JPS6262212A

JPS6262212A - 光フアイバジヤイロ用光源装置

Info

Publication number: JPS6262212A
Application number: JP20212285A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Kinoshita; 智哉木下; Tadashi Koizumi; 小泉　正
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-09-12
Filing date: 1985-09-12
Publication date: 1987-03-18

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］この発明は例えば船舶、航空機等に搭載され基体の空間
に対する回転角速度を検出するのに用いられる光ファイ
バジャイロに係り、特にその光源装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］一般に、光ファイバジャイロは光源から照射される光を
分岐して光フアイバループを互いに逆方向に伝搬させた
後、再び合成していわゆるサグナック効果により、空間
に対する運動体の回転角速度を検出するようになってい
る。ところで、このような光ファイバジャイロにあって
は、光源としてコヒーレント長（光がいわゆるコヒーレ
ントな状態にある時間）の長いレーザ光を用いると、光
フアイバループの途中から後方レイリー散乱光（一方向
に進む光に含まれるいわゆるレイリー散乱により反対方
向に進む光）が逆方向に伝搬する信号光と干渉して、干
渉光出力に変動をもたらす。

そのため、光ファイバジャイロの光源としては、コヒー
レント長の短い（但し、サグナック効果による位相差が
生じるだけのコヒーレント長を有する）スーパールミネ
ッセント・ダイオード（以下ＳＬＤと称する）、多モー
ドレーザダイオード等を用いた光源装置が使用されてい
る。このうち、特にＳＬＤは、低コヒーレント（コヒー
レント長が短い）であると共に、発光面積が小さく指向
性を有し、例えばシングルモード光ファイバへの入射光
量が容易に確保し得るという特徴を有している。

従来では、このＳＬＤ出力光を偏光子により直接偏光化
し、１つの偏波面のみの光をシングルモード光ファイバ
に入射して角速度を検出していた。

しかしながら、この場合、ファイバの複屈折よる位相誤
差が出力ドリフトの要因となる問題がある。

これは光がファイバを伝搬する過程で直交する２つの偏
波モード間にモード変換を生じ、モード間の伝搬速度の
違いから左右両回り光のループ伝搬時間がことなること
に起因する。この対策として、ファイバ伝搬光を無偏光
化する手法がある。すなわち、ファイバ伝搬光を無偏光
化することによりファイバを伝搬する光の偏波面がラン
ダム化するため、上記位相誤差を互いに打消すことが可
能となり、ドリフトが低減され、安定化された光ファイ
バジャイロが実現される。

このＳＬＤ先の無偏光化の原理は第４図により説明され
る。この場合、光ファイバとして偏波面保存ファイバ４
０が用いられる。ＳＬＤ出力光４２は偏光度を持つが、
その偏光軸４１が偏波面保存ファイバ４０の偏波面保存
軸４０１に対し４５°傾いた方向で入射すると、偏波面
保存ファ　°□イバ通過後の光４３は無偏光となる。し
かしながら、この場合、ＳＬＤ発光部と光ファイバの受
端部との３軸方向の相対位置及びファイバ軸回り′の回
転角の調整が必要である。ＳＬＤと偏波面保存ファイバ
の結合法として先球テーパ法が利用される場合は、結合
効率が高く、レンズ等が不要で構成が簡単になる。しか
しながら、この方法では、ＳＬＤ発光部と光フアイバ先
端との許容軸ずれ量が数ミクロン以下と極めて厳しく、
その位置調整が非常に困難である。また、ＳＬＤ発光部
に対してテーパ先球がファイバ軸回りに回転すると、無
偏光度が劣化するため、十分な入射量を確保し、かつ経
時変化、温度保存性に優れ無偏光を維持できる装置の製
作は非常に困難であった。

［発明の目的］この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、簡易な
構成で、しかも、可及的に取付は精度を向上して光ファ
イバジャイロの性能の向上に寄与し得るようにした光フ
ァイバジャイロ用光源装置を提供することを目的とする
。

［発明の概要］すなわち、この発明は第１の軸回りの互いの回転角が調
整可能でかつ第１の軸に対して垂直な方向の位置調整が
可能に設けられる第１及び第２の取付は構体と、この第
１及び第２の取付は構体の一方に固定される光源と、前
記第１及び第２の取付は構体の他方に前記光源に対向し
て第１の軸方向に位置調整可能に設けられる光ファイバ
とを備えることによって、位置調整可能に構成し、所期
の目的を達成したものである。

「発明の実施例］以下、この発明の実施例について、図面を参照して詳細
に説明する。

第１図はこの発明の一実施例に係る光ファイバジャイロ
用光源装置を示すもので、図中１３゜１４は互いの回転
角調整可能に回転自在に設けられる第１及び第２の取付
は構体である。このうち第１取付は構体１３には第２図
に示すように光源例えば５ＬＤ１５が埋設され、この５
ＬＤ１５の発光部１６に対応してＳＬＤ出力光モニタ用
フォトダイオード等の検出部１７が位置調整用スペーサ
１８を介して軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に移動調整自在
に配設される。

一方、第２の取付は構体１４にはその中間部に挟持部１
９が上記５ＬＤ１５の発光部１６に対応して形成され、
この挟持部１９には光フアイバ支持用フェルールと称す
る取付は部材２０が位置調整用スペーサ２１を介して軸
方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に移動調整自在に挟装される。

