JPS59224510A - Optical fiber gyro - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To compensate an offset phase difference and to measure an angular velocity accurately by arranging an electrooptic element having birefringence and a magnetooptic element which rotates a plane of polarization by a specific angle on the optical path of an optical fiber gyro. CONSTITUTION:Light from a light emitting element 1 is made by a polarizer 11 into linear polarized light polarized in an X direction and the light is reflected by a beam splitter (BS)2 to generate Z-directionally polarized light, which is incident to a terminal B of a constant polarization optical fiber 5 to propagate clockwise in the loop 5 and projected from a terminal A. The light passes through the magnetooptic element 7 to have the plane of polarization rotated in an Y direction by 45 deg., and the resulting Y-directionally polarized wave passes through the optical path of the electrooptic element 8 with length (l) and is reflected by the BS2 to enter a photodetecting element 6 after being made into circular polarized light through a lambda/4 plate 12. Clockwise light polarized in the X direction through the BS2, on the other hand, passes through the optical path of the element 8 and then a reverse path to obtain circular polarized light, which enters the photodetecting element 6. Voltages 9 and 10 impressed to the element 8 are adjusted to compensate the offset phase difference.

Description

【発明の詳細な説明】 （ア）技術分野 この発明は、移動体の角速度を測定するだめの光ファイ
バジャイロに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (A) Technical Field The present invention relates to an optical fiber gyro for measuring the angular velocity of a moving object.

自動車、航空機、ロボット、船舶など、移動制御が必要
な移動体に於て、自分自身の位置や方向を連続的に算出
する必要がある。In moving objects that require movement control, such as automobiles, aircraft, robots, and ships, it is necessary to continuously calculate their own position and direction.

このだめ、速度とともに回転角速度も常時測定しなけれ
ばならない。光ファイバジーＶイロは、回転角速度を測
定するだめに用いられる。Unfortunately, it is necessary to constantly measure the rotational angular velocity as well as the speed. The optical fiber G-V is used to measure the rotational angular velocity.

（イ）従来技術とその問題点 光フー？イバジャイロは、光ファイノくループの中を、
時計廻り、反時計廻りに光を通し、光フアイバループの
回転如よって生ずる光の位相差を検出して、回転角速度
を測定する。(a) Conventional technology and its problems optical fu? Ibagyro runs through the optical fiber loop.
Light is passed clockwise and counterclockwise, and the rotational angular velocity is measured by detecting the phase difference of the light caused by the rotation of the optical fiber loop.

同一の光フアイバループを、互に反対方向へ光が伝搬す
る。同一の光学部品を通るのであるから、理想的には光
路差がないＯまずである。しかし、実際には、光学系の
軸がずれていたりして、時計廻り（ｃｗ）、反時計廻り
（ｃｃｗ）光について光路差が生ずる。このため、ファ
イバループが静止している時でもｃｗ光とｃｃｗ光につ
いて位相差が生ずる。Light propagates in opposite directions through the same optical fiber loop. Since they pass through the same optical component, ideally there would be no difference in optical path. However, in reality, the axis of the optical system may be misaligned, resulting in an optical path difference between clockwise (cw) and counterclockwise (ccw) light. Therefore, even when the fiber loop is stationary, a phase difference occurs between the cw light and the ccw light.

このだめ、正確な回転角速度の測定が妨げられる。This prevents accurate measurement of rotational angular velocity.

第２図は光フアイバジャイロの原理的な光学系構成図を
示す。FIG. 2 shows a diagram of the basic optical system configuration of an optical fiber gyro.

発光素子１の光は、ビームスプリッタ２によって、２木
の光線に分けられる。これは結合レンズ３．４によって
、光フアイバループ５のＡ、Ｂ端に入射させられる。２
つの光線は、光フアイバルーズの中を時計廻り（ｃｗ）
に、或は反時計廻り（ｃ　ｃ　ｗ　）に伝搬し、Ｂ、Ａ
端から出射し、ビームスプリッタ２で合一し、干渉光の
強度が受光素子６によって検出される。The light from the light emitting element 1 is split into two beams by the beam splitter 2. This is made incident on the A and B ends of the optical fiber loop 5 by a coupling lens 3.4. 2
The two rays move clockwise (cw) inside the optical fiber.
or counterclockwise (c c w ), B, A
The light is emitted from the end, is combined by the beam splitter 2, and the intensity of the interference light is detected by the light receiving element 6.

