DE3742201A1 - Faserkreisel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Faserkreisel gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.

Es ist allgemein bekannt, daß bei einem Faserkreisel das aus der Sensor­ spule zurücklaufende Licht mit Hilfe eines Kopplers ausgekoppelt und einem Detektor zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Detektors wird zur Gewin­ nung des Drehratensignals einem phasenempfindlichen Gleichrichter zugeführt.

Ebenfalls ist bekannt, zur Stabilisierung der Laserleistung einen am rück­ wärtigen Ausgang der Lichtquelle (z. B. Laser oder Superlumineszenzdiode) befindlichen Detektor zu verwenden, dessen Ausgangssignal einer Regelelektronik zugeführt wird. Diese Regelelektronik stabilisiert über die Steuerung des Anregungsstromes der Lichtquelle die Laserleistung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den mechanischen und elektrischen Aufbau des Faserkreisels dadurch zu vereinfachen, daß das Signal für die Leistungsstabilisierung der Lichtquelle und das Signal für den Nachweis der Drehrate aus einem gemeinsamen Detektorsignal abgeleitet wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der Vorteil dieser Erfindung besteht insbesondere darin, daß einige opti­ sche Bauteile eingespart werden, wodurch das Volumen und die Herstellungs­ kosten des Faserkreisels gesenkt werden. Ein weiterer Vorteil entsteht da­ durch, daß die Anzahl der Spleiße gesenkt wird und ein optisches Bauteil (Koppler) entfällt, wodurch die Leistung des Kreisels verbessert wird.

Es ist festgestellt worden, daß der am rückwärtigen Ausgang der Licht­ quelle befindliche Detektor sowohl den unmodulierten Gleichlichtanteil des Lasers als auch den durch den im Interferometer befindlichen Phasen­ modulator modulierten Lichtanteil des aus der Sensorspule zurücklaufenden Lichts detektiert. Das vom Detektor abgegebene Signal enthält einen Gleichstromanteil der unmodulierten Lichtquelle und einen Wechselstroman­ teil des modulierten von der Sensorspule zurücklaufenden Lichts.

Durch ein Wechselstrom-/Gleichstrom-Filter werden die beiden Anteile voneinander getrennt. Der Wechselstrom-Anteil wird zum Nachweis der Drehra­ te einem phasenempfindlichen Gleichrichter und der Gleichstrom-Anteil einer Regeleinrichtung zur Stabilisierung der Lichtquellenleistung zugeführt.

Dabei ist die Ausführung des Faserkreisels unabhängig von der Realisier­ barkeit der Erfindung. Insbesondere ist es unwichtig ob

• - der Aufbau aus polarisationserhaltender Faser oder normaler Monomodefaser erstellt ist,
• - ein Depolarisator eingesetzt ist,
• - ein polarisator eingesetzt ist,
• - der Faserkreisel im "open-loop"-Verfahren oder im "closed-loop"-Verfahren betrieben wird,
• - ob faseroptische oder integriert optische Komponenten eingesetzt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der einzigen Zeichnung näher erläutert. Die Fig. zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Faserkreisels.

Das von der Lichtquelle 2 ausgestrahlte Licht wird direkt einem Polarisator 3 zur Polarisationsfilterung und dann einem Koppler 4 zugeführt. In bekann­ ter Weise erfolgt die weitere Verarbeitung des Lichts durch den Koppler 4, der Sensorspule 5 und durch den Modulator 6.

Das durch den Phasenmodulator 6 modulierte Licht wird nach dem gegensinni­ gen Durchlaufen der Sensorspule 5 über den Koppler 4 und Polarisator 3 vom Detektor 1 ebenso detektiert, wie das unmodulierte Licht der Lichtquelle 2. Das Ausgangssignal des Detektors 1 ist ein Gleichstromsignal welches von einem Wechselstromsignal, das die Modulationsfrequenz f _mod und deren Oberwellen n×f _mod enthält, überlagert ist. Durch das Filter 9 werden die beiden Signalanteile voneinander getrennt. Das Gleichstromsignal wird zur Regelung der Leistung der Lichtquelle 2 einer Regelelektronik 10 zugeführt, welche über die Ansteuerung des Anregungsstromes die Leistung der Licht­ quelle 2 stabilisiert.

Das Wechselstromsignal wird in einem folgenden phasenempfindlichen Gleich­ richter 8, der vom Oszillator 7 mit der Referenzfrequenz f _Ref versorgt wird, phasenempfindlich gleichgerichtet und gelangt als Drehratensignal zum Aus­ gang 11 des Faserkreisels.

Bezugszeichenliste

 1 Detektor
 2 Lichtquelle (z. B. Laser oder Superluminenszenzdiode)
 3 Polarisator
 4 Koppler
 5 Sensorspule
 6 Phasenmodulator
 7 Oszillator
 8 phasenempfindlicher Gleichrichter
 9 Filter
10 Regelelektronik
11 Ausgang des Faserkreisels
a Ausgangssignal des Detektors D₁
b Regelsignal zur Leistungsstabilisierung
c Nutzsignal zur Drehratenauswertung

Claims (2)

1. Faserkreisel mit einer Lichtquelle, bei der die gegensinnig in einer Sensorspule aus Lichtleitfaser umlaufenden Lichtstrahlen mittels eines optischen Phasenmodulators phasenmoduliert werden, bei dem aus den überlagerten Lichtstrahlen mittels eines Detektors ein elektrisches Nutzsignal und hieraus durch phasenempfindliche Gleichrichtung ein Drehratensignal gewonnen wird und bei dem mit­ tels eines Detektors ein von der Leistung der Lichtquelle abhängi­ ges Stabilisierungssignal zur Leistungsstabilisierung der Licht­ quelle gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung des Nutzsignals und des Stabilisierungssignals nur ein Detektor (1) vorgesehen ist und daß diesem Detektor (1) ein Filter (9) zur Trennung des Nutzsignals und des Stabilisierungssignals nachge­ schaltet ist.

2. Faserkreisel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (1) direkt an der Lichtquelle (2) angeordnet ist.