JPS6344172B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光フアイバレーザジヤイロに関するも
のである。

従来、リング干渉計の光路に多厚巻光フアイバ
ーを用いた光フアイバーレーザジヤイロにおける
光フアイバ内の両方向伝搬光の位相差を検出する
方法は大別すると次の２つである。

(1) 干渉縞変化検出法 (2) 干渉光強度変化検出法 これらの方法のうち、(1)は縞の作成のため片方
の光の入射条件の焦点を最適結合点からはずすの
で結合損が大きく、また干渉光の１部のみを利用
するためＳ／Ｎ比が十分ではなく、さらに光学系
の波長オーダの位置ずれで大きな誤差が発生する
という欠点があつた。

(2)の方法では回転による両方向伝搬光の位相差
をθとするとcosθに比例した干渉光出力が得られ
るがθが微小量のときは、検出感度が悪く、回転
の向きを検出できないという欠点があつた。更
に、伝送路として使用する光フアイバは通常の単
一モード光フアイバであつたため位相検出が安定
に出来なかつた。

これに対し、光の位相、周波数変調器を用いた
方式も提案されているが、いずれも信頼性、コス
トの面で十分でない。また光フアイバ内の直交偏
波モードを両方向伝搬光に割り当てるいわゆる直
交偏波法があるが、光フアイバーの長さの温度に
よる変化の影響を受けるので十分でなかつた。

また、従来法では、光フアイバ内の信号光と後
方散乱光とが干渉を起こし、これが雑音源となつ
ており、検出感度不良の原因であつた。

本発明は斯かる状況に鑑み、回転による伝搬光
の位相差が微小な場合において、回転方向の検出
が可能であり、かつ検出感度が良好である光フア
イバレーザジヤイロを提供することを目的とし、
その要旨は、直線偏光をビームスプリツタにより
透過光と反射光とに分岐し、分岐された直線偏光
の一方は45゜の偏波面回転を与えるフアラデー素
子を介し、他方はフアラデー素子を介さずにその
両端面において45゜の相対空間偏光方位差が付与
されたコイル状偏波面保存光フアイバのひとつの
固有偏光軸にそれぞれ両端から入射させ、出射し
た双方の直線偏光の位相差をその直線偏光の方位
に進相軸もしくは遅相軸を一致させて配置した1/
４波長板を介して検知するように構成したことに
ある。

本発明の構成の一実施例を図面を参照して以下
具体的に説明する。

図において、６はコイル状偏波面保存光フアイ
バであり、４はビームスプリツタである。

レーザ光源１からの光は偏光子２によつて完全
直線偏光化され、1/2波長板３でその方位が任意
に調整され、ビームスプリツタ４により分岐され
る。

ビームスプリツタ４により、直線偏光が透過光
と反射光とに分岐されると、その一方はフアラデ
ー素子５を介し、他方は介さずにそれぞれコイル
状偏波面保存光フアイバ６の両端からひとつの固
有偏光軸、例えば長軸方位に入射される。勿論短
軸方位に入射させるようにしてもかまわない。

このようにするためフアラデー素子５は45゜偏
波面を回転させるよう構成してあり、更に偏波面
保存光フアイバ６の両端面は45゜の相対空間偏光
方位差が与えられた形となつている。

この結果、コイル状偏波面保存光フアイバ６を
時計方向（CW）に伝搬する直線偏光と反時計方
向（CCW）に伝搬する直線偏光は、再度ビーム
スプリツタ４で取出される際には空間的に直交し
たものになる。従つて、CWとCCWの信号光
（伝搬光）と後方散乱光は空間的に偏波面が直交
しているので干渉性が低く、Ｓ／Ｎ比が良好であ
る。

このようにして、コイル状偏波面保存光フアイ
バ６を伝搬した光は再度ビームスプリツタ４によ
り1/4波長板７に導かれる。

1/4波長板７は、上記の空間的に直交した２つ
の直線偏光の方位と45゜の角度をなす向きに進相
軸が位置するように配置する。この手法はいわゆ
るセナルモンの方法として知られているものであ
り、直線偏光の位相差θを直線偏光の方位の回転
１／2θに変換する働きをなす。つまりこの１／４
波長板７からの透過光は１／2θの方位を有する直
線偏光となる。

この光のθ＝０のときすなわち静止のときに検
光子９を消光状態となるように設置し、θ≠０の
ときすなわち回転しているときにはフアラデー素
子８を囲むコイルに流れる電流を制御することに
より消光状態を維持する。１０は光電変換素子で
あり、１１は電流制御用回路である。

このようにすると制御電流から位相差θが判明
し、このときの出力はsinθに比例したものとな
る。

また、他の方法としては、フアラデー素子８を
用いることなく、1/4波長板７の出射光を直接検
光子９で受け、検光子９を機械的に回転させるこ
とによりその回転角から位相差θを求めてもよ
い。しかし、フアラデー素子８を用いた方法の方
が零位法が可能となり、検出範囲のダイナミツク
レンジが拡大できる。

以上説明したような、本発明の光フアイバーレ
ーザジヤイロであれば、次のような顕著な効果を
奏する。

(1) sinθに比例した信号検出ができるので、回転
方向の検出ができ、回転角速度による伝搬光の
位相差が微小な場合にも検出感度が良好であ
る。

(2) 信号光と後方散乱光の偏波が直交しているの
で、干渉が少なくＳ／Ｎ比が良好であり、検出
感度が良好である。

(3) 偏波面保存光フアイバを用いているため、伝
搬光の偏波面が安定であり、検出感度が良好で
ある。

なお、ここで偏波面保存光フアイバとは、固
有偏光軸を有し、偏波面を保存する性質を有す
る光フアイバである。

(4) 位相変調器、周波数変調器を格別必要としな
いので、安価であり、信頼性が高い。

なお、光フアイバ端面には集光用又はコリメ
ート用レンズが装着されていることが望まし
い。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す説明図である。 １：光源、２：偏光子、３：1/2波長板、４：
ビームスプリツタ、５：フアラデー素子、６：コ
イル状偏波面保存光フアイバ、７：1/4波長板、
８：フアラデー素子、９：検光子、１０：光電変
換素子、１１：電流制御用回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直線偏光をビームスプリツタ４により透過光
   と反射光とに分岐し、分岐された直線偏光の一方
   は45゜の偏波面回転を与えるフアラデー素子５を
   介し、他方はフアラデー素子を介さずにその両端
   面において45゜の相対空間偏光方位差が付与され
   たコイル状偏波面保存光フアイバ６のひとつの固
   有偏光軸にそれぞれ両端から入射させ、出射した
   双方の直線偏光の位相差をその直線偏光の方位に
   対し進相軸を45°傾けて配置た1/4波長板７を介し
   て検知するように構成したことを特徴とする光フ
   アイバレーザジヤイロ。