発光素子１はレーザダイオード、スーパールミネセント
ダイオード、気体レーザなどである。光フアイバループ
５は単一モード光ファイバを多数回コイル状に巻回した
ものである。受光素子６けホトダイオード、アバランシ
ェホトダイオードなどの光検出器を用いる。The light emitting element 1 is a laser diode, a superluminescent diode, a gas laser, or the like. The optical fiber loop 5 is a single mode optical fiber wound into a coil shape many times. A photodetector such as a photodiode with six photodetectors or an avalanche photodiode is used.

光フアイバループ５が静止している時、ＣＷ光も、ｃｃ
ｗ尤も同じ光路を進むから、受光素子６に到達したとき
、位相差は０である。When the optical fiber loop 5 is stationary, the CW light is also cc
Since they travel along the same optical path, when they reach the light receiving element 6, the phase difference is zero.

光フアイバループ５が角速度Ωで回転している時、Ｓａ
ｇｎａｃ効果によシ、位相差Δθが現われる。When the optical fiber loop 5 is rotating at an angular velocity Ω, Sa
Due to the gnac effect, a phase difference Δθ appears.

８πＡΩ である。λは光の波長、Ｃは光速、Ωはファイバループ
の角速度、Ａは光ファイバが囲む全面積、つまシルーブ
の断面積と巻数の積である。It is 8πAΩ. λ is the wavelength of light, C is the speed of light, Ω is the angular velocity of the fiber loop, A is the total area surrounded by the optical fiber, and is the product of the cross-sectional area of the shield and the number of turns.

時計廻り光、反時計廻り光の振幅をＥ＋、Ｅｔとする。Let the amplitudes of clockwise light and counterclockwise light be E+ and Et.

両者にΔθの位相差があれば受光素子６の出力１け １　＝　Ｅ、”＋　Ｅ２　＋２ＥＩ　Ｅ２僚Δθ　　　
（２）で与えられる。ただし比例定数は省略した。If there is a phase difference of Δθ between the two, the output of the light receiving element 6 is 1 digit 1 = E, ”+ E2 +2EI E2 co-ordinate Δθ
It is given by (2). However, the constant of proportionality was omitted.

受光素子の出力１から、位相差Δθを知り、（１）式に
よって角−速度Ωを計算する。これが光フアイバジャイ
ロの測定原理である。The phase difference Δθ is known from the output 1 of the light receiving element, and the angular velocity Ω is calculated using equation (1). This is the measurement principle of the fiber optic gyro.

時計廻り光（ｃｗ）と、反時計廻り（ｃｃｗ）が厳密に
同一の光路を反対方向に進むのであれば光路差が生じな
い。If the clockwise light (cw) and the counterclockwise light (ccw) travel along the same optical path in opposite directions, no optical path difference will occur.

実際には、光学系の軸合せが難しく、ｃｗ光、ｃｃｗ光
の光路は必ずしも一致しない。光路が喰い逢うと光路差
が生じる。光路差を波長で除して、２πを乗じたものが
位相差である。従って（２）式のΔθには、回転にもと
づく位相差と、静的な光路差の存在にもとづく位相差（
オフセット）とが含まれている。In reality, it is difficult to align the axes of the optical system, and the optical paths of the CW light and the CCW light do not necessarily match. When the optical paths overlap, an optical path difference occurs. The optical path difference divided by the wavelength and multiplied by 2π is the phase difference. Therefore, Δθ in equation (2) includes a phase difference based on rotation and a phase difference (based on the existence of a static optical path difference).
offset).

