JP7296151B2 - 光ファイバジャイロスコープ用光源装置及びそれを用いた光ファイバジャイロスコープ - Google Patents

光ファイバジャイロスコープ用光源装置及びそれを用いた光ファイバジャイロスコープ Download PDF

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Description

本発明は光ファイバジャイロスコープ用光源装置及びそれを用いた光ファイバジャイロスコープに関し、特に、スケールファクタの安定度を向上させた光ファイバジャイロスコープ用光源装置及びそれを用いた光ファイバジャイロスコープに関する。
近年の自動制御、自律航法の急速な発展に伴い、移動体の現在位置の精度向上に関する要求が年々高まっている。自律航法技術としては、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ：全球測位衛星システム）やＩＮＳ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：慣性航法）が知られている。
ここで、ＩＮＳに用いられるセンサとして、光ファイバジャイロスコープ（ＦＯＧ：Ｆｉｂｅｒ ｏｐｔｉｃ ｇｙｒｏｓｃｏｐｅ）が知られている（例えば特許文献１）。ＦＯＧは、光のサニャック効果を利用した回転角速度センサである。光ファイバジャイロスコープは、光ファイバコイルを用いるものであり運動部分がなく、従来の機械式ジャイロに比べて小型でありメンテナンスフリーであるといった利点を有し注目されている。
光ファイバジャイロスコープの回転角速度に応じて発生する位相差ΔΦは、角速度Ωにスケールファクタ（ＳＦ）を係数として乗じて求められる。即ち、以下に表される位相差ΔΦの数式の右辺の角速度Ωの係数をスケールファクタと呼んでいる。
Figure 0007296151000001
 但し、Ｒは光ファイバコイルの半径、Ｎは光ファイバコイルの巻き数、λは波長、ｃは光速である。
スケールファクタは、角速度と出力信号の比に相当するものであり、数１からも分かるように、波長λの変動を受けるものである。スケールファクタが時間的に安定しないと、一定角速度化においても位相差が揺らいでしまい、センサ出力も揺らぐことになる。結果的に、感度（出力信号）がいくら高くても、ジャイロスコープの精度の指標となるアラン偏差が長期的になるほど悪くなってしまう。したがってアラン偏差を向上させるためにスケールファクタの安定度を高める必要がある。
また、光ファイバジャイロスコープを駆動するための安定化光源として、例えば特許文献２がある。これは、波長の直交軸間のスペクトルの非対称性がスケールファクタの不安定性をもたらすのでこれを解消しようとしたものである。特許文献２は、対称波長マルチプレクサに関するものであり、波長の直交軸間のスペクトルの非対称性を軽減することで、スケールファクタエラーを軽減させたものである。
また、光ファイバジャイロスコープに似たようなセンサとして、リングレーザジャイロスコープも知られている（例えば特許文献３）。
特開２００５－１７２６５１号公報 特開２０１９－１８４５９９号公報 特開平０３－１５５６８６号公報
上述の通り、ジャイロスコープの精度向上には、スケールファクタの安定度を高める必要がある。しかしながら、特許文献１のような光ファイバジャイロスコープは、スケールファクタの安定度が低いものであった。
また、特許文献２のような安定化光源は、スケールファクタは良好なものの、光ファイバジャイロスコープの光源として用いた場合には、レーザ光の帯域が狭く、光ファイバコイル内の光後方散乱や偏波結合等による性能劣化は避けられなかった。このような光ファイバコイル内の光後方散乱や偏波結合等を避けるためには、広帯域のレーザ光を用いるが、広帯域にしようとした場合、中心周波数（中心波長）が安定せず、結果としてスケールファクタが不安定になっていた。
さらに、特許文献３のようなリングレーザジャイロスコープは、アラン偏差はある程度良好で高精度なものであるが、装置自体が大型であり、また高価なものであった。また、より高精度なジャイロスコープの要望もあった。
本発明は、斯かる実情に鑑み、レーザ光を広帯域化できると共にスケールファクタの安定度を向上させることが可能な光ファイバジャイロスコープ用光源装置及びそれを用いた光ファイバジャイロスコープを提供しようとするものである。
上述した本発明の目的を達成するために、本発明による光ファイバジャイロスコープ用光源装置は、所定の周波数のレーザ光を発するレーザ光源と、レーザ光源から発せられるレーザ光の所定の周波数を安定化する安定化部と、安定化部により安定化されるレーザ光を連続的な広帯域スペクトルで構成される光にする広帯域化部と、を具備するものである。
ここで、安定化部は、レーザ光源から発せられるレーザ光を基準周波数源にロックして安定化させるものであれば良い。
また、レーザ光源は、連続光を発する連続光レーザ光源からなるものであれば良い。
また、レーザ光源は、所定間隔で等間隔に並ぶパルス状のスペクトルの光を発するパルスレーザ光源からなるものであっても良い。
この場合、広帯域化部は、安定化部により安定化されるレーザ光が入力され、連続的なスペクトルとなるようにパルス状のスペクトルの所定間隔以上の変調幅で白色雑音による周波数変調を行う白色雑音変調部からなるものであれば良い。
また、広帯域化部は、安定化部により安定化されるレーザ光が入力され、所定の周波数を中心に所定間隔で等間隔に並ぶ複数のスペクトルで構成される光を発する光コム発生部と、光コム発生部から発せられる光が入力され、連続的なスペクトルとなるように複数のスペクトルの所定間隔以上の変調幅で白色雑音による周波数変調を行う白色雑音変調部と、からなるものであっても良い。
また、広帯域化部は、安定化部により安定化されるレーザ光が入力され、連続的なスペクトルとなるように所定の変調幅で白色雑音による周波数変調を行う白色雑音変調部と、白色雑音変調部から発せられる光が入力され、所定の周波数を中心に、白色雑音による所定の変調幅以下の所定間隔で等間隔に並ぶ複数のスペクトルで構成される光を発する光コム発生部と、からなるものであっても良い。
また、広帯域化部は、安定化部により安定化されるレーザ光を励起光として光子対を発するパラメトリック下方変換部からなるものであっても良い。
また、広帯域化部は、安定化部により安定化されるレーザ光が入力され、所定の周波数を中心に所定間隔で等間隔に並ぶ複数のスペクトルで構成される光を発する光コム発生部と、光コム発生部により発せられる光を励起光として光子対を発するパラメトリック下方変換部と、からなるものであっても良い。
