(57)【要約】      （修正有）【課題】ナビゲーション・システム、高精度ポイントシステムおよび誘導装置のために、光周波数コム誘導ブリルアン散乱ジャイロスコープを用いたローコストで高性能なジャイロスコープを提供する。【解決手段】光学周波数コムに基づいて多数の周波数光線を生じるように構成される光源と、生成された光周波数コムに基づいて複数の周波数の光が光ファイバ共振器内の第１の方向に伝搬し、光周波数コムに基づいて複数の周波数の光ビームが、誘導ブリルアン散乱を第１の方向と反対の第２の方向に光ファイバ共振器内を伝播するように生成する、光ファイバ共振器とを有する。更に、光周波数コムの周波数成分の複数の第１の方向に光ファイバ共振器の共振ピークにロックされるように、光周波数コムの周波数を制御するサーボと、誘導ブリルアン散乱光と多周波光束の周波数差を決定するように構成されるミキサと、を有する。【選択図】図２
2014115284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学周波数コムに基づいて多数の周波数光線を生じるように構成される光源（１０３）と、
光源に結合された光ファイバ共振器（１０２）であって、光源によって生成された光周波数コムに基づいて複数の周波数の光が光ファイバ共振器内の第一の方向に伝搬し、光周波数コムに基づいて複数の周波数の光ビームが、少なくとも一つの周波数に対して誘導ブリルアン散乱を生成し、ブリルアン散乱が、第２の方向に光ファイバ共振器内を伝播するように、少なくとも１つの周波数成分を含む誘導ブリルアン散乱光ビームを生成し、第１の方向が第２の方向と反対の方向にあることを特徴とする、光ファイバ共振器（１０２）と、
光周波数コムの周波数成分の複数の第１の方向に光ファイバ共振器の共振ピークにロックされるように、光周波数コムの周波数を制御する少なくとも１つのサーボと、
誘導ブリルアン散乱光と多周波光束の周波数差を決定するように構成されるミキサ（１０６）と、
を有することを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記光ファイバ共振器（１０２）は、複数の周波数の光ビームの第１の周波数スペクトルが、誘導ブリルアン散乱光の第２の周波数スペクトルと重ならないように十分な大きさのブリルアンシフトを有する材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
回転を測定する方法であって、
第１の方向に光ファイバ共振器を通って光周波数コムに基づいて、複数の周波数の光ビームを伝搬するステップであって、多周波数光ビームが、少なくとも１つの周波数成分を含む誘導ブリルアン散乱光を誘導し、誘導ブリルアン散乱光が、第２の方向への光ファイバ共振器を通って伝播し、第１の方向が第２の方向と反対であることを特徴とする、伝搬するステップと
多周波光と誘導ブリルアン散乱光の周波数差を表す少なくとも一つの信号を生成する誘導ブリルアン散乱光を有する複数の周波数の光を混合するステップと、
周波数差に基づいて回転のレートを決定するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  ナビゲーション・システム、高精度ポイントシステムおよび誘導装置のために ローコストで高性能なジャイロスコープの必要性がある。
【背景技術】
【０００２】
受動的な光学的共振器ジャイロスコープ（例えば共振器光ファイバ・ジャイロスコープ）は、次世代ナビゲーショングレードジャイロスコープの有望な競争相手である一種のジャイロスコープである。受動的な光学的共振器ジャイロスコープは、ローコストで高解像度を有するソリューションを提供するための可能性を有する。受動的な光学的共振器ジャイロスコープは共振器の不活発な回転のために共振周波数交替制を測定するためにサニャク効果を利用するジャイロスコープである。ここで、共振器はレーザー光源を含まない。しかしながら、受動光共振ジャイロスコープは、一般に、有意に製造コストを増大させる複数のレーザ光源と、複雑なロッキング回路図、または光周波数シフタを含む。さらに、回転速度に比較して高い感度を可能にすることができる光ファイバ共振器が使用される場合、ファイバ共振器コイル内のレーザ光の強度は、ジャイロスコープのファイバ共振器コイル内ブリルアン散乱を生成し、ブリルアン散乱は、ジャイロスコープの性能を劣化させる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