第３図は結合レンズ３．４と光ファイバ５のＡ、Ｂ端に
おける光軸不一致を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the optical axis mismatch between the coupling lens 3.4 and the A and B ends of the optical fiber 5.

発光素子１、ビームスプリッタ２、結合レンズ３．４の
共通の光軸をＬＸとする。光ファイバ５の端部に於ける
、ファイバ中心層１１をＦｘとし、ＦｘとＬｘとがずれ
ているものとする。Let LX be the common optical axis of the light emitting element 1, beam splitter 2, and coupling lens 3.4. It is assumed that the fiber center layer 11 at the end of the optical fiber 5 is Fx, and that Fx and Lx are shifted from each other.

入射光はＬｘのまわりに回転対称でレンズにより、ｅ点
に収束する。ｅ点はファイバ端面とＬｘの交点である。The incident light is rotationally symmetric around Lx and converged to point e by the lens. Point e is the intersection of the fiber end face and Lx.

出射光は、光ファイバの中心軸Ｆｘと、ファイバ端面の
交点９から出射する。９点とｅ点ル異なる。９点から出
た光は結合レンズによって平行光に変換されるが、これ
はＬｘに平行ではない。The emitted light is emitted from the intersection 9 between the central axis Fx of the optical fiber and the fiber end face. Point 9 and point e are different. The light emitted from the nine points is converted into parallel light by the coupling lens, but this is not parallel to Lx.

従って、レンズとビームスプリッタの間に於て、入射光
と出射光の光路が異シ、光路差が生じる。Therefore, between the lens and the beam splitter, the optical paths of the incident light and the outgoing light are different, resulting in an optical path difference.

このためΩ＝０であっても、ｃｗ光とｃｃｗ光に位相差
Δθ（オフセット）が発生する。Therefore, even if Ω=0, a phase difference Δθ (offset) occurs between the cw light and the ccw light.

オフセット分の位相差をＯにするよう補償する必要があ
る。そうでなければ、受光素子の出力１から、角速度Ω
を正しく求めることができない。It is necessary to compensate so that the phase difference corresponding to the offset becomes O. Otherwise, from the output 1 of the photodetector, the angular velocity Ω
cannot be determined correctly.

オフセット位相差を補償するには、ｃｗ光、或はｃｃｗ
光のいずれか一方の光路長を連続的に変化させることが
できればよい。To compensate for the offset phase difference, use cw light or ccw light.
It is only necessary to be able to continuously change the optical path length of either one of the lights.

しかし、ｃｗ光、ｃｃｗ光は同じ光学系を通るから、一
方の光だけを位相補償する、という事ができない。However, since the CW light and the CCW light pass through the same optical system, it is not possible to compensate the phase of only one of the lights.

（り）本発明の原理 ｃｗ光とｃｃｗ光の光路は同じであるが、この内一方だ
けの実効的光路を変化させるために、複屈折性を有する
電気光学素子を用いる。ｃｗ光、ｃｃｗ光はいずれも直
線偏光にし、偏光の方向が互に直角をなすようにする。(ri) Principle of the present invention The optical paths of the CW light and the CCW light are the same, but in order to change the effective optical path of only one of them, an electro-optical element having birefringence is used. Both the cw light and the ccw light are linearly polarized, and the directions of polarization are perpendicular to each other.

複屈折性を有する素子にこの光を通すと、ｎｏとｎ６の
途い及びこれの電場依存性の卓いによって、ＣＷ光、ｃ
ｃｗ光の伝搬速度が異なり、従って位相補償することが
できる。When this light passes through an element with birefringence, it becomes CW light, c
The propagation speeds of the cw light are different, so phase compensation can be performed.

光フアイバループは定偏波光ファイバを用いる。The optical fiber loop uses a constant polarization optical fiber.

ｃｗ光も、ｃｃｗ光も同一偏波方向を保って通過する。Both the CW light and the CCW light pass while maintaining the same polarization direction.

