離ｔ１に配置され、出
射θ１１１面に傾角θ１を有する。球しンス１８は、光
ファイノ司７とｌ」−ンＦ１ンプリスＪ１１．りの中間
にあって、機械軸３３１１°ｒｉａｌ ｉｆ＋ｉ ３１
からＭＩ１１＋ Ｉ ＋ ニ中心０を有している。また
出力光ファイバ２２．２３は、ｌ：１−ジョンプリズム
１１］の等１＋ｌｌｉ光分岐点Ｍを通る機械軸に平行な
軸に平行にこれからそれぞれ距離１１に配置され、入射
０１１１而にそれぞれ傾角θｐ、−θｐを有する。光ソ
ーＪ′イハ２２，２３は定偏波光フアイバループ２１の
両端口１；をなし、その偏波面は前述の、１、うに直交
するように配置されている。球しンス２０はｌ」−ショ
ンゾリズノ司９と両光ソアイハ２２．２３との中間にあ
って、し１−ジョンプリズム１９の等側光分岐点を通る
機械軸に平行な輔よ、等側光分岐点から距！１ｉｌｉ１
１に中心Ｏ′を有する。いま、ローション−ｙ ＩＪ
スム］ りの１すｉ角α１．入力光ファイバ１７の出射
角θ０．出力光ソアイハ２２．２３の入射角をθｒ。
３２に同一の頭角α１を有している。入力光ソアイバｌ
′ｌはその光軸がローションプリズム１９の機械軸３３
と平行′（′：か・っごれから距離ｔ１に配置され、出
射θ１１１面に傾角θ１を有する。球しンス１８は、光
ファイノ司７とｌ」−ンＦ１ンプリスＪ１１．りの中間
にあって、機械軸３３１１°ｒｉａｌ ｉｆ＋ｉ ３１
からＭＩ１１＋ Ｉ ＋ ニ中心０を有している。また
出力光ファイバ２２．２３は、ｌ：１−ジョンプリズム
１１］の等１＋ｌｌｉ光分岐点Ｍを通る機械軸に平行な
軸に平行にこれからそれぞれ距離１１に配置され、入射
０１１１而にそれぞれ傾角θｐ、−θｐを有する。光ソ
ーＪ′イハ２２，２３は定偏波光フアイバループ２１の
両端口１；をなし、その偏波面は前述の、１、うに直交
するように配置されている。球しンス２０はｌ」−ショ
ンゾリズノ司９と両光ソアイハ２２．２３との中間にあ
って、し１−ジョンプリズム１９の等側光分岐点を通る
機械軸に平行な輔よ、等側光分岐点から距！１ｉｌｉ１
１に中心Ｏ′を有する。いま、ローション−ｙ ＩＪ
スム］ りの１すｉ角α１．入力光ファイバ１７の出射
角θ０．出力光ソアイハ２２．２３の入射角をθｒ。
両レンズの焦点距離をＦとしたとき、これらが次の関係
によつ゛（定められるものとする。
によつ゛（定められるものとする。
θ０−θｒ −５ｉｎ−’ （ｎｃ／ ｎ、−ｓ’ｎ＋
Ｏｐ ） −０ｐθ０＝θｒ ＝ （１、−Ｆ） Ｉ
＋／ｌ”’世ルｎ、は異常光に対する１−１−シ；１ン
プリズムの屈折率 ｎ６は常光に対するｌ−１−シ三Ｉンプリスムの屈折率 δはローションプリズムに、１゛昌する１／＋１常光お
よび常光に対する分離角 ｎｃは入出力光ファイバコア部の屈折重職は空気の屈折
率 このようにしたとき、光フ“７′イハ１７から出！１・
ｊ角００をもって出射した光は異常光と常光とに分離し
、それぞれ入射角ｏｒをもつ“Ｃ光フアイバ２２゜２３
に入射してそれぞれ右回り光、左回り光となってファイ
バループ２１中を伝送され、それぞれ光ファム２３，２
２から出射角θｒをも一ノで出！１＝ｌ Ｌ ’（再び
合波されて光ファイバ１７に入射角θｒを０つて入射し
て元の方向に戻るが、この際によ昌」る入出射角は上述
の関係からすべて等しく、入出力の対称性が完全に保た
れる。第３図に示された光偏波分１ｉＳｌｔ・合成シス
ツー人については、同一出願人によって既に出願され′
ζいる。
Ｏｐ ） −０ｐθ０＝θｒ ＝ （１、−Ｆ） Ｉ
＋／ｌ”’世ルｎ、は異常光に対する１−１−シ；１ン
プリズムの屈折率 ｎ６は常光に対するｌ−１−シ三Ｉンプリスムの屈折率 δはローションプリズムに、１゛昌する１／＋１常光お
よび常光に対する分離角 ｎｃは入出力光ファイバコア部の屈折重職は空気の屈折
率 このようにしたとき、光フ“７′イハ１７から出！１・
ｊ角００をもって出射した光は異常光と常光とに分離し
、それぞれ入射角ｏｒをもつ“Ｃ光フアイバ２２゜２３
に入射してそれぞれ右回り光、左回り光となってファイ
バループ２１中を伝送され、それぞれ光ファム２３，２
２から出射角θｒをも一ノで出！１＝ｌ Ｌ ’（再び
合波されて光ファイバ１７に入射角θｒを０つて入射し
て元の方向に戻るが、この際によ昌」る入出射角は上述
の関係からすべて等しく、入出力の対称性が完全に保た
れる。第３図に示された光偏波分１ｉＳｌｔ・合成シス