さらに、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置を用いる光ファイバジャイロスコープは、広帯域化部からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光と、光ファイバコイルを通過した左回り光と右回り光とを再結合した干渉光と、を分離する光サーキュレータと、広帯域化部からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光が光サーキュレータから入射され単一の偏光のみを通過させる偏光子と、偏光子からの入射光を分岐して光ファイバコイルの両端にそれぞれ入射すると共に光ファイバコイルを通過した左回り光と右回り光とを再結合した干渉光とするＹ分岐・再結合器と、光ファイバコイルの一端に入射される一方の入射光を変調する第１位相変調器と、光ファイバコイルの他端に入射される他方の入射光を変調する第２位相変調器と、を有する多機能集積光回路と、熱的位相雑音を低減するために、多機能集積光回路の第１位相変調器及び第２位相変調器に対して光ファイバコイルの固有周波数の整数倍で位相変調を施すための位相変調信号を生成する位相変調信号発生器と、光ファイバコイルを通過した左回り光と右回り光との干渉光が光サーキュレータから入射され干渉光の光強度信号を検出する光検出器と、位相変調信号発生器からの位相変調信号を参照信号として用い、光検出器により検出される光強度信号を同期検波することで、光ファイバコイルに対する入力角速度の検出信号として出力する同期検波器と、を具備するものである。
また、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置を用いる光ファイバジャイロスコープは、広帯域化部からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光と、光ファイバコイルを通過した左回り光と右回り光とを再結合した干渉光と、を分離する光サーキュレータと、広帯域化部からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光が光サーキュレータから入射され単一の偏光のみを通過させる偏光子と、偏光子からの入射光を分岐して光ファイバコイルの両端にそれぞれ入射すると共に光ファイバコイルを通過した左回り光と右回り光とを再結合した干渉光とするＹ分岐・再結合器と、光ファイバコイルの一端に入射される一方の入射光を変調する第１位相変調器と、光ファイバコイルの他端に入射される他方の入射光を変調する第２位相変調器と、を有する多機能集積光回路と、相対強度雑音を低減するために、多機能集積光回路の第１位相変調器及び第２位相変調器に対して光ファイバコイルの固有周波数の奇数倍で位相変調を施すための位相変調信号を生成する位相変調信号発生器と、光ファイバコイルを通過した左回り光と右回り光との干渉光が光サーキュレータから入射され干渉光の光強度信号を検出する光検出器と、広帯域化部からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光の基準光強度信号を検出する基準光検出器と、位相変調信号発生器からの位相変調信号を参照信号として用い、光検出器により検出される光強度信号と基準光検出器により出力される基準光強度信号の和信号を同期検波することで、光ファイバコイルに対する入力角速度の検出信号として出力する同期検波器と、を具備するものであっても良い。
さらに、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置を用いる光ファイバジャイロスコープは、広帯域化部からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光と、光ファイバコイルを通過した左回り光と右回り光とを再結合した干渉光と、に分離する光サーキュレータと、広帯域化部からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光が光サーキュレータから入射され単一の偏光のみを通過させる偏光子と、偏光子からの入射光を分岐して光ファイバコイルの両端にそれぞれ入射すると共に光ファイバコイルを通過した左回り光と右回り光とを再結合した干渉光とするＹ分岐・再結合器と、光ファイバコイルの一端に入射される一方の入射光を変調する第１位相変調器と、光ファイバコイルの他端に入射される他方の入射光を変調する第２位相変調器と、を有する多機能集積光回路と、相対強度雑音を低減するために、多機能集積光回路の第１位相変調器及び第２位相変調器に対して光ファイバコイルの固有周波数の偶数倍で位相変調を施すための位相変調信号を生成する位相変調信号発生器と、光ファイバコイルを通過した左回り光と右回り光との干渉光が光サーキュレータから入射され干渉光の光強度信号を検出する光検出器と、広帯域化部からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光の基準光強度信号を検出する基準光検出器と、位相変調信号発生器からの位相変調信号を参照信号として用い、光検出器により検出される光強度信号と基準光検出器により検出される基準光強度信号の差信号を同期検波することで、光ファイバコイルに対する入力角速度の検出信号として出力する同期検波器と、を具備するものであっても良い。
また、位相変調信号発生器は、熱的位相雑音及び相対強度雑音を低減するために、多機能集積光回路の第１位相変調器及び第２位相変調器に対して光ファイバコイルの固有周波数の整数倍で位相変調を施すための位相変調信号を生成することを特徴とする光ファイバジャイロスコープ。
ここで、同期検波器は、位相変調信号発生器からの位相変調信号を同期検波することで、さらに、光ファイバコイルに対する入力角速度によって生ずる左回り光と右回り光との間の位相差を相殺する信号を、位相変調信号発生器をフィードバック制御するためのフィードバック制御信号として位相変調信号発生器へ出力するものであれば良い。
本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置には、レーザ光を広帯域化できると共にスケールファクタの安定度が向上するという利点がある。
図１は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の構成を説明するための概略ブロック図である。 図２は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の安定化部の具体例を説明するための概略ブロック図である。 図３は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の安定化部によるレーザ光の周波数の安定化される様子を模式的に示したグラフである。 図４は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の広帯域化部の具体例を説明するための概略ブロック図である。 図５は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の広帯域化部によるレーザ光の周波数スペクトルを模式的に示したグラフである。 図６は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の広帯域化部の他の具体例を説明するための概略ブロック図である。 図７は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の広帯域化部によるレーザ光の周波数スペクトルを模式的に示したグラフである。 図８は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の他の具体例を説明するための概略ブロック図である。 図９は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置のさらに他の具体例を説明するための概略ブロック図である。 図１０は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置を用いる光ファイバジャイロスコープの構成を説明するための概略ブロック図である。 図１１は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置を用いる光ファイバジャイロスコープの他の構成を説明するための概略ブロック図である。