電気光学素子にはｃｗとｃｃｗの偏波方向が互（で直交
するよう入射しなければならない。このだめ、光フアイ
バループの端と電気光学素子の間に磁気光学素子を設け
４５°ずつ偏波方向を回転させるようにした。The polarization directions of cw and ccw must be incident on the electro-optic element so that they are mutually orthogonal.In order to do this, a magneto-optical element is installed between the end of the optical fiber loop and the electro-optic element to polarize the waves by 45 degrees. The direction can now be rotated.

偏波方向が直交するｃｗ、ｃｃｗ光をビームスプリッタ
で合一シても干渉が起らないので、四分の一波長（乞）
板を入れて直線偏波を円偏光に変えている。Even if CW and CCW lights whose polarization directions are orthogonal to each other are combined using a beam splitter, no interference will occur.
A plate is inserted to convert linearly polarized light into circularly polarized light.

（１）本発明の構成 第１図によって本発明の詳細な説明する。(1) Configuration of the present invention The present invention will be explained in detail with reference to FIG.

発光素子１、ビームスブリック２、結合レンズ３．４、
受光素子６などは従来のものと変らない。Light emitting element 1, beam brick 2, coupling lens 3.4,
The light receiving element 6 and the like are the same as the conventional ones.

変っている点を述べる。Describe what has changed.

光フアイバループ５が定偏波光ファイバになっている。The optical fiber loop 5 is a constant polarization optical fiber.

偏波方向を／４だけ回転する磁気光学素子７、偏波方向
の異なる直線偏光に対ｌ−屈折率を変化させるだめの電
気光学素子８と、電気光学素子８の電極に直流電圧を加
える直流型＃９、変調電圧を加える交流電源１０、直線
偏光を円偏光にする曇板１２、発光素子の光を直線偏光
にする偏光子１１などを新たに加える。A magneto-optical element 7 that rotates the polarization direction by /4, an electro-optic element 8 that changes the l-refractive index for linearly polarized light with a different polarization direction, and a DC voltage that applies a DC voltage to the electrodes of the electro-optic element 8. Type #9, an AC power source 10 that applies a modulated voltage, a cloud plate 12 that converts linearly polarized light into circularly polarized light, a polarizer 11 that converts light from a light emitting element into linearly polarized light, etc. are newly added.

磁気光学素子７としては例えばＹ　Ｉ　Ｇ　（ＹｓＦｅ
５０＋２）などが用いられる。光の通過する方向に磁場
が加えられており、ファラデー効果のため、ここを通る
光の偏波方向が回転する。シだけ回転するように磁場の
強さを設定しである。As the magneto-optical element 7, for example, Y I G (YsFe
50+2) etc. are used. A magnetic field is applied in the direction in which the light passes, and due to the Faraday effect, the polarization direction of the light passing through it rotates. The strength of the magnetic field is set so that it rotates by the same amount.

磁気光学素子７が電気光学素子８とファイバ端の間にあ
るから、ファイバの中でＣＷ、ＣＣＷ光の偏波面が同一
であるとすれば電気光学素子８では、両者の偏波面が直
交する。Since the magneto-optical element 7 is located between the electro-optic element 8 and the fiber end, if the planes of polarization of CW and CCW light are the same in the fiber, the planes of polarization of the two in the electro-optical element 8 are orthogonal.

電気光学素子８は、例えば複屈折性のあるものを選ぶ。For the electro-optical element 8, one having birefringence is selected, for example.

例えば、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ５、Ｂ　ａ　Ｔ　ｉ
　Ｏ８、ＣｄＳなどである。これらペロプスカイト型結
晶は、常光線屈折率ｎｏ、異常光線屈折率ｎ６が異なり
、また電気光学係数も口０、ｎつについて異なる。これ
は横型変調である。For example, LiNbO3, LiTaO5, B a T i
These include O8 and CdS. These perovskite crystals have different ordinary ray refractive index no and extraordinary ray refractive index n6, and also have different electro-optic coefficients in terms of 0 and n. This is horizontal modulation.