ツー人については、同一出願人によって既に出願され′
ζいる。
本発明の光ソアイハ・シャイｌコ・システムは、第３図
に示された光偏波分Ａｌｌ・合成システＪ・を使用する
ごとに、（、〕て、ｉＪｔ来の光ソアイハ・ジャイロ・
シスラームにおいて問題となっていた雑音要因が除去さ
れる。′」なわら第３図から明らかなように、人力光ソ
アイハ１７から見てファイバループ２１にＪ月ノる７ｔ
１回り光と左回り光に対する光路差は全く存在せず、従
って両回り光間の光路差に基づく出力変動が生しない。
に示された光偏波分Ａｌｌ・合成システＪ・を使用する
ごとに、（、〕て、ｉＪｔ来の光ソアイハ・ジャイロ・
シスラームにおいて問題となっていた雑音要因が除去さ
れる。′」なわら第３図から明らかなように、人力光ソ
アイハ１７から見てファイバループ２１にＪ月ノる７ｔ
１回り光と左回り光に対する光路差は全く存在せず、従
って両回り光間の光路差に基づく出力変動が生しない。
またフ）′イムループ２１におりる右回り光と左回り光
とは、同・の入力光から分１’ｊｌＩ した異常光と常
光とかｔ、’） ｉ、（る１）のであって同一周波数を
有し、従っ°ζ両回り光間の周波数差に基づく出力変動
が生じない。
とは、同・の入力光から分１’ｊｌＩ した異常光と常
光とかｔ、’） ｉ、（る１）のであって同一周波数を
有し、従っ°ζ両回り光間の周波数差に基づく出力変動
が生じない。
まノ、： ｒ（箇＋ １２１に才？りる光ファイバ１７
，２２．２３の入出射端面お、１．びＩＪ−ジョンプリ
ズム１９の入出躬端面はずべで光路に対して垂直でなく
、ｔ；（−っ（ごれらの面におりるリターン１１スは
十分小さく１イｉたれていて、戻り光と入力光との干渉
に〕、（つく出力変動が４１．シない。
，２２．２３の入出射端面お、１．びＩＪ−ジョンプリ
ズム１９の入出躬端面はずべで光路に対して垂直でなく
、ｔ；（−っ（ごれらの面におりるリターン１１スは
十分小さく１イｉたれていて、戻り光と入力光との干渉
に〕、（つく出力変動が４１．シない。
さらに第３図におりるファイハルーゾ２１には定（福波
光ファイバが用いられており、１；Ｌつ−（ファ・ｆハ
ループ中において温度変動や地部シ気の影響等があって
も偏波状態の変動がないので、光フアイバ中の偏波状態
変動に基づく出力変動が生しない。
光ファイバが用いられており、１；Ｌつ−（ファ・ｆハ
ループ中において温度変動や地部シ気の影響等があって
も偏波状態の変動がないので、光フアイバ中の偏波状態
変動に基づく出力変動が生しない。
本発明の光ファイバ・ジャイ１」・システムにおいては
、これらの原因に基づくすべての雑音要因が除去される
結果、回転角速度の検１．旧児界をｆｊｆｆ来のシステ
ムに比べて著しく向−１−さ−已ることが１−１能とな
る。
、これらの原因に基づくすべての雑音要因が除去される
結果、回転角速度の検１．旧児界をｆｊｆｆ来のシステ
ムに比べて著しく向−１−さ−已ることが１−１能とな
る。
また第３図に示された光偏波分１ｉｉ１１・合成システ
ムにおいて光ファイバ１７，２２，２３ば１．１−ジョ
ンプリズム１９に対して一定の位置に、かつ互いに平行
に保持される必要があるが、このような光ソアイハの保
持は、シリコン基板」−に周知の方法でエツチングによ
って設りたＶ字形／１−１に収容し°（固定するごとに
よ冒で’Ｆ、ｒ ｋ、Ｓに行うことができ、固定後にお
りる（１冒ｆ１１変化のｋＬシれもなく装置構成および
性能の安定度とイ、１頼１’ｌを＞Ｙ シ＜ ｉｒｌ＋
＜−Ｊるごとができる。
ムにおいて光ファイバ１７，２２，２３ば１．１−ジョ
ンプリズム１９に対して一定の位置に、かつ互いに平行
に保持される必要があるが、このような光ソアイハの保
持は、シリコン基板」−に周知の方法でエツチングによ
って設りたＶ字形／１−１に収容し°（固定するごとに
よ冒で’Ｆ、ｒ ｋ、Ｓに行うことができ、固定後にお
りる（１冒ｆ１１変化のｋＬシれもなく装置構成および
性能の安定度とイ、１頼１’ｌを＞Ｙ シ＜ ｉｒｌ＋
＜−Ｊるごとができる。
また１ｆ束のし・−９′周波Ｖｙ、変化法の場合、左右
両回り光間６．二周波敗差を与えるために光変調を行う
ことが必要とｌＩ′す、そのため／ｌ＋４費電力が増大
するが、本発明のシステムではその必要がないため、消
費電力を小さく保つことが−できる。
両回り光間６．二周波敗差を与えるために光変調を行う
ことが必要とｌＩ′す、そのため／ｌ＋４費電力が増大