[0002]  光周波数コム誘導ブリルアン散乱ジャイロスコープを用いて回転を測定するためのシステムおよび方法を提供する。所定の実施形態では、システムは、
光学周波数コムに基づいて多数の周波数光線を生じるように構成される光源と、
光源に結合された光ファイバ共振器であって、光源によって生成された光周波数コムに基づいて複数の周波数の光が光ファイバ共振器内の第一の方向に伝搬し、光周波数コムに基づいて複数の周波数の光ビームが、少なくとも一つの周波数に対して誘導ブリルアン散乱を生成し、ブリルアン散乱が、第２の方向に光ファイバ共振器内を伝播するように、少なくとも１つの周波数成分を含む誘導ブリルアン散乱光ビームを生成し、第１の方向が第２の方向と反対の方向にあることを特徴とする、光ファイバ共振器と、
を有する。システムは更に、
光周波数コムの周波数成分の複数の第１の方向に光ファイバ共振器の共振ピークにロックされるように、光周波数コムの周波数を制御する少なくとも１つのサーボと、
誘導ブリルアン散乱光と多周波光束の周波数差を決定するように構成されるミキサと、
を有するシステムを包含する。
【０００４】
[0003]  図面は、典型的な実施形態だけを表し、したがって、特許請求の範囲において制限するとみなされることになっておらず、典型的な実施形態は、添付の図面を参照して理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】[0004]  図１は、本開示に実施形態によって記載されているジャイロスコープ・システムのブロック図である。
【図２】[0005]  図２は、本開示に実施形態によって記載されているジャイロスコープ・システムのブロック図である。
【図３】[0006]   図３Ａは本開示に記載されている特定の実施形態の光学周波数コムおよび誘導ブリルアン散乱（SBS）マルチ周波数光線の周波数を例示している周波数線図である。図３Ｂは本開示に記載されている特定の実施形態の光学周波数コムおよび誘導ブリルアン散乱（SBS）マルチ周波数光線の周波数を例示している周波数線図である。図３Ｃは本開示に記載されている特定の実施形態の光学周波数コムおよび誘導ブリルアン散乱（SBS）マルチ周波数光線の周波数を例示している周波数線図である。
【図４】[0007]  図4は、本開示に実施形態によって記載されているジャイロスコープのための回転レートを決定する方法の工程系統図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
[0008]  一般の慣行によって、種々の記載されている特徴は、一定の比率で描かれておらず、典型的な実施形態に関連する特定の特徴を強調するように描かれる。
[0009]  以下の詳細な説明において、図面を参照して特定の例示の実施形態を介して示され。しかし、他の実施形態を利用することができ、論理的、機械的および電気的な変化がなされることができると理解される。さらに、図面および明細書に示される方法は、個々のステップが実行されることができる命令を限定するように解釈されてはならない。したがって、以下の詳細な説明は、限定的に解釈されない。
【０００７】
[0010]  本願明細書において記載されているシステム及び方法は、光学周波数コムを生産する単一のレーザー源を使用するローコストで高性能なジャイロスコープを提供する。ある実施形態では、光学周波数コムは、第一の方向にジャイロスコープ共振器を介して広がり、光学周波数コムは、第１の方向の反対側にある第２の方向に誘導ブリルアン散乱（SBS）を生成する。例えば、光周波数コムは、ジャイロスコープ、共振器の周りを時計回り（CW）方向に伝播し、誘導ブリルアン散乱（SBS）によって生成された光は、共振器ジャイロスコープの周りに反時計回り（CCW）方向に伝播する。光周波数コムは、レーザ光源を制御するサーボ電子回路を介して第一の方向（CW）に共鳴するようにロックされる。生成されたSBS光周波数が、それらの周波数で最大利得のために、第２の方向（CCW）の共振周波数に自動的に配置される。２つの反対方向の共振周波数の違いは、ジャイロの回転レートに関する情報を含む。光周波数コムとSBS光の組み合わせは、有意にナビゲーショングレード共振器光ファイバージャイロスコープのコストを低減することができる。特に、本願明細書において記載されているジャイロスコープは、回転レートを検出するために光学周波数コムおよびSBS光を使用する。