以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置は、光ファイバコイルを有する光ファイバジャイロスコープ１を駆動するためのものである。光ファイバジャイロスコープ１は、サニャック効果を利用したセンサである。サニャック効果は、光路である光ファイバコイルの移動によって光路の長さが変わったように見える現象である。光ファイバジャイロスコープ１は、例えば長さ１ｋｍの光ファイバコイルを用いるものである。本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置は、駆動対象の光ファイバジャイロスコープ１の構造には特に限定されず、既存の又は今後開発されるべきあらゆる光ファイバジャイロスコープを駆動可能なものである。
図１は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の構成を説明するための概略ブロック図である。図示の通り、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置は、レーザ光源１０と、安定化部２０と、広帯域化部３０とから主に構成されている。本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置は、レーザ光源１０のレーザ光を安定化部２０で安定化し、広帯域化部３０で広帯域化した上で光ファイバジャイロスコープ１を駆動するものである。以下、各構成要素について詳細に説明する。
レーザ光源１０は、所定の周波数のレーザ光を発するものである。レーザ光源１０からのレーザ光は連続光（ＣＷ）であれば良い。レーザ光源１０としては、例えば半導体レーザや固体レーザ、気体レーザ、色素レーザ等が利用可能である。レーザ光源１０から発せられるレーザ光の波長は特定の波長に限定されるものではない。例えば、光ファイバの伝搬損失が低い波長である１５６０ｎｍやその二次高調波である７８０ｎｍのレーザ光を発することが可能な光源であれば良い。
ここで、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置のレーザ光源は、連続光レーザ光源に限定されない。例えば、所定間隔で等間隔に並ぶパルス状のスペクトルの光を発するパルスレーザ光源であっても良い。具体的には、例えば光コム光源であっても良い。
安定化部２０は、レーザ光源１０から発せられるレーザ光の所定の周波数（波長）を安定化するものである。本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置では、例えばレーザ光源１０から発せられるレーザ光を基準周波数源にロックして安定化させるものであれば良い。具体的には、例えば所定周波数が波長１５６０ｎｍの場合、ｋＨｚオーダー又はＭＨｚオーダー（０．００１ｐｐｍ程度まで）の周波数の安定度で安定化されれば良い。なお、レーザ光の周波数スペクトル線幅は元々ある程度狭いものであるであるため、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の安定化部２０は、レーザ光の長期的な周波数安定度（比較的ゆっくりした変動）を向上させるものであれば足りる。したがって、高精度に短期的な位相雑音等を低減させて周波数スペクトル線幅の狭窄化を行う程の安定化までは必ずしも必要はない。安定化部２０のより具体的な構成については後述する。
広帯域化部３０は、安定化部２０により安定化されるレーザ光を連続的な広帯域スペクトルで構成される光にするものである。広帯域化部３０は、例えば所定の周波数を中心に所定間隔で等間隔に連続的に並ぶ複数のスペクトルで構成される光に変換するものであれば良い。具体的には、例えば所定の周波数が波長１５６０ｎｍの場合、周波数帯域がＴＨｚオーダー（波長がｎｍオーダー）で広帯域される。安定化されたレーザ光を基に変換された連続的な広帯域スペクトルで構成される光であるため、中心周波数（中心波長）も安定したものとなる。したがって、スケールファクタも安定的なものとなる。広帯域化部３０のより具体的な構成については後述する。
本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置は、このような構成により、レーザ光の波長が安定するためスケールファクタの安定度が向上する。そして、安定化したスケールファクタのままレーザ光を広帯域化できるため、光ファイバコイル内の光後方散乱や偏波結合等による性能劣化も避けることが可能となる。
次に、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の安定化部の具体例について説明する。図２は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の安定化部の具体例を説明するための概略ブロック図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。また、図３は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の安定化部によるレーザ光の周波数の安定化される様子を模式的に示したグラフであり、図３（ａ）が安定化前、図３（ｂ）が安定化後の時間に対する周波数特性を示している。図２に示される通り、安定化部２０は、レーザ光源１０から発せられるレーザ光を基準周波数源にロックして安定化させるためのフィードバック回路となっている。図示例のフィードバック回路は、二次高調波（ＳＨＧ）部２１を用いて波長を１／２に変換した上で基準周波数源である原子セル２２にロックさせレーザ光源１０にフィードバックするものである。ここで、ＳＨＧ部２１は、例えば波長を１／２に変換する非線形結晶であれば良い。また、原子セル２２は、例えば７８０ｎｍの波長を用いる場合、ルビジウム（Ｒｂ）原子ガスが封入されたセルであれば良い。
具体的には、レーザ光源１０として例えば波長が１５６０ｎｍの連続光（ＣＷ）を出力する半導体レーザ光源を用いる。このレーザ光の周波数特性が図３（ａ）に示されている。図示の通り、半導体レーザ光源からのレーザ光は、比較的ゆっくりした変動を有するものである。そして、このレーザ光の波長がＳＨＧ部２１により７８０ｎｍに変換される。また、７８０ｎｍの波長となった光をＲｂ原子ガスが封入された原子セル２２に通し、線形吸収分光や飽和吸収分光等の各種吸収分光法を用いて分光する。これにより得られたスペクトルを使って半導体レーザにフィードバックを行えば良い。これにより、基準周波数源である原子セル２２のＲｂ原子によりレーザ光源１０のレーザ光の周波数が安定化することになる。即ち、図３（ｂ）に示される通り、長期的な周波数安定度が向上している。