電気光学素子８に加える直流電圧は、ｃｗ光と、ＣＣＷ
光の位相差のオフセットを一補償するだめのものである
。The DC voltage applied to the electro-optical element 8 is CW light and CCW light.
This is to compensate for the offset of the optical phase difference.

直流に重畳する交流電圧は、位相変調をかけるものであ
る。The alternating current voltage superimposed on the direct current undergoes phase modulation.

複屈折性があって、横型変調するものとすれば、前述の
ようにベロゲスカイト型結晶が使われる。If the material has birefringence and undergoes lateral modulation, a vergeskite crystal is used as described above.

しかし、縦型変調素子も用いることができる。However, vertical modulation elements can also be used.

この場合はＫ　ｌ）　Ｐなど正方晶系の結晶を用いる事
ができる。電界の向きは、光の進行方向と平行になる。In this case, a tetragonal crystal such as Kl)P can be used. The direction of the electric field is parallel to the direction in which the light travels.

電気光学効果は係数γ６８を利用する。The electro-optic effect utilizes a coefficient γ68.

直交する偏波面を有する光の屈折率差を電界に比例して
生じさせるのであるから、複屈折性がなくてもよい。こ
の場合、せん亜鉛拡形結晶（ＺｎＳ、Ｚｎ５ｅ、　Ｇａ
Ａｓ　）などを使うことができる。横型変調で、電界方
向と光の進行方向は直交している（第１図のとおり）。Since the refractive index difference of light having orthogonal polarization planes is generated in proportion to the electric field, there is no need for birefringence. In this case, expanded zinc crystals (ZnS, Zn5e, Ga
As) etc. can be used. In horizontal modulation, the direction of the electric field and the direction of light travel are orthogonal (as shown in Figure 1).

電気光学効果はγ４１を利用する。The electro-optic effect utilizes γ41.

（オ）作　用 時計廻り光の偏波方向を実線の矢印で、反時計廻す光の
偏波方向を破線の矢印で示しだ。(E) Action The direction of polarization of clockwise light is shown by a solid arrow, and the direction of polarization of counterclockwise light is shown by a dashed arrow.

説明の便宜のだめ、Ｘ、　ｙ、　ｚ軸を定義する。For convenience of explanation, the X, y, and z axes are defined.

ｚ軸は発光素子１の光がビームスプリッタ２を経テ、フ
ァイバループのＡ端へ進行する方向、Ｘ軸は、ビームス
プリッタから受光素子６へ向う方向、ｙ軸はｘｚ面に直
角な方向（右手系）とする。The z-axis is the direction in which the light from the light-emitting element 1 passes through the beam splitter 2 and proceeds to the A end of the fiber loop, the X-axis is the direction from the beam splitter to the light-receiving element 6, and the y-axis is the direction perpendicular to the xz plane ( right-handed).

発光素子１の光は、偏光子１１により、Ｘ方向に偏波面
を有つ直線偏光となる。The light from the light emitting element 1 becomes linearly polarized light with a polarization plane in the X direction by the polarizer 11.

ビームスプリッタ２で反射された後、２方向に偏波面を
持つようになり、定偏波光フアイバループ５の８端に入
射する。この光は反時計廻りに光フアイバループ５の中
を伝搬し、Ａ端から出射する。Ａ端で光ファイバの偏波
面はｘ、ｙ軸の三等分面（Ｘ軸からｙ軸方向へ４５°）
にある。ｃｃｗ先は、磁気光学素子７を右から左へ通り
、４５°ｙ軸方向へ偏波面が回転するので、ｙ方向の偏
波面となる。After being reflected by the beam splitter 2, the beam becomes polarized in two directions and enters the eight ends of the polarization-constant optical fiber loop 5. This light propagates counterclockwise in the optical fiber loop 5 and exits from the A end. At the A end, the polarization plane of the optical fiber is a trisecting plane of the x and y axes (45° from the x axis to the y axis direction)
It is in. The ccw direction passes through the magneto-optical element 7 from right to left, and the plane of polarization rotates by 45 degrees in the y-axis direction, so it becomes a plane of polarization in the y-direction.