するが、本発明のシステムではその必要がないため、消
費電力を小さく保つことが−できる。
発明の効果
以−に説明したように本発明の光ファイバ・ンヤイＩノ
・シスデＪ１によれば、回転角速度の検出限界を向上す
ることができるとともに、装置おまひ性能の高安定化、
’： ＋ｒｌ＋信頼化をしすることができ、さらに低消
費電力なので極めてａ利である。
・シスデＪ１によれば、回転角速度の検出限界を向上す
ることができるとともに、装置おまひ性能の高安定化、
’： ＋ｒｌ＋信頼化をしすることができ、さらに低消
費電力なので極めてａ利である。
第１１２１は光ソアーイハ・ジャ、（Ｕ・システムの基
本形の構成を示す図、第２図は本発明の光ファイバ・シ
ャイしトシステムの一実施例の構成を示す図、第３図は
本発明の光ファイバ・シャイＩ′Ｉ・システムに才昌す
る光偏波分離・合成システムの一構成例を示す図である
。 ｌ レーザ、２−ヒームスプリツタ、３−右回り光、４
左回り光、５−光ソアイハルーゾ、（３−ビームスプ
リッタ、７−受光器、１１ レーデダイオード、１２
−出力モニタ品１子、１．′１ レンズ、１４−グラ
ンｌ−ムプソンプリズム、■５−レンズ、１６−λ／４
位相（ｋ、■−４；消川４Ｉた合■；１７−光フ゛フィ
バ、１８− レンズ、ＬＬ−ｔＪ−ンミ：ｌンゾリスム
、２０−レンズ、２１ 定偏波光ファイバルーゾ、２
２．２３フアイバループ２１の両端部、２４．２５−光
方向性結合器、２６−出力モニタ端子、２７ λ７／
４位相扱、２８−光検知器、２９−位相差出力１瑞ｒ特
許出願人 富士通株式会社 代理人 弁理士 玉蟲久五部 （外３名）５７
本形の構成を示す図、第２図は本発明の光ファイバ・シ
ャイしトシステムの一実施例の構成を示す図、第３図は
本発明の光ファイバ・シャイＩ′Ｉ・システムに才昌す
る光偏波分離・合成システムの一構成例を示す図である
。 ｌ レーザ、２−ヒームスプリツタ、３−右回り光、４
左回り光、５−光ソアイハルーゾ、（３−ビームスプ
リッタ、７−受光器、１１ レーデダイオード、１２
−出力モニタ品１子、１．′１ レンズ、１４−グラ
ンｌ−ムプソンプリズム、■５−レンズ、１６−λ／４
位相（ｋ、■−４；消川４Ｉた合■；１７−光フ゛フィ
バ、１８− レンズ、ＬＬ−ｔＪ−ンミ：ｌンゾリスム
、２０−レンズ、２１ 定偏波光ファイバルーゾ、２
２．２３フアイバループ２１の両端部、２４．２５−光
方向性結合器、２６−出力モニタ端子、２７ λ７／
４位相扱、２８−光検知器、２９−位相差出力１瑞ｒ特
許出願人 富士通株式会社 代理人 弁理士 玉蟲久五部 （外３名）５７
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｆｌ）円偏光を発生ずる光源装置と、該光源装置の出力
側に結合され出力端に１頃角α１を打する光ファイバと
、該光ファイバの光軸から距１ｉｌｌｌｈでかつこれと
平行にｔ浅械軸を有し入出射端面に同一の傾角α１を有
するＩ」−ジョンプリズムと、該ローションプリズムと
前記光ファイバの中間にあって機械軸−Ｊｌ ｌ：Ｊ−
ジョンプリズムの入射端面から距１’５ＩＩ１１に中心
を有する焦点距離Ｆの第１のレンズと、ループ状に形成
された定偏波光ファイバからなり、その両端部が前記ロ
ーションプリズムの等価光分岐点を通る機械軸に平行な
軸からそれぞれ距δ１１１１に平行に配置されかつ両端
面がそれぞれ傾角θｐ。 −θｐを有するとともにその偏光面が両１瑞面において
互いに直交するように配置され“Ｃいる定偏波光フアイ
バループと、該定偏波光ソア・イバループと前記ローシ
ョンプリズムの中間にあって前記ローションシリア１、
ムの等価光分岐点をｉ■る機械軸と平行な軸１−等価光
分岐点から距Ｐ４１ｆｌＨに中心を有する焦点距Ｍｌｔ
＋１’の第２のレンズと、前記光ファイバに結合され
て前記１ｍ＋−ションプリスムから戻った伝送光を取り
１１目゛光方向性結合器と、該先方向性結合器の出力光
の強度を検出１゛イ〕光検知器とを具え、前記ローシリ
ンプリズムの頭角α１．前記光ファイバの人出射角Ｏｏ
、定偏波光ファイバループの両端部における人出ｆｆ・
ｆ ｆｉＩθ「および両しンスの焦点距離１＝’の間に θ０１θｒ −＝ ５ｉｎ−’ （ｎ、／ ｎ、・ｓｉ
ｎθｐ ）−θｐθ０−θｒ ” （１＋ Ｆ） ｈ
／Ｆ２但しｎｅは異常光に対するローションプリズムの