更に、SBS光が共振器内の光ファイバを製造するために使用される材料に関連付けられたブリルアンシフト（典型的には約11ギガヘルツ）だけシフトした周波数であるため、SBS光と光周波数コムは重ならない。光周波数コムとSBS光は周波数スペクトル、光周波数コムとSBS光をオーバーラップしていないので、CWがCCW方向に（また、逆方向も同様に）後方散乱を振るとき、互いをロックオンしない。このように、ジャイロスコープは多くの航法アプリケーションで使われる従来のリング・レーザー・ジャイロスコープ（RLGs）のジャイロスコープ性能を格下げする周知の後方散乱によって誘発されたロックイン効果を避けることが可能である。
【０００８】
[0011]  図１は、ジャイロスコープために、光ファイバ共振器102を含む典型的なシステム100のブロック図である。光ファイバ共振器102を使用しているジャイロスコープは、しばしば共振器光ファイバ・ジャイロスコープ（RFOG）と称する。光ファイバ共振器102は、光をその中で伝播することができるいかなるファイバであってもよい。例えば、光ファイバは、例えば、SMF-28ファイバのような通信ファイバ又は偏光保持（PM）ファイバ又は偏光（PZ）ファイバであってもよい。ここで使用しているように、用語「共振器」、「光ファイバ共振器」および「光ファイバ・リング共振器」は、光ファイバ共振器102に関連する。光は、2つの反対方向の光ファイバ共振器102周辺で伝搬することができる。例えば、光は時計回りと反時計回りの両方の方向において同時に光ファイバ共振器102周辺で伝搬することができる。
【０００９】
[0012]  光学周波数コム104を生産する単一の光源103によって、光ファイバ・コイル102において伝搬するための光は、発生する。特定の実施形態では、光学周波数コム光源（103、104）は、スーパーコンティニウム光源、光学パラメータの拡大の使用、4つの混合波の使用、電気光学変調の使用、等を用いてモードロックレーザーを用いて発生することができる。光源103によって異なる発生する光学周波数コム104の多数の周波数光線の光学周波数は、光ファイバ共振器102の共振する振動数でロックされる。更に、光学周波数コム104に基づく多数の周波数光線で、2つの隣接した光線周波数構成要素の周波数の違いは、直接光ファイバ共振器102のフリースペクトル範囲に関連した情報を含む。光学周波数コム間隔は、光ファイバ共振器のフリースペクトル・レンジの倍数または約数でありえる。特定の実施形態では、光学周波数コムが光ファイバ・コイル102の範囲内で伝搬するにつれて、光学周波数コム102は時計回り方向に伝搬する。
【００１０】
[0013]  本開示の実施形態では、異なる光学周波数が時計回り方向に光ファイバ共振器によって伝搬するにつれて、多周波数光ビームの少なくとも１つの周波数成分に基いて、または、誘導ブリルアン散乱（SBS）光ビーム105を作成するために、光ファイバ共振器102内で誘導ブリルアン散乱を発生する光周波数コム104から構成される。SBS光線105は、ブリュアン・シフトによってシフトされた周波数であり、光学周波数コム104のそれに対して反対方向の光ファイバ共振器102内で伝搬する。ブリュアン・シフトの大きさは、光ファイバ共振器102を製造するために用いる材料に依存している。例えば、光ファイバ共振器104がSMF-28のテレコミュニケーションファイバから製造され、充分な力を有する時計回りの方向に伝搬する光学周波数コム104の多数の周波数光線は約11GHzだけシフトされた周波数を有するSBS光線105を生成する。ここで、SBS光線105は逆時計回り方向の光ファイバ共振器102内で伝搬する。このように、特定の実施形態で、光学周波数コム104を生産する光源103は、光ファイバ共振器102内で一つ以上の周波数の光線105を散乱させる誘導ブリルアン散乱を生成するためのポンプレーザ・ソースとして機能する。光ファイバ共振器は、サニャク効果のために方向を伝播している2つのカウンタの共振ピークの２つの異なるセットを有する。誘導ブリルアン散乱は、ブリルアン利得後方励起方向の共振器の共振ピークと重なる周波数で形成される。
【００１１】
