(57)【要約】【課題】光ファイバジャイロスコープのための光ファイバ感知コイル装置が提供される。【解決手段】少なくとも１つの実施形態では、光ファイバ感知コイル装置が、気密密閉されるチャンバを提供するハウジングと、ハウジングの気密密閉されるチャンバ内に配置される光ファイバとを備え、光ファイバがコイル内に配置される。酸素を含有するガスが光ファイバのコイルとハウジングと間の気密密閉されるチャンバ内に配置される。さらに、接着剤が光ファイバの中に存在し、接着剤がコイル内で光ファイバを一体に保持し；酸素遮断材料の層が光ファイバのコイルの外側表面上に配置され、ここでは、酸素遮断材料が１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満の酸素透過率を有する。【選択図】図１Ａ
2015132606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバジャイロスコープのための光ファイバ感知コイル装置（１００）であって、
気密密閉されるチャンバを提供するハウジング（１０４）と、
前記ハウジング（１０４）の前記気密密閉されるチャンバ内に配置される光ファイバ（１１２）であって、前記光ファイバ（１１２）がコイル内に配置され、酸素を含有するガスが前記光ファイバの前記コイルと前記ハウジングとの間の前記気密密閉されるチャンバ内に配置される、光ファイバ（１１２）と、
前記光ファイバ（１１２）の間にある接着剤（１１４）であって、前記接着剤（１１４）が前記コイル内で前記光ファイバ（１１２）を一体に保持する、接着剤（１１４）と、
前記光ファイバ（１１２）のコイルの外側表面上に配置される酸素遮断材料の層（１１６）であって、前記酸素遮断材料（１１６）が１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満の酸素透過率を有する、酸素遮断材料の層（１１６）と
を備える、光ファイバ感知コイル装置（１００）。
【請求項２】
前記酸素遮断材料の層（１１６）が、固まることが可能である液体で構成される、請求項１に記載の感知コイル装置。
【請求項３】
光ファイバジャイロスコープ内でガスが変化するのを低減するための方法であって、前記方法が、
光ファイバを提供するステップ（２０２）と、
前記光ファイバをコイルにするステップ（２０４）と、
コイル内で前記光ファイバを保持するために前記光ファイバに接着剤を加えるステップ（２０６）と、
前記光ファイバのコイルの外側表面上に酸素遮断材料の層を形成するために前記光ファイバのコイルの前記外側表面に材料を加えるステップであって、前記酸素遮断材料の層が１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満の酸素透過率を有する、ステップ（２０８）と
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバジャイロスコープ内でのガスの変化を制御するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0001]光ファイバジャイロスコープ（ＦＯＧ：ｆｉｂｅｒ−ｏｐｔｉｃ  ｇｙｒｏｓｃｏｐｅ）は回転速度を測定する。１つの例では、ＦＯＧは以下のように動作して回転速度を測定する：ＦＯＧ内の光ビームが２つのビームに分割され、これらの２つのビームが感知コイルの周りを移動して感知コイルから出て検出器内で測定される。検出器が２つの対向して伝搬する光ビーム（ｃｏｕｎｔｅｒ  ｐｒｏｐａｇａｔｉｎｇ  ｂｅａｍｓ  ｏｆ  ｌｉｇｈｔ）の間の位相差を測定する。２つの光ビームで発生する位相シフトがＳａｇｎａｃ効果を原因としてＦＯＧの回転速度に比例する。ＦＯＧのいずれかの構成要素が経年的に劣化すると、ＦＯＧが光の位相シフトを測定するときの精度が低下する可能性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