なお、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の安定化部２０は、上述のＳＨＧと原子分光を用いるものには限定されない。例えば、Ｃ２Ｈ２やＨＣＮといった分子の吸収線は１５６０ｎｍ付近に存在するため、これらの分子ガスが封入されたガラスセルを用いて線形吸収分光や飽和吸収分光等の各種吸収分光法を用いて、レーザ光源１０からの波長１５６０ｎｍのレーザ光を分光することで、レーザ光の周波数を安定化することも可能である。即ち、安定化部２０は、所望の周波数帯域に吸収線が存在する原子や分子をガラスセルに封入したものを基準周波数源として用いて分光することで安定化させるものであれば良い。
その他、安定化部２０として、光共振器を用いたものも適用可能である。これは、２枚のミラーを向かい合わせにして構成したファブリペロー型光共振器を用いるものである。この光共振器は、特定の周波数の光に対して共鳴するので、これをロックさせる基準周波数源として用いてフィードバックを行えば良い。このように、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の安定化部は、入力されたレーザ光の所定の周波数を安定化可能なものであれば、既存の又は今後開発されるべきあらゆるものが適用可能である。
次に、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の広帯域化部の具体例について説明する。図４は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の広帯域化部の具体例を説明するための概略ブロック図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。また、図５は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の広帯域化部によるレーザ光の周波数スペクトルを模式的に示したグラフであり、図５（ａ）が光コム発生部出力、図５（ｂ）が白色雑音変調部出力における周波数スペクトルを示している。広帯域化部３０は、安定化部２０により安定化されるレーザ光を広帯域スペクトルとしつつ連続的なスペクトルを有する光となるようにするものである。
図４に示される例では、広帯域化部３０は、光コム発生部３１と、白色雑音変調部３２とからなる。光コム発生部３１は、安定化部２０により安定化されたレーザ光が入力され、所定の周波数を中心に所定間隔で等間隔に並ぶ複数のスペクトルで構成される光を発するものである。即ち、光コム発生部３１は、安定化されたレーザ光が入力されると、図５（ａ）に示されるような、入力されたレーザ光の所定の周波数を中心に左右に等間隔に並ぶ高安定な複数のスペクトルを有する光を出力する。周波数が安定化されたレーザ光が入力されるため、発生する光コムの各スペクトルも高安定なものとなる。なお、光コム発生部３１は、光コムを発生可能なものであれば、既存の又は今後開発されるべきあらゆるものが適用可能である。
また、白色雑音変調部３２は、光コム発生部３１から発せられる光が入力され、連続的なスペクトルとなるように複数のスペクトルの所定間隔以上の変調幅で白色雑音による周波数変調を行うものである。即ち、白色雑音変調部３２は、図５（ａ）に示されるような各スペクトルが安定化された光コムが入力されると、図５（ｂ）に示されるような、複数のスペクトルの間隔をそれぞれ埋めるように白色雑音による周波数変調を行い、連続的なスペクトル（一様なスペクトル）とするものである。したがって、白色雑音変調部３２は、広帯域にわたって連続的なスペクトルの光を生成可能となる。なお、白色雑音変調部３２は、白色雑音による周波数変調を行えるものであれば、既存の又は今後開発されるべきあらゆるものが適用可能である。
このように、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置では、光コムの各スペクトルは高安定なものであり、所定の周波数（波長）は安定した状態を維持している。具体的には、例えば所定の周波数が波長１５６０ｎｍの場合、ｋＨｚオーダー又はＭＨｚオーダー（０．００１ｐｐｍ程度まで）の周波数の安定度で安定化される。結果としてスケールファクタの安定度は向上する。そして、スケールファクタの安定度が向上した状態で、安定化されたレーザ光は光コムにより広帯域にわたって等間隔に並ぶ複数のスペクトルに広げられると共に、白色雑音により連続的なスペクトルとすることで広帯域化される。具体的には、例えばレーザ光源１０からのレーザ光の周波数が波長１５６０ｎｍの場合、周波数帯域がＴＨｚオーダー（波長がｎｍオーダー）で広帯域される。したがって、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置は、光ファイバコイル内の光後方散乱や偏波結合等による性能劣化を防止しつつ、スケールファクタを向上させることが可能となる。
なお、図４に示される例では、光コムを発生させた上で白色雑音により一様なスペクトルとしていたが、本発明はこれに限定されない。図６は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の広帯域化部の他の具体例を説明するための概略ブロック図である。図中、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表している。また、図７は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の広帯域化部によるレーザ光の周波数スペクトルを模式的に示したグラフであり、図７（ａ）が白色雑音変調部出力、図７（ｂ）が光コム発生部出力における周波数スペクトルを示している。図６に示される例は、図４に示される例とは逆に、白色雑音変調部３２により周波数変調を行った上で光コム発生部３１により複数のスペクトル化するものである。即ち、広帯域化部３０は、白色雑音変調部３２と、光コム発生部３１とからなる。白色雑音変調部３２は、安定化部２０により安定化されるレーザ光が入力され、連続的なスペクトルとなるように所定の変調幅で白色雑音による周波数変調を行うものである。即ち、白色雑音変調部３２は、安定化されたレーザ光が入力されると、図７（ａ）に示されるような、連続的なスペクトルとなるように所定の変調幅で白色雑音による周波数変調を行い、所定の変調幅を有する連続的なスペクトル（一様なスペクトル）とするものである。
そして、光コム発生部３１は、白色雑音変調部３２から発せられる光が入力され、所定の周波数を中心に、白色雑音による所定の変調幅以下の所定間隔で等間隔に並ぶ複数のスペクトルで構成される光を発するものである。即ち、光コム発生部３１は、図７（ａ）に示されるような所定の変調幅を有する連続的なスペクトルを有するレーザ光が入力されると、図７（ｂ）に示されるような、入力されたレーザ光の所定の周波数を中心に左右に等間隔に並ぶ複数のスペクトルを有する光を出力するものである。結果的に、図４に示される例と同様に、広帯域にわたって連続的なスペクトルの光を生成可能となる。