[0014]  特定の実施形態では、一部のSBS光線105は、当業者にとって公知の結合機構による光ファイバ共振器を出て、光学的ミキサ106の方へ伝播される。更に、特定の実施形態では、光ミキサ106は、単一の光源からの光周波数コム104を受信し、光周波数コム104と光ファイバ共振器から受け取った光の少なくとも1つの周波数を含むSBS光ビーム105内の複数の周波数の光を混合する。あるいは、光学的ミキサ106は、光ファイバ共振器102から光学周波数コム104およびSBS光線105を受信する。ミキサ106は、光及び少なくとも一つのビート周波数信号を生成する光周波数コム104内の複数の周波数の光ビームの少なくとも1つの周波数を含むSBS光ビーム105を混合する。少なくとも一つのビート周波数信号は、後方励起光周波数コム104とSBS光ビーム105の周波数の差を表す周波数を有する信号である。光ミキサは、次にレート出力108がビート周波数に基づいて、ジャイロスコープの回転レートを決定するレート出力108に少なくとも一つのビート周波数信号を提供する。
【００１２】
[0015]  光学周波数コム104を生成する単一の光源103を用いて、レーザー共振器ジャイロスコープは、ローコストで高解像度を提供する。特に、光学周波数コム104を生成する一つの光源103は、回転レート情報を得るために光ファイバ共振器102内で発生する誘導SBS光線105を使用する。誘導SBS光ビーム105は、回転速度の情報を提供するために使用されるので、また、ジャイロスコープは、誘導ブリルアン散乱を抑圧するためのメカニズムを含んでいない。このように、単純化されたため、ロックイン回避メカニズムおよび回転レートを決定するために誘導SBS光ビーム105の使用により、ジャイロスコープは、低コストで製造することができる。
【００１３】
[0016]  図２は、図１に記載されているシステム100の別の実施形態として機能するシステム200を例示しているブロック図である。特定の実施形態では、システム200は、光源203、光ファイバ共振器202、光ミキサ206、並びに、図1に関連して説明した光源103、光ファイバ共振器102、光ミキサ106、およびレート出力108と均等に機能するレート出力208を含む。
【００１４】
[0017]  図１のシステム100に関して記載されているコンポーネントと一致するコンポーネントに加えて、システム200も光学フィルタ210を含む。光学フィルタ210は、光学周波数コム204に基づく多数の周波数光線の周波数が光ファイバ共振器202内で伝搬するSBS光線205のスペクトルに含まれる周波数と、重ならないことを確実にするために光源203から受け取られる光学周波数コム204にフィルターをかける。光学周波数コム204およびSBS多数の周波数光線205に基づく多数の周波数光線の周波数がそれらの周波数スペクトルにおいて重なり、光学後方散乱がその他に1つの方向からあるときに、ジャイロスコープの後方励起信号は互いにロックされることができる。実際の値がゼロでない場合、後方励起信号は、互いにロックされ、当業者に知られているように、測定された回転レートがゼロになる。それが反対方向の光ファイバ共振器202内で伝搬することから類似した周波数を有する信号を予防するために、光学フィルタ210は周波数コム204のバンド幅を制限する。例えば、光ファイバ共振器のためのブリュアン・シフトが11GHzである所で、11GHzシフトされる信号の周波数がシフトされない周波数と重ならないように、光学フィルタ210は光源203によって発生する光学周波数コム204を減らす。
【００１５】
[0018]  少なくとも一つの実施形態では、システム200はフリースペクトル・レンジ制御212を含む。上記したように、光学周波数コム204は、光ファイバ共振器202の共振する振動数にロックされる多数の周波数光線を含む。また、光周波数コーム204の周波数成分は、光ファイバ共振器202の自由スペクトル範囲の倍数または約数に応じて、互いに離間している。システム200の動作の間、光ファイバ共振器202のフリースペクトル・レンジは、光ファイバ共振器202の環境によって変化する。例えば、光ファイバ共振器202が暖まるかまたは冷えるにつれて、光ファイバ共振器202はしたがって、拡大することができるかまたは縮むことができる。そして、このように光ファイバ共振器202の長さを変える。光ファイバ共振器202および光ファイバ共振器202の長さの変化の伸縮は、光ファイバ共振器202のフリースペクトル・レンジを変える。