[0002]光ファイバジャイロスコープのための光ファイバ感知コイル装置が提供される。少なくとも１つの実施形態では、光ファイバ感知コイル装置が、気密密閉されるチャンバを提供するハウジングと、ハウジングの気密密閉されるチャンバ内に配置される光ファイバとを備え、ここでは、光ファイバがコイル内に配置される。酸素を含有するガスが光ファイバのコイルとハウジングの間の気密密閉されるチャンバ内に配置される。さらに、接着剤が光ファイバの中に存在し、ここでは、接着剤がコイル内で光ファイバを一体に保持し；酸素遮断材料の層が光ファイバのコイルの外側表面上に配置され、ここでは、酸素遮断材料が１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満の酸素透過率を有する。
【０００４】
[0003]図が単に例示の実施形態を示ししたがって範囲を限定するものとしてみなされないことの理解のうえで、添付図面を使用しながら、これらの例示の実施形態を追加の特異性および細部と共に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１Ａ】[0004]ＦＯＧのための光ファイバ感知コイル装置の一実施例を示す分解図である。
【図１Ｂ】[0005]感知コイルが酸素遮断材料の層をその上に有する、図１Ａの、ＦＯＧのための感知コイルの実施例を示す断面図である。
【図１Ｃ】感知コイルが酸素遮断材料の層をその上に有する、図１Ａの、ＦＯＧのための感知コイルの実施例を示す断面図である。
【図１Ｄ】感知コイルが酸素遮断材料の層をその上に有する、図１Ａの、ＦＯＧのための感知コイルの実施例を示す断面図である。
【図２】[0006]図１Ｂに示される感知コイル上に低酸素透過率（ＯＴＲ：ｏｘｙｇｅｎ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｒａｔｅ）を有する層を形成するために感知コイルに材料を加えるための方法の一実施例を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
[0007]慣例に従い、説明される種々の特徴は原寸に比例しては描かれず、例示の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。
[0008]以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成する添付図面を参照し、ここでは、特定の例示的な実施形態が例示として示される。しかし、別の実施形態が使用され得ること、ならびに、論理的変更、機械的変更および電気的変更がなされ得ることを理解されたい。さらに、図面および明細書に提示される方法は個別のステップを実施することができる順序を限定するものとして解釈されない。したがって、以下の詳細な説明は限定的な意味で解釈されない。
【０００７】
[0009]上述したように、ＦＯＧ内の構成要素が劣化すると、ＦＯＧの精度が低下する可能性がある。１つの例として、ＦＯＧの一部の内部構成要素が酸素に敏感であることを原因として、ＦＯＧのハウジング内部の酸素ガスが変化（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）するとＦＯＧ内の構成要素が劣化する可能性がある。ＦＯＧのハウジング内部の酸素レベルが経時的に低下すると、酸素に敏感な構成要素が異なって機能する可能性があり、最終的にその動作が停止する可能性がある。ＦＯＧのハウジング内の酸素レベルを低下させる可能性がある１つの物質は、ＦＯＧの光ファイバ感知コイルを定位置で保持する樹脂である。これらの樹脂は経時的に酸素を消耗させる。したがって、これらの樹脂が酸素を消耗させることが原因として、時間が経過すると、酸素に敏感な任意の構成要素が劣化してしまう。
【０００８】
[0010]感知コイル内で光ファイバコイルを定位置で保持するのに使用される樹脂は、時間が経過すると、コイル周りのガス中の酸素を二酸化炭素ガスに変化させる可能性がある。これにより、感知コイルを包含するＦＯＧコイルのハウジング内の酸素濃度が低下する。本明細書で説明される主題は、光ファイバコイルの外側表面上に配置される酸素遮断材料の層を導入するための方法および装置を提供することによりこの問題に対処する。酸素遮断材料の層がジャイロのハウジング内の酸素ガスが樹脂に接触するのを阻害し、それにより、ＦＯＧコイルのハウジング内で酸素ガスが二酸化炭素ガスに変化することが低減されるかまたは排除される。これによりさらに、酸素の枯渇に敏感な（ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｔｏ  Ｏｘｙｇｅｎ  ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ）ＦＯＧの構成要素が安定状態で維持され、ＦＯＧの性能が長持ちするようになる。一定の量の酸素が樹脂に接触するのを阻止または低減するために感知コイルに加えられる材料は、後でより詳細に考察するように低酸素透過率（ＯＴＲ）を有するように選択される、重合体、液体、無機材料または金属であってよい。
