総合的な雑音低減手法を施した受動型リング共振方式光ファイバジャイロの試作研究

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63850076
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 保立 和夫 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (60126159)
• 研究分担者: 廣瀬 明 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (70199115) ; 東口 實 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (30013626) ; 大越 孝敬 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (70010709)
• キーワード: 受動型リング共振方式光ジャイロ / 光ファイバジャイロ / 光ジャイロ / 光ファイバセンサ / コヒーレント光センサ

研究概要

本研究の目的は、申請者らが従来研究し雑音を極限的に低減する方式を考案している受動型リング共振方式光ファイバジャイロの試作系を構成して、本方式の妥当性を検証し、実用化に向けての指針を確立することである。上記の研究目的を達成するために、本年度は下記の具体的研究を進めた。
1.光学系を設計・製作した:これまでの研究成果として得られている雑音要因除去手法の全てを施したジャイロ光学系を具体的に設計した。この際、光ファイバ長の最適値を簡単に求める設計式を導出した。第一次の試作として、雑音除去手法を約80%施した実験系を作成した。光リング共振器およびその周辺部は偏波維持光ファイバで構成している。光源としては半導体レーザ励起のYAGレーザを用いた。
2.電子回路部を設計・製作した:出力の安定化、ならびにジャイロ出力を得るために、光共振器を伝搬する左右両回り光の周波数等を変化させて共振点を追尾するエレクトロニクスを製作した。
3.第一次試作系の性能を評価した:零点安定性として10^<-2> rad/sを得た他、回転検出、つまりジャイロ機能の確認に成功した。この性能は、出力を取り出すエレクトロニクス部分で決っており、光ジャイロとしての特性はより高いものと考えられる。
4.特性改善手法を考案・導入した:本方式ジャイロの最大の雑音要因である光回路中の後方散乱誘起雑音を極限的に低減できる新しい手法を考案した。上記実験系を改良して本手法を導入し、その機能を実証して、10^<-4> rad/s の安定性を得た。
5.本研究に関連して、他の構成の光ファイバセンサの研究も進めた。以上のように研究は当初の計画より早い進展を見せており、平成元年度には十分に研究目的を達成できるものと考えている。

研究成果

• [文献書誌] D.T.Jong;K.Hotate: OSA Applied Optics. 28. (1989)
• [文献書誌] K.Hotate;S.Samukawa: submitted to OSA Applied Optics.
• [文献書誌] D.T.Jong;K.Hotate: 2nd Optoelectronics Conference(OEC'88)Tokyo,Oct.2-4,1988. 60-61 (1988)
• [文献書誌] K.Hotate: Sino-Japanese Symposium on Optical Fiber Sensors,Beijing,Nov.8-9,1988. 39-41 (1988)
• [文献書誌] K.Hotate;K.Takiguchi;A.Hirose: submitted to IOOC'89,to be held in kobe,Japan,July 18ー21,1989.
• [文献書誌] 保立和夫: レーザ学会研究会資料. 1-6 (1989)
• [文献書誌] 保立和夫: "未来産業技術第4巻「光ファイバーセンサー」" 科学技術広報財団, 1150(957-966) (1988)
• [文献書誌] 保立和夫: "エレクトロニクス研究の世界を究めるーエレクトロニック・デバイスからのアプローチー「コヒーレント光計測」" 朝日出版社, 246(27-43) (1988)