フリースペクトル・レンジの変更ために、多周波光束の周波数成分との差が、光ファイバ共振器202のフリースペクトル・レンジの倍数または約数に等しくなるように、システム200は、光周波数コム204によって生成される複数の周波数の光ビームの周波数を調整するフリースペクトル・レンジコントロール212を含む。周波数間隔が光ファイバ共振器202のフリースペクトル範囲に合致するように調整するために、フリースペクトル・レンジ制御は、光ファイバ共振器202および光学周波数コム204に連結する。フリースペクトル・レンジ制御212は、光ファイバ共振器202から光学周波数コム204を含む出力を受信し、周波数の間の差がフリースペクトル・レンジの倍数または約数に合致するように、光学周波数コム204になされることを必要とするいかなる調整も決定する。フリースペクトル・レンジコントロール212は、光ファイバ共振器202によって提供される信号に基づいて調整を決定し、当業者に知られている方法及びシステムを用いた光周波数コム204の調整を提供する。
【００１６】
[0019]  更に、光学周波数コム204に基づくSBS光線205および多数の周波数光線が光ファイバ共振器202内で共振した後に混ぜ合わせられる所で、少なくとも一つの実施形態で、減衰器214はSBS光線205および光学周波数コム光線204の一方または両方を減らす。減衰器214は、信号が混じるための、そして、回転レートの判定のための適当な信号レベルにあることを確実にすることができる。別の実施形態では、SBS光ビーム205は、図１に示すように、フィルタリングし、光源から直接生成された光周波数コム204に基づいて、複数の周波数の光と混合される場合、減衰器214は、光ファイバ共振器202により生成されたSBS光ビーム205を減衰させる。
【００１７】
[0020]  図3A-3Cは、システム100および200に関して異なる上記したシステムによって出される信号を例示する周波数グラフを例示する。図3Aは、光学周波数コム304aの周波数および光ファイバ共振器（例えば図1の光ファイバ共振器102）内で、光学周波数コム304aの伝搬によって生じる誘導ブリルアン散乱多数の周波数光線302aを例示する。特定の実施形態では、単一の光源は、光周波数コム304aとを生成する、異なる周波数成分が光ファイバ内で誘導ブリルアン散乱を生成するのに十分な大きさの振幅と実質的に同じ振幅を有する複数の周波数の光ビームを生成する。更に、多数の周波数光線の構成要素の周波数違いは、フリースペクトル・レンジの倍数または約数に等しい。
【００１８】
[0021]  光学周波数コム304aが光ファイバ周辺で伝搬するにつれて、光学周波数コム304aの多数の周波数光線は光ファイバ内で誘導ブリルアン散乱（SBS）を生成する。ブリルアン散乱は、光周波数コム304a内の複数の周波数の光ビームの伝搬の方向と逆の方向に光ファイバを伝搬する複数の周波数の光ビーム302aとを生成する。また、誘導ブリルアン散乱は、ブリルアン多周波数光ビーム302aとを生成する光周波数コム304aの内の複数の周波数の光ビームの周波数をシフトする。例えば、SBS多数の周波数光線302aが周波数であるのを除いて、SBS多数の周波数光線302aは、光学周波数コム304aに基づいて、多数の周波数光線と類似しているブリュアン・シフトによってシフトする。ブリュアン・シフトは、光線が伝搬する材料に依存している。
【００１９】
[0022]  特定の実施形態では、光周波数コム304aに基づいて、複数の周波数の光ビームの成分の周波数は、SBS光ビーム302aの特定の成分の周波数と重なることができる。オーバーラップ周波数は、ジャイロスコープはロックインさせ、ジャイロスコープの性能を低下させる可能性がある。オーバーラップ周波数はまた、正確に後方散乱光の存在下で、共振器のCW共鳴にCW波をロックする能力を減少させることができる。オーバーラップ周波数を避けるために、光学周波数コム304aを含んでいる光線が共振器に連結される前に、光学周波数コム304aに基づく多数の周波数光線は光学フィルタ306によってフィルターをかけられることができる。光フィルタ306は、他の方法でSBSの光ビーム302aにの周波数と重なるであろう光周波数コム304aが構成される光ビームの周波数スペクトルを減衰させる。
【００２０】