屈折率 ｎｏは常光に対する１４１−ジョンプリズムの屈折率 δはＬノーシコンブリスムにお４Ｊる異常光および常光
に対する分Ｆｅ１ｔ角 ｎ（は入出力光ファイハコγ部の屈折率ｎユは空気の屈
折率 の関係を（’ｊ’ （！シめたことを特徴とする光ファ
イバ・ジャイロ・システム （２）前記光源装置が半導体レーザと、該２１′導体Ｌ
−−ザの発生光から単一の偏波光のめを抽出するグラン
１−ムプソンプリスムと、該グラン１−ノ・グランプリ
ズムの出力光を円偏光に変換する １／４波長位相１に
とからなることを特徴とするＱ”Ｉ’ ：！’１１債求
の範囲第１項記載の光ファイバ・ジー１＝ −（ｌしう
／ステム。 （３）前記光検知器が光路中に１／４波長イ１ン相板を
含め、入力光中における異常光と常光との位相差のπ／
２からの偏差角の余弦に比例した出力を生しることを特
徴とする特許ｉｆｆ求の範囲第１項または第２項記載の
光ファイバ・ジャイロ・システム。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57172017A JPS5960311A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 光フアイバ・ジヤイロ・システム |
| CA000437093A CA1238970A (en) | 1982-09-28 | 1983-09-20 | Fiber-optic gyro |
| DE8383305763T DE3382205D1 (de) | 1982-09-28 | 1983-09-27 | Kreisel mit optischem faden. |
| EP83305763A EP0107373B1 (en) | 1982-09-28 | 1983-09-27 | Fibre optic gyroscope |
| KR8304554A KR870001832B1 (en) | 1982-09-28 | 1983-09-28 | Fiber-optic gyro |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57172017A JPS5960311A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 光フアイバ・ジヤイロ・システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5960311A true JPS5960311A (ja) | 1984-04-06 |
| JPS6326326B2 JPS6326326B2 (ja) | 1988-05-30 |
Family
ID=15933976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57172017A Granted JPS5960311A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-30 | 光フアイバ・ジヤイロ・システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5960311A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7522102B2 (en) * | 2004-12-16 | 2009-04-21 | The Boeing Company | Antenna beam steering |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP57172017A patent/JPS5960311A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7522102B2 (en) * | 2004-12-16 | 2009-04-21 | The Boeing Company | Antenna beam steering |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6326326B2 (ja) | 1988-05-30 |
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