電気光学素子８では、偏波面がＸ方向、ｙ方向である光
について屈折率ｎｘｓｎｙが異なる。この相異は電圧に
よって制御される。In the electro-optical element 8, the refractive index nxsny differs for light whose polarization planes are in the X direction and the y direction. This difference is controlled by voltage.

ｃｃｗ光にとって、電気光学素子８の光路（ｉ　ｎ　ｙ
　１である。但しｌは電気光学素子８の長さである。For ccw light, the optical path (in y
It is 1. However, l is the length of the electro-optical element 8.

ＣＣＷ光は、ビームスブリック２で反射された後、λ ４板で円偏光に変換され、受光素子６に入射する。After the CCW light is reflected by the beam brick 2, λ The light is converted into circularly polarized light by the four plates and enters the light receiving element 6.

次にＣＷ光について説明する。Next, CW light will be explained.

ビームスプリッタ２を透過したとき、Ｘ方向に偏波面が
ある。電気光学素子８を通過する時、屈折率はｎ）（が
対応するので、光路はｎｘｎである。When transmitted through the beam splitter 2, there is a plane of polarization in the X direction. When passing through the electro-optical element 8, the refractive index is n), so the optical path is nxn.

電気光学素子８を通過した後もＸ方向偏波であるが、磁
気光学素子７で４５°偏波面が回転しｘｙ軸の三等分面
に偏波面が含まれる。光フアイバループのＡ端に直線偏
波のま捷入射する。ループを０ｗ光として通過し、Ｂ端
から出射する、２方向偏波λ である。ビームスプリッタ２を通過し、／４板１２によ
って円偏光に変換され、受光素子６に入射する。After passing through the electro-optical element 8, the wave remains polarized in the X direction, but the plane of polarization is rotated by 45° in the magneto-optical element 7, so that the plane of polarization is included in the trisecting plane of the xy axis. A linearly polarized wave is incident on the A end of the optical fiber loop. It is a two-way polarized wave λ that passes through the loop as 0w light and exits from the B end. The light passes through the beam splitter 2, is converted into circularly polarized light by the quarter plate 12, and enters the light receiving element 6.

電気光学素子を通過する際、０ｗ光とｃａｗ光の位相差
φが生ずる。When passing through the electro-optical element, a phase difference φ occurs between the 0w light and the caw light.

λ である。これは、 φ−φ０＋γＥ（４） と書くことができる。複屈折がある場合φＯ〜０である
。複屈折がない場合φ０−０である。γは電気光学係数
に比例する値である。Ｅは電界の強さである。λ. This can be written as φ−φ0+γE(4). When there is birefringence, φO~0. If there is no birefringence, φ0-0. γ is a value proportional to the electro-optic coefficient. E is the strength of the electric field.

直流型ｉ９と交流電源１０があるので、Ｅ　＝　Ｅ□　
＋　ｅ　ｓｉｎ　ｗ６ｔ　　　　　　　　ｉ５）という
形の電界が加わる。ＷＯは交流電源１０の変調周波数で
ある。Since there is a DC type i9 and an AC power supply 10, E = E□
+ e sin w6t i5) is applied. WO is the modulation frequency of the AC power supply 10.

０ｗ光と、ＣＣＷ光の静的なオフセットをΔθ′とする
と、（２）式のΔθは Δθ＝Δθ、＋Δθ′＋φ０＋γＥ□　＋　１　ｅ　ｓ
ｉｎ　Ｗｏｔ　　（６）と書くことができる。ΔθｒＩ
″ｉ実際の回転に起因する位相差である。If the static offset between the 0w light and the CCW light is Δθ', Δθ in equation (2) is Δθ=Δθ, +Δθ'+φ0+γE□ + 1 e s
It can be written as in Wot (6). ΔθrI
″i is the phase difference due to the actual rotation.