次に、図８を用いて本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の他の具体例について説明する。図８は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の他の具体例を説明するための概略ブロック図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図示例の広帯域化部３０は、パラメトリック下方変換部３３からなるものである。パラメトリック下方変換部３３は、非線形光学結晶を用いるものであり、安定化部２０により安定化されるレーザ光を励起光として光子対を発するものである。ここで、例えば本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の出力周波数を、光ファイバの伝搬損失が低い波長である１５６０ｎｍとした場合について具体的に説明する。まずレーザ光源１０として、７８０ｎｍのレーザ光を発することが可能な半導体レーザを用いる。この場合、安定化部２０は、原子セル２２のみを用いてフィードバックを行えば良い。即ち、レーザ光源１０の７８０ｎｍの波長の光に対して吸収分光法等を用いてＲｂ原子ガスが封入された原子セル２２にロックし、得られたスペクトルを使って半導体レーザにフィードバックを行う。
このようにして安定化されたレーザ光がパラメトリック下方変換部３３に入力される。パラメトリック下方変換部３３では、安定化されたレーザ光を励起光として光子対を生成する。即ち、パラメトリック下方変換部３３に入力されたレーザ光は、入力されたレーザ光の所定の周波数の１／２の周波数（２倍の波長）を中心に、左右に広がる連続的なスペクトル（一様なスペクトル）となる。具体的には、安定化された７８０ｎｍの波長の光がパラメトリック下方変換部３３に入力されると、１５６０ｎｍの波長のレーザ光の周波数帯域がＴＨｚオーダー（波長がｎｍオーダー）で広帯域化される。これにより、連続的な広帯域スペクトルで構成される光を得ることが可能となる。
なお、図８に示されるようなパラメトリック下方変換部３３を用いる場合、レーザ光源１０としては連続光を発する連続光レーザ光源であれば良いが、所定間隔で等間隔に並ぶパルス状のスペクトルの光を発するパルスレーザ光源であっても良い。パルスレーザ光に対しても連続光と同様に所定の周波数に対して安定化部２０によりロックして安定化させれば、パルス状のスペクトルがそれぞれ安定することになる。
また、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置は、レーザ光源１０としてパルス状のスペクトルの光を発するパルスレーザ光源を用いる場合、広帯域化部としては、図８に示されるようなパラメトリック下方変換部３３を用いるものには限定されない。即ち、広帯域化部３０は、パラメトリック下方変換部３３の代わりに白色雑音変調部３２を用いても良い。パルスレーザ光源からの所定間隔で等間隔に並ぶパルス状のスペクトルが安定化部２０により安定化され、これが白色雑音変調部３２に入力される。そして、白色雑音変調部３２は、連続的なスペクトル（一様なスペクトル）となるように、パルス状のスペクトルの所定間隔以上の変調幅で白色雑音による周波数変調を行えば良い。
さらに、図９を用いて本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置のさらに他の具体例について説明する。図９は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置のさらに他の具体例を説明するための概略ブロック図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図示例の広帯域化部３０は、光コム発生部３１と、パラメトリック下方変換部３３とからなるものである。即ち、この例は、図４に示される光コム発生部３１と、図８に示されるパラメトリック下方変換部３３を組み合わせた構成である。例えば本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置の出力周波数を、光ファイバの伝搬損失が低い波長である１５６０ｎｍとした場合について具体的に説明する。まずレーザ光源１０として、７８０ｎｍのレーザ光を発することが可能な半導体レーザを用いる。この場合、安定化部２０は、原子セル２２のみを用いてフィードバックを行えば良い。即ち、レーザ光源１０の７８０ｎｍの波長の光に対して吸収分光法等を用いてＲｂ原子ガスが封入された原子セル２２にロックし、得られたスペクトルを使って半導体レーザにフィードバックを行う。
このようにして安定化されたレーザ光が光コム発生部３１に入力される。光コム発生部３１では、入力された安定化されたレーザ光の所定の周波数を中心に左右に等間隔に並ぶ複数のスペクトルで構成される光を出力する。そして、このような等間隔に並ぶ複数のスペクトルの光がパラメトリック下方変換部３３に入力されると、この光を励起光として光子対が生成される。即ち、パラメトリック下方変換部３３に入力されたレーザ光は、入力されたレーザ光の所定の周波数の１／２の周波数（２倍の波長）を中心に、両側に広がる連続的なスペクトル（一様なスペクトル）となる。具体的には、７８０ｎｍの波長の等間隔に並ぶ複数のスペクトルの光がパラメトリック下方変換部３３に入力されると、１５６０ｎｍの波長のレーザ光の周波数帯域がＴＨｚオーダー（波長がｎｍオーダー）で広帯域化される。これにより、連続的な広帯域スペクトルで構成される光を得ることが可能となる。
図９に示される例では、光コム発生部３１により光がパルス化されるため、図８に示される例と比べてパラメトリック下方変換部３３による変換効率が上がる。
次に、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置に好適な光ファイバジャイロスコープについて説明する。本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置は、特定の光ファイバジャイロスコープにのみ用いることが可能なものではなく、汎用的なものである。しかしながら、以下に説明するような光ファイバジャイロスコープと組み合わせて用いることで、広帯域化による強度ノイズを低減可能となる。また、光ファイバコイルの熱による熱的位相雑音も低減可能となる。
上述の通り、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置によれば、光源の光を広帯域化することが可能となる。これによりスケールファクタの安定度を向上させることが可能となる。一方、広帯域化により異なる周波数の光が互いに干渉することで、強度ノイズが発生し得る。このノイズは、相対強度雑音（ＲＩＮ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｎｏｉｓｅ））と呼ばれる。
ＲＩＮを抑制する従来技術としては、例えば同じ長さの光ファイバコイルを２つ用意し、一方に参照光を入力して強度ノイズを測定し、光源の強度相関を検出してＲＩＮの影響を抑制するものがある。この例では、同じ長さの光ファイバコイルを２つ用いるため、コストがかかると共にまったく同じ特性の光ファイバコイルを用意することも難しかった。
ＲＩＮを抑制する他の従来技術としては、光ファイバコイルを通過した光が通過しない光に比べて光ファイバコイルを伝搬する時間だけ遅延することを利用して、両者の強度の和を取ることで、強度ノイズを低減するものがある。本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置は、このようにＲＩＮを低減する構成の光ファイバジャイロスコープに適用することも可能である。