[0023]  図3Bは、光学周波数コム304bの周波数および光ファイバ内で光学周波数コム304bの伝搬によって生じるSBS光線302bを例示する。特定の実施形態では、単一の光源は、光周波数コム304bを生成する中心光ビーム周波数成分303は、中心周波数を有し、誘導ブリルアン散乱を生成するのに十分な大きさの強度を有する多周波数光ビームを生成する光ファイバ内（SBS）および多周波光ビームにおける他の周波数成分は、誘導ブリルアン散乱の十分な強度を有する。更に、多数の周波数光線の周波数構成要素の周波数の相違は、フリースペクトル・レンジの倍数または約数に等しい。
【００２１】
[0024]  光周波数コム304bとからなる多周波光ビームは、光ファイバ、中心光ビーム周波数成分303の周りに伝搬するように中心周波数を有する、光ファイバ内で誘導ブリルアン散乱を生成する。ブリルアン散乱は、光ファイバの（約11GHzの）ブリルアン周波数シフトによってシフトされた後の中心光ビーム周波数成分303の周波数に等しい周波数にあるSBS光ビーム302bを生成する。
【００２２】
[0025]  特定の実施形態では、光学周波数コム304から成る多数の周波数光線の周波数は、SBS光線302b内に含まれる周波数スペクトルと重なることができる。オーバーラップ周波数は、ジャイロスコープのロックイン効果を発揮させ、または、所望のように正確に光ファイバ共振器の周波数にロックするcw波櫛周波数を調整する能力を低下させることができ、そのジャイロスコープの性能を低下させる。オーバーラップ周波数の問題を回避するために、光周波数コム304を含有する光ビームの周波数成分は、ブリルアン光ビーム302bの周波数を超える周波数のみが含まれる。
【００２３】
[0026]  図3Cは、光学周波数コム304cの周波数および光ファイバ内で光学周波数コム304cの伝搬によって生じるSBS光線302cを例示する。特定の実施形態では、単一の光源は、光周波数コム304cとを生成する、中心光ビーム周波数成分303は、中心周波数を有する、誘導ブリルアン散乱（SBS）を生成するのに十分な大きさの強度を有する多周波数光ビームを生成する光ファイバと多周波光束の他の周波数成分は、SBSを生成するための十分な強度を有する。更に、多数の周波数光線の周波数構成要素の周波数違いは、フリースペクトル・レンジの倍数または約数に等しい。
【００２４】
[0027]  光学周波数コム304cに基づく多数の周波数光線が光ファイバ周辺で伝搬するにつれて、中心の周波数を有し、中心の光線周波数構成要素303は光ファイバ内でSBSを生成する。ブリルアン散乱は、光ファイバの（約11GHzの）ブリルアンシフトによってビーム周波数成分303からシフトされた周波数であるSBS光ビーム302cを生成する。
【００２５】
[0028]  特定の実施形態では、光学周波数コム304を含んでいる多数の周波数光線の周波数は、SBS光線302cの周波数と重なることができる。光学後方散乱がある場合には、オーバーラップ周波数は、ジャイロスコープにロックインを呈するかまたは周波数コム304の振動数間のロックおよびジャイロスコープの性能を格下げする共振器共振周波数の精度を格下げさせることがありえる。オーバーラップ周波数を回避するために、光周波数コム304cを含む複数の周波数の光が共振器ファイバに結合される前に、多周波数光ビームに基づいて、含有する、光周波数コム304cは、光学フィルタ306によってフィルタリングすることができる。光学フィルタ306は、SBS光線302cのスペクトルの周波数と重なる光学周波数コム304cの周波数構成要素を除去する。
【００２６】
[0029]  図4は、光周波数コーム誘導ブリルアン散乱（SBS）ジャイロスコープで回転情報を取得する方法400のフロー図である。この方法は402で始まり、光周波数コムに基づいて、複数の周波数の光が第一の方向に光ファイバ共振器を通って伝播され、多周波数光ビームは、少なくとも1つの周波数成分を含むSBS光ビームを誘導することを特徴とする。更に、光学周波数コムの周波数コンポーネントは、サーボ・エレクトロニクスによる共振器の共振ピークにロックされる。例えば、時計回り方向に光ファイバ共振器によって伝搬する光学周波数コムに基づいて、単一の光源は、多数の周波数光線を生成する。光学周波数コムを含んでいる多数の周波数光線は少なくとも一つの周波数構成要素を有するSBS光線を生成する。ここで、少なくとも一つの周波数構成要素を含んでいるSBS光線は逆時計回り方向に光ファイバ共振器によって伝搬する。更に、少なくとも一つの周波数構成要素を含んでいるSBS光線の周波数は、光ファイバ共振器を生成するために用いる材料と関連するブリュアン・シフトによってシフトされる。
【００２７】