【０００９】
[0011]図１Ａは、ＦＯＧのための光ファイバ感知コイル装置１００の一実施例である。感知コイル装置１００が、気密密閉されるチャンバを提供するハウジング１０４と、気密密閉されるチャンバ内に配置される感知コイル１０２とを有する。ハウジング１０４は感知コイル１０２を囲むような物理構造であり、中に感知コイル１０２を配置するように気密密閉されるチャンバを提供する。すなわち、感知コイル１０２はハウジング１０４内部に配置され得、ハウジング１０４が、ハウジング１０４内部で感知コイル１０２を気密密閉するカバー１０４ａを有する。ハウジング１０４は感知コイル１０２および別の構成要素を外部環境から絶縁してＦＯＧのための設置が容易である構造を形成するように、提供され得る。ハウジング１０４は、限定しないが、アルミニウムまたは鋼などの金属を含めた任意適切な材料で構成されてよい。ハウジング１０４は概略円筒形幾何形状を有するように図１Ａでは示されるが、任意適切な幾何形状が使用されてよい。
【００１０】
[0012]図１Ｂは例示の感知コイル１０２の断面図である。感知コイル１０２が、コイル内に配置される光ファイバ１１２で構成される。図１Ａに示される実施例では、光ファイバ１１２のコイル１０２が、図１Ａの感知コイル１０２によって示される環状幾何形状を有する。この環状幾何形状は外向き表面１２０および内向き表面１１８を有する。一部の実施形態では、内向き表面１１８がコイル１０２を通るアパーチャを画定する。コイル１０２は光ファイバ１１２の複数のループで形成される。図１Ａに示される実施例では、ループは軸方向に沿って互いに概して位置合わせされ、それによりコイル１０２の環状幾何形状が形成される。図１Ｂに示されるように、軸方向に沿って隣接するように配置されることに加えて、光ファイバ１１２の２つ以上のループは軸方向に対して垂直な方向でも隣接するように配置され得、それにより、複数のループがコイル１０２の各「層」を形成する。別の実施例では、図１Ｃ〜１Ｄに示されるように、光ファイバ１１２はリジッドフォーム（ｒｉｇｉｄ  ｆｏｒｍ）１２２を囲むようなコイル状であってもよく、この場合、光ファイバはリジッドフォーム１２２の幾何形状をとるようになる。リジッドフォーム１２２は、光ファイバ１１２をコイル状に巻くためのプラットフォームとして機能することができる。リジッドフォーム１２２は、ＦＯＧの機能を維持しかつＦＯＧのハウジングに嵌合されるような任意の形状であってよい。一部の実施形態では、これにはリジッドフォーム１２２が円筒形状であることが必要である。さらに、光ファイバ１１２は、ＦＯＧの機能を維持する任意の手法によりリジッドフォーム１２２上でコイルにされ得る。円筒形以外の別の幾何形状が使用されてもよい。リジッドフォーム１２２は、限定しないが、アルミニウムまたは鋼などの金属を含めた任意適切な材料で構成されてよい。
【００１１】
[0013]光ファイバ１１２は、ＦＯＧ内の対向して伝搬する光波を横断させるための経路を提供するように機能する。任意適切な光ファイバ１１２が使用されてよい。一実施例では、光ファイバ１１２は高い屈折率を有してよく、この場合、光ファイバを通して送信されるいかなる光も光ファイバ１１２内の軸方向経路に沿うようになる。一部の実施形態では、これは、コアより低い屈折率を有する被覆材料によって囲まれるコアを有することによって達成される。この場合、全内部屈折（ｔｏｔａｌ  ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ）により光がコア内に維持される。一部の実施形態では、光ファイバ１１２は直径が約２５ミクロン〜２００ミクロンであってよく、長さが数キロメートルであってよい。一部の実施形態では光ファイバ１１２がマルチモードを支持することができ、別の実施形態では光ファイバ１１２がシングルモードのみを支持することができる。さらに、一部の実施形態では、光ファイバ１１２が極性維持ファイバ（ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ  ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ  ｆｉｂｅｒ）であってよい。別の実施形態では、光ファイバ１１２は、伝搬する光波の極性を維持しないファイバであってもよい。