また、光ファイバコイルの光ファイバは石英によって構成されているが、石英を構成する原子は、室温による温度で熱運動している。原子が熱運動することで、光ファイバの屈折率が変動するため、光ファイバコイルを通過した光に位相雑音が乗る。このノイズは熱的位相雑音（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｈａｓｅ Ｎｏｉｓｅ）と呼ばれる。
熱的位相雑音は、光ファイバコイルの固有周波数の整数倍で位相変調すると低減する性質を有している。したがって、位相変調信号を参照信号として用いて光強度信号を同期検波することで熱的位相雑音を低減する構成の光ファイバジャイロスコープに、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置を適用すれば、熱的位相雑音も低減可能となる。
以下、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置を用いる好適な光ファイバジャイロスコープの具体例について説明する。図１０は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置を用いる光ファイバジャイロスコープの構成を説明するための概略ブロック図である。図中、図１等と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図示例の光ファイバジャイロスコープは、熱的位相雑音を抑制可能なものである。図示の通り、光ファイバジャイロスコープ１は、光源として上述の本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源光源装置（１０，２０，３０）を用いる。即ち、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置により生成される連続的な広帯域スペクトルで構成される光を用いて光ファイバジャイロスコープ１が駆動される。光ファイバジャイロスコープ１は、光サーキュレータ４０と、多機能集積光回路５０と、位相変調信号発生器６０と、光検出器７０と、同期検波器８０とから主に構成されている。そして、多機能集積光回路５０に光ファイバコイル２が接続されている。
光サーキュレータ４０は、広帯域化部３０からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光と、光ファイバコイル２を通過した左回り光と右回り光とを再結合した干渉光と、を分離するものである。即ち、光サーキュレータ４０は、広帯域化部３０からの光を、後述の多機能集積光回路５０側に出力すると共に、干渉光が光サーキュレータ４０に戻ってくると、光検出器７０側に出力するものである。図面上、光サーキュレータ４０の左側からは、広帯域化部３０からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光が入射され、光サーキュレータ４０の右側からこの光が出力される。そして、光ファイバコイル２を通過した左回り光と右回り光とを再結合した干渉光が戻ってくると、光サーキュレータ４０の右側に入射され、下側の後述の光検出器７０に出力される。
多機能集積光回路５０は、偏光子５１と、Ｙ分岐・再結合器５２と、第１位相変調器５３と、第２位相変調器５４とからなる。偏光子５１は、広帯域化部３０からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光が、光サーキュレータ４０を介して入射されるものである。そして、偏光子５１は、単一の偏光のみを通過させる。Ｙ分岐・再結合器５２は、偏光子５１からの入射光、即ち、単一の偏光を分岐して、光ファイバコイル２の両端にそれぞれ入射する。光ファイバコイル２の両端に入射された光は、それぞれ左回り光と右回り光となる。そして、Ｙ分岐・再結合器５２は、光ファイバコイル２を通過した左回り光と右回り光とを再結合し、これを干渉光として光サーキュレータ４０へ出力する。第１位相変調器５３は、光ファイバコイル２の一端に入射される一方の入射光を変調するものである。例えば、右回り光となる入射光を変調すれば良い。また、第２位相変調器５４は、光ファイバコイル２の他端に入射される他方の入射光を変調するものである。例えば、左回り光となる入射光を変調すれば良い。
位相変調信号発生器６０は、熱的位相雑音を低減するために、位相変調信号を生成するものである。位相変調信号発生器６０は、多機能集積光回路５０の第１位相変調器５３及び第２位相変調器５４に対して、位相変調信号を出力する。位相変調信号発生器６０は、光ファイバコイル２の固有周波数の整数倍で位相変調を施すように、位相変調信号を多機能集積光回路５０に対して生成する。具体的には、例えば固有周波数の１０倍－１００倍程度の整数倍の周波数となるように位相変調を行えば良い。これにより、熱的位相雑音を低減することが可能となる。
光検出器７０は、光ファイバコイル２を通過した左回り光と右回り光との干渉光が光サーキュレータ４０から入射され、この干渉光の光強度信号を検出するものである。
同期検波器８０は、位相変調信号発生器６０からの位相変調信号を参照信号として用い、光検出器７０により検出される光強度信号を同期検波することで、光ファイバコイル２に対する入力角速度の検出信号として出力するものである。
本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置を用いる光ファイバジャイロスコープは、上述のような構成により、光ファイバコイル２の固有周波数の整数倍で位相変調を施すことにより、熱的位相雑音を低減させることが可能となる。
次に、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置を用いる好適な光ファイバジャイロスコープの他の具体例について説明する。図１１は、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置を用いる光ファイバジャイロスコープの他の構成を説明するための概略ブロック図である。図中、図１０と同一の符号を付した部分は同一物を表しており、重複説明は省略する。図示例の光ファイバジャイロスコープは、相対強度雑音（ＲＩＮ）を抑制可能なものである。図示の通り、この例の光ファイバジャイロスコープ１も、上述の本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源光源装置（１０，２０，３０）により生成される連続的な広帯域スペクトルで構成される光を用いて光ファイバジャイロスコープ１が駆動される。光ファイバジャイロスコープ１は、光サーキュレータ４０と、多機能集積光回路５０と、位相変調信号発生器６１と、光検出器７０と、同期検波器８１と、さらに、基準光検出器９０とから主に構成されている。
ここで、広帯域化部３０からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光は、光サーキュレータ４０に向かう光とは別に、後述の基準光検出器９０側にも出力するためにビームスプリッタ４５等で分離されれば良い。