[0030]  方法400は404に進み、多数の周波数光線が多数の周波数光線およびSBS光線の周波数違いを表している少なくとも一つの信号を出すためにSBS光線を混ぜ合わせられる。更に、方法400は406に進み、ここで、回転のレートは周波数差に基づいて決定される。例えば、ジャイロスコープが回転するにつれて、少なくとも一つの周波数構成要素および多数の周波数光線を含んでいるSBS光線の周波数違いは回転のレートに比例して変化する。このように、少なくとも一つの周波数構成要素および多数の周波数光線を含んでいるSBS光線の周波数の違いは、回転のレートを決定するのに用いることができる。
【００２８】
例示の実施形態
[0031]  例１は、
光学周波数コムに基づいて多数の周波数光線を生じるように構成される光源と、
光源に結合された光ファイバ共振器であって、光源によって生成された光周波数コムに基づいて複数の周波数の光が光ファイバ共振器内の第一の方向に伝搬し、光周波数コムに基づいて複数の周波数の光ビームが、少なくとも一つの周波数に対して誘導ブリルアン散乱を生成し、ブリルアン散乱が、第２の方向に光ファイバ共振器内を伝播するように、少なくとも１つの周波数成分を含む誘導ブリルアン散乱光ビームを生成し、第１の方向が第２の方向と反対の方向にあることを特徴とする、光ファイバ共振器と、
光周波数コムの周波数成分の複数の第１の方向に光ファイバ共振器の共振ピークにロックされるように、光周波数コムの周波数を制御する少なくとも１つのサーボと、
誘導ブリルアン散乱光と多周波光束の周波数差を決定するように構成されるミキサと、
を有するシステムを包含する。
【００２９】
[0032]  例２は、光源が、以下の方法、レーザーのモードロック；スーパーコンティニウム生成または増幅；光パラメトリック増幅；４つの光波混合；電気光学変調のうちの少なくとも１つを介して多数の周波数光線を生成することを特徴とする例１に記載のシステムを包含する。
【００３０】
[0033]  例３は、光ファイバ共振器は、複数の周波数の光ビームの第1の周波数スペクトルが、誘導ブリルアン散乱光の第２の周波数スペクトルと重ならないように十分な大きさのブリルアンシフトを有する材料を含むことを特徴とする例１−２のいずれかに記載のシステムを包含する。
【００３１】
[0034]  例４は、少なくとも一つのサーボモータが、光ファイバ共振器の第１の方向の共振ピークから、複数のコンポーネント周波数の偏差に関する情報を含む被処理共振器出力から、帰還信号を得ることを特徴とする、例１乃至３のいずれかに記載のシステムを包含する。
【００３２】
[0035]  例５は、光学周波数コムの周波数構成要素が、光ファイバ共振器のフリースペクトルレンジドリフトを追う周波数分離を有することを特徴とする、例１乃至４のいずれかに記載のシステムを包含する。
【００３３】
[0036]  例６は、光周波数コムの第１の周波数範囲が、誘導ブリルアン散乱光の第２の周波数範囲と重ならないように、複数の周波数の光をフィルタリングするように構成される光学フィルタを更に有することを特徴とする、例１乃至５のいずれかに記載のシステムを包含する。
【００３４】
[0037]  例７は、ミキサは、複数の周波数の光がフィルタリングされた後、ミキサが複数の周波数の光を受けるように光フィルタに結合されることを特徴とする、例６に記載のシステムを包含する。
【００３５】
[0038]  例８は、光周波数コムの中心周波数における複数の周波数成分中の周波数成分が、光ファイバ共振器内のブリルアン散乱を誘導することを特徴とする、例１乃至７のいずれかに記載のシステムを包含する。
【００３６】
[0039]  例９は、ミキサが光ファイバ共振器から多数の周波数光線および誘導ブリルアン散乱光線を受信することを特徴とする、例１乃至８のいずれかに記載のシステムを包含する。
【００３７】
[0040]  例１０は、ミキサが光線を散乱させている誘導ブリルアン散乱および多数の周波数光線の周波数違いを判断する前に、多数の周波数光線および誘導ブリルアン散乱光線のうちの少なくとも１つを減らすように構成される少なくとも一つの減衰器を更に有することを特徴とする、例１乃至９のいずれかに記載のシステムを包含する。
【００３８】
[0041]  例１１は、
光ファイバ共振器と、