直流電圧を調節して、 Δθ′＋φ０＋γＥ□＝　２　ｍ　π（７）（ｍは整数
） となるようにする。これでＣＷ光とＣａＷ光のランダム
位相差Δθ′が補償される。Adjust the DC voltage so that Δθ′+φ0+γE□=2 m π(7) (m is an integer). This compensates for the random phase difference Δθ' between the CW light and the CaW light.

受光素子６の出力Ｉは（２）式より ｌ　’＝　Ｅ　＋”　＋　Ｅ　２２＋　２　Ｅ　＋　Ｅ
　２　”　（Δθ７＋ｒｅｓｉｎｗｏｔ）　　［８）と
なる。ｅは変調の振幅であるから、これにかんしてティ
ラー展開すると １＝（直流分）　−２ＥＩ　Ｅ２γ６　ｓｉｎΔθｒＳ
１０ｗ□ｔ＋”（ｅの高次項）（９） となる。ｅの高次の項は、変調周波数の高調波になるか
ら、角振動数はＷＯの整数倍である。From equation (2), the output I of the light receiving element 6 is l'=E +" + E 22+ 2 E + E
2 ” (Δθ7+resinwot) [8) Since e is the modulation amplitude, Tiller expansion is performed on this: 1 = (DC component) −2EI E2γ6 sinΔθrS
10w□t+'' (higher-order term of e) (9) Since the higher-order term of e is a harmonic of the modulation frequency, the angular frequency is an integral multiple of WO.

そこで、ｗｏの項だけをフィルタを通して、取り出すと
、その振幅としてｓｉｎΔθｒを得ることができる。位
相差をｓｉｎの形で求めることができるので、Δθｒが
０の近傍での感度が良く、正負の判別もできる。Therefore, if only the term wo is filtered and extracted, sinΔθr can be obtained as its amplitude. Since the phase difference can be determined in the form of sin, the sensitivity is good when Δθr is around 0, and it is possible to distinguish between positive and negative.

（力）効　果 ［＋１　　電気光学素子に加える直流電圧を調整するこ
とにより、ＣＷ光とＣＣＷ光の間のランダムな位相差Δ
θ′を補償することができる。(Force) Effect [+1 By adjusting the DC voltage applied to the electro-optical element, a random phase difference Δ between CW light and CCW light can be created.
θ′ can be compensated for.

（２）電気光学素子に加える交流電圧によって、位相変
調することができる。求めるべき位相差が直流分として
ではなく、ＷＱの変調信号の振幅として現われるので、
ノイズの影響を受けにくい。(2) Phase modulation can be performed by alternating current voltage applied to the electro-optical element. Since the phase difference to be found does not appear as a DC component, but as the amplitude of the WQ modulation signal,
Less susceptible to noise.