【００１２】
[0014]接着剤１１４が、光ファイバ１１２をそのコイル形態で一体に保持するためにコイル１０２内の光ファイバ１１２の間に配置される。すなわち、接着剤１１４は、隣接するループを定位置で保持するために感知コイル１１２内の光ファイバ１１２の隣接するループの間およびその周りに配置される。一部の実施形態では、接着剤１１４は、光ファイバ１１２の各層またはループを巻いた後で、加えられて硬化されてもよい。別の実施形態では、接着剤は、光ファイバ１１２を完全にコイルにした後で硬化されてもよい。
【００１３】
[0015]コイル内で光ファイバを一体に保持する、光ファイバ１１２の間の接着剤１１４は光ファイバ１１２のコイルの間の隙間を埋める働きもし、光ファイバ１１２の次の層を上に巻くためのより一様な表面を提供する。接着剤１１４は種々の方法で加えられてよい。一実施形態は、光ファイバ１１２上に接着剤１１４を分配する噴射器タイプのディスペンサを使用することを含む。別の実施形態では、接着剤１１４は光ファイバ１１２上にブラシ塗布されてもよい。別の実施形態では、接着剤１１４は光ファイバ１１２上に吹き付けられてもよい。さらに別の実施形態では、接着剤１１４は、光ファイバ１１２を接着剤１１４の中に浸漬被覆することにより加えられてもよい。一部の実施形態では、接着剤１１４は、光ファイバ１１２の各層をコイルにした後で硬化することが可能である。別の実施形態では、接着剤１１４は、光ファイバ１１２全体の形態をコイルにした後で硬化されてもよい。これらの実施形態の一部では、接着剤１１４は確実に迅速に硬化するようなＵＶ硬化接着剤であってよい。別の実施形態では、接着剤１１４は熱により硬化可能な接着剤であってよい。このような実施形態の一例は二液性エポキシのＭａｓｔｅｒｂｏｎｄ  ＥＰ２９ＬＰＳＰである。
【００１４】
[0016]光ファイバ１１２がコイルにされた後、１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満のＯＴＲを有する酸素遮断材料の層１１６が、図１Ｂ〜１Ｄに示されるように、光ファイバ１１２のコイルの外側表面上に配置される。本明細書では、コイル１０２の「外側表面」は、コイル１０２の外部環境に対して露出される任意の表面として定義される。図１Ｂに示される実施例では、外側表面は、外向き表面１２０と、内向き表面１１８と、露出される任意の頂表面および底表面１１９とを有する。図１Ｃの実施例では、外側表面は外向き表面１２０のみを有する。その理由は、リジッドフォーム１２２が酸素が内向き表面１１８ならびに頂表面および底表面１１９に接触するのを阻止するからである。図１Ｄでは、外側表面は、外向き表面１２０と、頂表面および底表面１１９とを有する。その理由は、リジッドフォーム１２２が酸素が内向き表面１１８に接触するのを阻止するからである。一部の実施形態では、酸素遮断材料の層１１６が光ファイバ１１２のコイルの外側表面の全体の上に配置される。別の実施形態では、酸素遮断材料の層１１６が光ファイバ１１２のコイルの外側表面の一部分の上にのみ配置される。一実施例では、酸素遮断材料の層１１６は、光ファイバ１１２をコイル状に巻いた後で、光ファイバ１１２のコイル１０２の外側表面上に形成される。
【００１５】
[0017]酸素を十分に遮断することができるようにするために、酸素遮断材料１１６は１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満のＯＴＲを有する。酸素遮断材料の層１１６には種々の物質が使用され得、後でより詳細に考察するように、これらの物質を加えるための方法も多様に存在する。酸素遮断材料の層１１６が光ファイバ１１２のコイルの外側表面上に配置された後、光ファイバ１１２がハウジング１０４の気密密閉されるチャンバ内に配置される。酸素を含むガスが光ファイバ１１２のコイルとハウジング１０４との間の気密密閉されるチャンバ内に配置される。感知コイル装置１００がＦＯＧの別の構成要素に結合される