光ファイバ共振器の光周波数コムに基づいて、複数の周波数の光ビームを提供するように構成される光源であって、多周波数光ビームが光ファイバ共振器内の第１の方向に光ファイバ共振器を通って伝播し、多周波数光ビームが少なくとも一つの周波数に対してブリルアン散乱を誘導し、ブリルアン散乱が、第２の方向に光ファイバ共振器内を伝播するために、少なくとも１つの周波数成分を含む誘導ブリルアン散乱光を生じさせ、第１の方向が第２の方向と反対の方向にあり、多周波数光ビームにおける複数の周波数成分が、光ファイバ共振器のピーク共振にロックされ、複数の周波数成分が、光ファイバ共振器のフリースペクトル・レンジのドリフトを追跡する周波数分離を有することを特徴とする、光源と、
光線および多数の周波数光線を散乱させる少なくとも一つの誘導ブリルアン散乱の周波数違いを判断するように構成されるミキサと、
周波数差に基づいて回転のレートを決定するように構成され、ミキサに連結されるレート出力と、
を有するジャイロスコープを包含する。
【００３９】
[0042]  例１２は、光ファイバ共振器と光源との間に結合されたフリースペクトル・レンジ制御を更に有し、フリースペクトル・レンジ制御は、光ファイバ共振器のフリースペクトル・レンジを追跡するために、複数の周波数の光の周波数分離を調整するように構成されることを特徴とする例１１に記載のジャイロスコープを包含する。
【００４０】
[0043]  例１３は、多周波数光ビームの第１の周波数範囲が、誘導ブリルアン散乱光の第２の周波数範囲と重ならないように、光ファイバ共振器が、十分な大きさのブリルアンシフトを有する材料を含むことを特徴とする例１１または１２に記載のジャイロスコープを包含する。
【００４１】
[0044]  例１４は、多周波数光ビームの第１の周波数範囲は、誘導ブリルアン散乱光の第２の周波数範囲と重ならないように、複数の周波数の光のスペクトルをフィルタリングするように構成される光学フィルタを更に有する、ことを特徴とする例１１乃至１３のいずれかに記載のジャイロスコープを包含する。
【００４２】
[0045]  例１５は、ミキサが、複数の周波数の光がフィルタリングされた後、ミキサが、複数の周波数の光を受信する光学フィルタに結合される、ことを特徴とする例１４に記載のジャイロスコープを包含する。
【００４３】
[0046]  例１６は、多周波数光ビームの中心周波数が、光ファイバ共振器内のブリルアン散乱を誘導する、ことを特徴とする例１１乃至１５のいずれかに記載のジャイロスコープを包含する。
【００４４】
[0047]  例１７は、ミキサが光ファイバ共振器から多数の周波数光線および誘導ブリルアン散乱光線を受信する、ことを特徴とする例１１乃至１６のいずれかに記載のジャイロスコープを包含する。
【００４５】
[0048]  例１８は、
第１の方向に光ファイバ共振器を通って光周波数コムに基づいて、複数の周波数の光ビームを伝搬するステップであって、多周波数光ビームが、少なくとも１つの周波数成分を含む誘導ブリルアン散乱光を誘導し、誘導ブリルアン散乱光が、第２の方向への光ファイバ共振器を通って伝播し、第１の方向が第２の方向と反対であることを特徴とする、伝搬するステップと
多周波光と誘導ブリルアン散乱光の周波数差を表す少なくとも一つの信号を生成する誘導ブリルアン散乱光を有する複数の周波数の光を混合するステップと、
周波数差に基づいて回転のレートを決定するステップと、
を有する、回転を測定する方法を含む。
【００４６】
[0049]  例１９は、多周波数光ビームの複数の周波数成分は、光ファイバ共振器のピーク共振にロックされ、光ファイバ共振器のフリースペクトルレンジドリフトを追跡する周波数分離を有するように、多周波数光ビームを生成する光源を制御するステップを更に有することを特徴とする例１８の方法を含む。
【００４７】
[0050]  例２０は、多周波数光ビームの第１の周波数範囲が、誘導ブリルアン散乱光の第２の周波数範囲と重ならないように、多周波数光ビームをフィルタリングするステップを更に有することを特徴とする例１８乃至１９のいずれかに記載の方法を包含する。
【００４８】
[0051]  特定の実施形態を例示し、本願明細書において記載してきたけれども、いかなる装置（それは同じ目的を達成するために算出される）も特定の図示した実施形態と置換されることができることは当業者によって認められる。したがって、本発明は特許請求の範囲およびその均等の範囲だけによって制限されることは明白に意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
2014115284000001.pdf