位相変調信号発生器６１は、相対強度雑音を低減するために、位相変調信号を生成するものである。位相変調信号発生器６１は、多機能集積光回路５０の第１位相変調器５３及び第２位相変調器５４に対して、位相変調信号を出力する。位相変調信号発生器６１は、光ファイバコイル２の固有周波数の奇数倍で位相変調を施すように、位相変調信号を多機能集積光回路５０に対して生成する。具体的には、例えば固有周波数の１倍や３倍、５倍等の周波数となるように位相変調を行えば良い。これにより、相対強度雑音を低減することが可能となる。このとき、固有周波数の奇数倍且つ整数倍の周波数となるように位相変調を行えば、図１０に示される例と同様に、熱的位相雑音も相対強度雑音と共に低減できることになる。即ち、熱的位相雑音及び相対強度雑音の両方を低減することが可能となる。
基準光検出器９０は、広帯域化部３０からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光の基準光強度信号を検出するものである。即ち、基準光検出器９０は、広帯域化部３０からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光を基準光として用い、その基準光強度信号を検出する。
同期検波器８１は、位相変調信号発生器６１からの位相変調信号を参照信号として用い、光検出器７０により検出される光強度信号と基準光検出器９０により検出される基準光強度信号の和信号を同期検波することで、光ファイバコイル２に対する入力角速度の検出信号として出力するものである。
本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置を用いる光ファイバジャイロスコープは、上述のような構成により、光ファイバコイル２の固有周波数の奇数倍で位相変調を施すことで、相対強度雑音も低減させることが可能となる。また、さらに、奇数倍且つ整数倍で位相変調を施せば、熱的位相雑音も相対強度雑音と共に軽減させることが可能となる。
なお、この例では奇数倍で位相変調を施すと共に、光検出器７０による光強度信号と基準光検出器９０による基準光強度信号の和信号を同期検波しているが、偶数倍で位相変調を施すと共に、光検出器７０による光強度信号と基準光検出器９０による基準光強度信号の差信号を同期検波しても良い。即ち、位相変調信号発生器６１が、光ファイバコイル２の固有周波数の偶数倍で位相変調を施すように、位相変調信号を多機能集積光回路５０に対して生成しても良い。そして、同期検波器８１は、光検出器７０により検出される光強度信号と基準光検出器９０により検出される基準光強度信号の差信号を同期検波するようにすれば良い。
ここで、図１０に示される同期検波器８０や図１１に示される同期検波器８１は、位相変調信号発生器６０（６１）からの位相変調信号を参照信号として用い、同期検波しても良い。さらに、光ファイバコイル２に対する入力角速度によって生ずる左回り光と右回り光との間の位相差を相殺する信号を、位相変調信号発生器６０（６１）をフィードバック制御するためのフィードバック制御信号として位相変調信号発生器６０（６１）へ出力することも可能となる。これにより、入力角速度のダイナミックレンジを増やすことも可能となる。
なお、本発明の光ファイバジャイロスコープ用光源装置及びそれを用いた光ファイバジャイロスコープは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
１ 光ファイバジャイロスコープ
２ 光ファイバコイル
１０ レーザ光源
２０ 安定化部
２１ ＳＨＧ部
２２ 原子セル
３０ 広帯域化部
３１ 光コム発生部
３２ 白色雑音変調部
３３ パラメトリック下方変換部
４０ 光サーキュレータ
５０ 多機能集積光回路
５１ 偏光子
５２ 分岐・再結合器
５３ 第１位相変調器
５４ 第２位相変調器
６０、６１ 位相変調信号発生器
７０ 光検出器
８０、８１ 同期検波器
９０ 基準光検出器

Claims (11)

  1. 光ファイバコイルを有する光ファイバジャイロスコープを駆動するための光ファイバジャイロスコープ用光源装置であって、該光ファイバジャイロスコープ用光源装置は、
    所定の周波数のレーザ光を発するレーザ光源と、
    前記レーザ光源から発せられるレーザ光の所定の周波数を安定化する安定化部と、
    光コム発生部と白色雑音変調部とを有し、前記安定化部により安定化されるレーザ光を連続的な広帯域スペクトルで構成される光にする広帯域化部であって、光コム発生部は、安定化部により安定化されるレーザ光が入力され、所定の周波数を中心に所定間隔で等間隔に並ぶ複数のスペクトルで構成される光を発し、白色雑音変調部は、光コム発生部から発せられる光が入力され、連続的なスペクトルとなるように複数のスペクトルの所定間隔以上の変調幅で白色雑音による周波数変調を行う、広帯域化部と、
    を具備することを特徴とする光ファイバジャイロスコープ用光源装置。
  2. 光ファイバコイルを有する光ファイバジャイロスコープを駆動するための光ファイバジャイロスコープ用光源装置であって、該光ファイバジャイロスコープ用光源装置は、
    所定の周波数のレーザ光を発するレーザ光源と、
    前記レーザ光源から発せられるレーザ光の所定の周波数を安定化する安定化部と、
    白色雑音変調部と光コム発生部とを有し、前記安定化部により安定化されるレーザ光を連続的な広帯域スペクトルで構成される光にする広帯域化部であって、白色雑音変調部は、安定化部により安定化されるレーザ光が入力され、連続的なスペクトルとなるように所定の変調幅で白色雑音による周波数変調を行い、光コム発生部は、白色雑音変調部から発せられる光が入力され、所定の周波数を中心に、白色雑音による所定の変調幅以下の所定間隔で等間隔に並ぶ複数のスペクトルで構成される光を発する、広帯域化部と、
    を具備することを特徴とする光ファイバジャイロスコープ用光源装置。
  3. 光ファイバコイルを有する光ファイバジャイロスコープを駆動するための光ファイバジャイロスコープ用光源装置であって、該光ファイバジャイロスコープ用光源装置は、
    所定の周波数のレーザ光を発するレーザ光源と、
    前記レーザ光源から発せられるレーザ光の所定の周波数を安定化する安定化部と、
    前記安定化部により安定化されるレーザ光を連続的な広帯域スペクトルで構成される光にする広帯域化部であって、安定化部により安定化されるレーザ光を励起光として光子対を発するパラメトリック下方変換部からなる、広帯域化部と、
    を具備することを特徴とする光ファイバジャイロスコープ用光源装置。
  4. 光ファイバコイルを有する光ファイバジャイロスコープを駆動するための光ファイバジャイロスコープ用光源装置であって、該光ファイバジャイロスコープ用光源装置は、
    所定の周波数のレーザ光を発するレーザ光源と、
    前記レーザ光源から発せられるレーザ光の所定の周波数を安定化する安定化部と、
    光コム発生部とパラメトリック下方変換部とを有し、前記安定化部により安定化されるレーザ光を連続的な広帯域スペクトルで構成される光にする広帯域化部であって、光コム発生部は、安定化部により安定化されるレーザ光が入力され、所定の周波数を中心に所定間隔で等間隔に並ぶ複数のスペクトルで構成される光を発し、パラメトリック下方変換部は、光コム発生部により発せられる光を励起光として光子対を発する、広帯域化部と、