（３１ｓｉｎΔθｒの形で求められるから、Δθｒが０
に近い１専の感度が良く、正負の判別もできる。(Since it is calculated in the form of 31 sin Δθr, Δθr is 0
It has good sensitivity of 1, which is close to , and can also distinguish between positive and negative.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の光フアイバジャイロの光学系構成図。 第２図は光フアイバジャイロの原理を示す公知の光学系
構成図。 第３図は光ファイバ端と結合レンズの軸の不一致を説明
するだめの説明図。 １・・・・・・・・−・・・発光素子 ２・・・・・−・・・・・・・・ビームスブリック３．
４・・　・・・・結合レンズ ５　・　・・・・・光フアイバループ ６・・・・・・・・・・・・・・受光素子７・・・・・
・・・・・・・磁気光学素子８・・・・・・・・・・・
・電気光学素子９・・・・・・・・・・・・・・直流電
源１０・・・・・・・・−・・・・交流電源１１・・−
・・・・・・・・偏　光　子発明者　西脇白和 特許出願人　　住友電気工業株式会社FIG. 1 is a diagram showing the optical system configuration of the optical fiber gyro of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a known optical system showing the principle of an optical fiber gyro. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the mismatch between the axes of the optical fiber end and the coupling lens. 1.....--Light emitting element 2.....--Beam brick 3.
4... Coupling lens 5... Optical fiber loop 6... Light receiving element 7...
・・・・・・Magneto-optical element 8・・・・・・・・・・・・
・Electro-optical element 9...DC power supply 10...AC power supply 11...-
...Polarized light Inventor Shirawa Nishiwaki Patent applicant Sumitomo Electric Industries, Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 光フアイバループ内を伝搬すべき光を発生する発光素子
１と、発光素子１より生じた光線を直線偏光に変換する
偏光子１１と、直線偏光になった光線を２木に分割する
ビームスブリック２と、２分割された光線を両端から入
射し時計廻り光、反時計廻り光として伝搬すべく定偏波
光ファイバを多数回巻回した定偏波光フアイバループ５
と、２木の光線を定偏波光フアイバループ５のＡ１日端
に入射すべき結合レン女３．４と、定偏波光フアイバル
ープ５のＡ端とビームスプリッタ２０間に設けられ光の
偏波面をπ／４　だけ回転させる磁気光学素子７と、磁
気光学素子７とビームスプリッタ２０間に設けられ光の
通過方向に直交する２軸ｘ、ｙに関する屈折率ｎス、ｎ
ｙの電気光学係数が異なる電気光学素子８と、電気光学
素子８に直流電圧を印加する直流電源９と、交流電圧を
これに重畳ｌ−で加える交流型＃１０と、二分割され光
フアイバループ５をｃｗ光、ＣＣＷとして伝搬し出射し
た光がビームスプリッタ２で合一した後の光の強度を検
出するだめの受光素子６と、ビームスブリック２と受光
素子６の間に設けられたλ／４　板１２とより成り、電
気光学素子８の屈折率が電場により相異する方向ｘ、ｙ
と４５°の角をなすよう定偏波光フアイバループ５のＡ
端の偏波面が設けられており、直流電源９の直流電圧に
よって、ｃｗ光とＣＣＷ光の位相差オフセットΔθ′が
補償されており、交流電源１００周波数Ｗｇの振動ｉ成
分を受光素子６の出力から取り出すことにより回転角速
度に基づく位相差Δθｒを求めようにしたことを特徴と
する光フアイバジャイロ。A light emitting element 1 that generates light to be propagated in an optical fiber loop, a polarizer 11 that converts the light beam generated by the light emitting element 1 into linearly polarized light, and a beam brick 2 that splits the linearly polarized light beam into two trees. and a constant polarization optical fiber loop 5 in which a constant polarization optical fiber is wound many times in order to enter the two-split light beam from both ends and propagate it as clockwise light and counterclockwise light.
, a coupling lens 3.4 for inputting two rays of light into the A1 end of the constant polarization optical fiber loop 5, and a coupling lens 3.4 provided between the A end of the constant polarization optical fiber loop 5 and the beam splitter 20 to a magneto-optical element 7 that rotates by π/4, and a refractive index n, n with respect to two axes x and y that are provided between the magneto-optical element 7 and the beam splitter 20 and are perpendicular to the light passing direction.
An optical fiber loop is divided into two parts: an electro-optical element 8 having different electro-optic coefficients in y, a DC power supply 9 that applies a DC voltage to the electro-optical element 8, and an AC type #10 that applies an AC voltage to it by superimposing l-. 5 as CW light and CCW, and a light receiving element 6 for detecting the intensity of the light after being combined by the beam splitter 2, and a λ/ 4 plate 12, and the refractive index of the electro-optical element 8 differs depending on the electric field in the x and y directions.
A of the constant polarization optical fiber loop 5 so as to form an angle of 45° with
A polarization plane is provided at the end, and the phase difference offset Δθ' between the cw light and the CCW light is compensated by the DC voltage of the DC power supply 9, and the vibration i component of the AC power supply 100 frequency Wg is output from the light receiving element 6. 1. An optical fiber gyro characterized in that a phase difference Δθr based on a rotational angular velocity is obtained by