そして、この取付は部材２０には例えば偏波面保存ファ
イバと称する光ファイバ１０が挿着される。この光ファ
イバ１０はその先端部がいわゆる先球テーパ法により先
端にいくほど細く、かつ先端が球状に成形された光学系
を構成してなる先球テーパ部２２が形成され、この先球
テーパ部２２は第３図に示すように上記５ＬＤ１５の発
光部１６に対向される。

すなわち、上記構成において、検出部１７及び取付は部
材２０はそれぞれスペーサ１８．２１を介して第１及び
第２の取付は構体１３，１４に取着され、第１の取付は
構体１３に配設された５ＬＤ１５に対する軸方向（ｙ軸
方向）の位置決めがなされる。この場合、スペーサ２１
はその厚さ寸法が研磨により高精度に寸法調整される。

次に、第１及び第２の取付は構体１３，１４は少なくと
もいずれか一方が図示しない微動台等に取着されて互い
に接触させた状態で、先ず５ＬＤ１５と光ファイバ１０
の出力端の光量を図示しない光パワーメータによりモニ
タしながら、ｘ、ｚ軸方向の相対位置が調整される。そ
の後、第１及び第２の取付は構体１３，１４は光ファイ
バ１０の出力端における偏光度を図示しない光検出器に
より、測定しながら例えば第１の取付は構体１３に対し
て第２の取付は構体１４をｙ軸回りに回転させて、その
出力光が無偏光化されるように回転角が調整され、ｙ軸
回りの位置決めがなされる。この際、例えば光ファイバ
１０の先球テーパ部２２が非軸対称形に成形されている
と、初期に調整したＸ。

ｚ軸方向の相対位置にずれが生゛じるものであるが、こ
の場合には、再びｘ、ｚ軸方向の相対位置の調整を行な
うことで、３軸方向の位置決めがなされることとなる。

そして、これら第１及び第２の取付は構体１３．１４は
５ＬＤ１５（７）発光部１６と光ファイバ１０の先球テ
ーパ部２２とのＸ、Ｚ。

ｙ軸方向の調整を完了した状態で、接着剤を用いて接着
され、その組立てが終了する。

尚、上記無偏度の測定は光ファイバ１ｏと図示しない光
検出器との間に偏光子を介在させ、この偏光子を光軸回
りに回転させることにより行われ、偏光子出力が一定な
らば、光ファイバ１ｏの出方光は無偏光であり、偏光出
力が変動すれば光ファイバ１０の出力光は無偏光でない
と認められる。

ただし、この場合、検出部１７でＳＬＤ出力光量を検出
してＳＬＤ出力を一定に制御する必要がある。

このように、上記光ファイバジャイロ用光源装置は第１
及び第２の取付は構体１３，１４に対して光ファイバ１
０及び５ＬＤ１５をそれぞれ配設し、これら光ファイバ
１０の光軸と５ＬＤ１５の発光部１６との位置調整可能
に構成した。これにより、ＳＬＤ出力光の無偏光化を簡
単な調整作業で確実に実現し得るので、組立て作業性が
向上されると共に、可及的に光ファイバジャイロの出力
ドリフトの低減化に寄与し得る。また、これによれば、
光ファイバ１０及び５ＬＤ１５がそれぞれ第１及び第２
の取付は構体１３，１４に収容された状態で、位置決め
されることで、可及的に取付は精度が向上されて高精度
な結合が可能となり、熱等の影響による軸ずれも確実に
防止され、耐環境性の点においても効果的に向上される
。

また、この発明は上記実施例では、光源として５ＬＤ１
５、光ファイバ１０として偏波面保存ファイバを用いて
、その出力端の偏光状態を無偏光化するように構成した
場合で説明したが、これに限ることなく、例えば光源と
してレーザダイオード（ＬＤ）等を用いてもよい。また
、偏光軸を光ファイバ１０の偏波面保存軸に一致させ、
光ファイバ１０を直線偏光で励振させるように構成して
もよい。さらに、偏光軸と偏波面保存軸とのなす角度を
調整して光ファイバ１０の出力光に任意の偏光度をもた
せてもよい。

また、この発明は、光ファイバ１０として偏波面保存フ
ァイバだけでなく、シングルモード光ファイバ等他の光
ファイバを用いて構成することも可能なものである。よ
って、この発明は、その外、発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々の変形を実施し得ることはいうまでもないこと
である。

「発明の効果コ以上詳述したように、この発明によれば、簡易な構成で
、しかも、可及的に取付は精度を向上して光ファイバジ
ャイロの性能の向上に寄与し得るようにした光ファイバ
ジャイロ用光源装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る光ファイバジャイロ
用光源装置を示す斜視図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面
を示す断面図、第３図は第１図の要部を示す詳細図、第
４図は光の無偏光化を説明するために示した′図である
。１０・・・光ファイバ、１３．１４・・・第１及び第２
の取付は構体、１５・・・ＳＬＤ、１６・・・発光部、
１７・・・検出部、１８・・・スペーサ、１９・・・挟
持部、２０・・・取付は部材、２１・・・スペーサ、２
２・・・先球テーパ部。

Claims

【特許請求の範囲】

第１の軸回りの互いの回転角が調整可能でかつ第１の軸
に対して垂直な方向の位置調整が可能に設けられる第１
及び第２の取付け構体と、この第１及び第２の取付け構
体の一方に固定される光源と、前記第１及び第２の取付
け構体の他方に前記光源に対向して前記第１の軸方向に
位置調整可能に設けられる光ファイバとを具備したこと
を特徴とする光ファイバジャイロ用光源装置。