    を具備することを特徴とする光ファイバジャイロスコープ用光源装置。
  5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の光ファイバジャイロスコープ用光源装置において、前記安定化部は、レーザ光源から発せられるレーザ光を基準周波数源にロックして安定化させることを特徴とする光ファイバジャイロスコープ用光源装置。
  6. 請求項１乃至請求項５の何れかに記載の光ファイバジャイロスコープ用光源装置において、前記レーザ光源は、連続光を発する連続光レーザ光源からなることを特徴とする光ファイバジャイロスコープ用光源装置。
  7. 請求項１乃至請求項６の何れかに記載の光ファイバジャイロスコープ用光源装置を用いる光ファイバジャイロスコープは、
    前記広帯域化部からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光と、光ファイバコイルを通過した左回り光と右回り光とを再結合した干渉光と、を分離する光サーキュレータと、
    前記広帯域化部からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光が光サーキュレータから入射され単一の偏光のみを通過させる偏光子と、偏光子からの入射光を分岐して光ファイバコイルの両端にそれぞれ入射すると共に光ファイバコイルを通過した左回り光と右回り光とを再結合した干渉光とするＹ分岐・再結合器と、光ファイバコイルの一端に入射される一方の入射光を変調する第１位相変調器と、光ファイバコイルの他端に入射される他方の入射光を変調する第２位相変調器と、を有する多機能集積光回路と、
    熱的位相雑音を低減するために、前記多機能集積光回路の第１位相変調器及び第２位相変調器に対して光ファイバコイルの固有周波数の整数倍で位相変調を施すための位相変調信号を生成する位相変調信号発生器と、
    前記光ファイバコイルを通過した左回り光と右回り光との干渉光が光サーキュレータから入射され干渉光の光強度信号を検出する光検出器と、
    前記位相変調信号発生器からの位相変調信号を参照信号として用い、光検出器により検出される光強度信号を同期検波することで、光ファイバコイルに対する入力角速度の検出信号として出力する同期検波器と、
    を具備することを特徴とする光ファイバジャイロスコープ。
  8. 請求項１乃至請求項６の何れかに記載の光ファイバジャイロスコープ用光源装置を用いる光ファイバジャイロスコープは、
    前記広帯域化部からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光と、光ファイバコイルを通過した左回り光と右回り光とを再結合した干渉光と、を分離する光サーキュレータと、
    前記広帯域化部からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光が光サーキュレータから入射され単一の偏光のみを通過させる偏光子と、偏光子からの入射光を分岐して光ファイバコイルの両端にそれぞれ入射すると共に光ファイバコイルを通過した左回り光と右回り光とを再結合した干渉光とするＹ分岐・再結合器と、光ファイバコイルの一端に入射される一方の入射光を変調する第１位相変調器と、光ファイバコイルの他端に入射される他方の入射光を変調する第２位相変調器と、を有する多機能集積光回路と、
    相対強度雑音を低減するために、前記多機能集積光回路の第１位相変調器及び第２位相変調器に対して光ファイバコイルの固有周波数の奇数倍で位相変調を施すための位相変調信号を生成する位相変調信号発生器と、
    前記光ファイバコイルを通過した左回り光と右回り光との干渉光が光サーキュレータから入射され干渉光の光強度信号を検出する光検出器と、
    前記広帯域化部からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光の基準光強度信号を検出する基準光検出器と、
    前記位相変調信号発生器からの位相変調信号を参照信号として用い、光検出器により検出される光強度信号と基準光検出器により出力される基準光強度信号の和信号を同期検波することで、光ファイバコイルに対する入力角速度の検出信号として出力する同期検波器と、
    を具備することを特徴とする光ファイバジャイロスコープ。
  9. 請求項１乃至請求項６の何れかに記載の光ファイバジャイロスコープ用光源装置を用いる光ファイバジャイロスコープは、
    前記広帯域化部からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光と、光ファイバコイルを通過した左回り光と右回り光とを再結合した干渉光と、光ファイバコイルを通過しない光である基準光と、に分離する光サーキュレータと、
    前記広帯域化部からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光が光サーキュレータから入射され単一の偏光のみを通過させる偏光子と、偏光子からの入射光を分岐して光ファイバコイルの両端にそれぞれ入射すると共に光ファイバコイルを通過した左回り光と右回り光とを再結合した干渉光とするＹ分岐・再結合器と、光ファイバコイルの一端に入射される一方の入射光を変調する第１位相変調器と、光ファイバコイルの他端に入射される他方の入射光を変調する第２位相変調器と、を有する多機能集積光回路と、
    相対強度雑音を低減するために、前記多機能集積光回路の第１位相変調器及び第２位相変調器に対して光ファイバコイルの固有周波数の偶数倍で位相変調を施すための位相変調信号を生成する位相変調信号発生器と、
    前記光ファイバコイルを通過した左回り光と右回り光との干渉光が光サーキュレータから入射され干渉光の光強度信号を検出する光検出器と、
    前記広帯域化部からの連続的な広帯域スペクトルで構成される光の基準光強度信号を検出する基準光検出器と、
    前記位相変調信号発生器からの位相変調信号を参照信号として用い、光検出器により検出される光強度信号と基準光検出器により検出される基準光強度信号の差信号を同期検波することで、光ファイバコイルに対する入力角速度の検出信号として出力する同期検波器と、
    を具備することを特徴とする光ファイバジャイロスコープ。
  10. 請求項８又は請求項９に記載の光ファイバジャイロスコープにおいて、前記位相変調信号発生器は、熱的位相雑音及び相対強度雑音を低減するために、前記多機能集積光回路の第１位相変調器及び第２位相変調器に対して光ファイバコイルの固有周波数の整数倍で位相変調を施すための位相変調信号を生成することを特徴とする光ファイバジャイロスコープ。
  11. 請求項７乃至請求項１０の何れかに記載の光ファイバジャイロスコープにおいて、前記同期検波器は、さらに、光ファイバコイルに対する入力角速度によって生ずる左回り光と右回り光との間の位相差を相殺する信号を、位相変調信号発生器をフィードバック制御するためのフィードバック制御信号として位相変調信号発生器へ出力することを特徴とする光ファイバジャイロスコープ。
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