[0018]光ファイバ１１２のコイルの外側表面上に配置される酸素遮断材料の層１１６として、１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満のＯＴＲを有するような種々の組成および多様な厚さの複数の物質が使用され得る。一部の実施形態では、重合体が使用される。別の実施形態では、金属が使用され得る。別の実刑形態では、無機化合物が使用され、さらに別の実施形態では、固まることができる液体が使用されてもよい。酸素遮断材料の層１１６のＯＴＲに加えて、一部の例では約−５５℃から＋９５℃であるＦＯＧの動作温度範囲を超えて酸素遮断材料の層１１６がどのくらい膨張および収縮するかを考慮することが所望される場合もある。一部の実施形態では、酸素遮断材料の層１１６が膨張および収縮することを原因とする光ファイバ１１２の機械的応力を低減するために、重合体、無機材料、金属または液体の厚さを薄くすることでき、それにより、いかなる機械的応力も最小となる。一部の実施例の厚さを後で考察する。
【００１６】
[0019]上で言及したように、酸素遮断材料の層１１６として使用される物質の１つの種類は１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満のＯＴＲを有する重合体である。一部の種類の重合体を使用する場合、上で考察した熱膨張および熱収縮の問題が軽減されるという利点がある。すなわち、ＦＯＧの動作温度の範囲内で温度が変動するとき、一部の重合体は、必須のＯＴＲを有する別の物質と比較してコイル状の光ファイバ１１２に機械的応力を発生させにくい。酸素遮断重合体の層１１６を加えるとき、重合体１１６は接着剤を使用してコイル状の光ファイバ１１２の表面に接着され得る。一部の実施形態では、上で考察した接着剤１１４がこの目的のために使用され得る。一例として、重合体１１６を定位置で保持するのに接着剤、Ｍａｓｔｅｒｂｏｎｄ  ＥＰ２９ＬＰＳＰが使用され得る。これらの実施形態の一部では、重合体１１６は、コイル状の光ファイバ１１２を定位置で保持する接着剤１１４を硬化させる前に、加えられてよい。重合体１１６が加えられた後、感知コイル１０２が硬化され得る。別の実施形態では、光ファイバ１１２を定位置で保持する接着剤１１４が既に硬化している場合、重合体１１６が加えられる前に、さらなる接着剤１１４がコイル状の光ファイバ１１２の外側表面上に加えられてよい。接着剤１１４が重合体１１６に良好に接着しない場合、一部の実施形態では、プライマまたはプラズマエッチングあるいはその両方が接着力を向上させるのに使用され得る。重合体１１６が加えられた後、接着剤が硬化され得る。使用され得る重合体の１つ例はＯＸＹＳＨＩＥＬＤ  ２５４５であり、これは、一方の側がＰＶｄＣで被覆される二軸延伸ナイロン６のフィルムである。ＯＸＹＳＨＩＥＬＤ  ２５４５は１４．０ｃｃ／ｍ２／ｄａｙのＯＴＲを有する。さらに、ＯＸＹＳＨＩＥＬＤ  ２５４５の厚さは２５ミクロン以下程度であるが、上で言及したように、重合体の厚さは、使用される重合体に応じて、および、ＦＯＧの動作温度範囲内で重合体がコイル状の光ファイバ１１２に機械的応力を作用させるかどうかに応じて、それより厚くても薄くてもよい。他の重合体と同様に、ＯＸＹＳＨＩＥＬＤ  ２５４５は、Ｍａｓｔｅｒｂｏｎｄ  ＥＰ２９ＬＰＳＰなどの接着剤を使用してコイルの表面に接着され得る。
【００１７】
[0020]酸素遮断材料の層１１６として使用され得る別の物質は、１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満のＯＴＲを有する金属である。一実施形態では、金属１１６は、化学蒸着または物理蒸着を使用してコイル状の光ファイバ１１２に加えられ得る。さらに、一部の実施形態では、加えられた後の金属１１６は約２５ミクロン以下の厚さを有してよい。使用され得る例示の金属１１６は金である。上述したように、金は物理蒸着を使用して加えられ得、加えられた後に２５ミクロン未満の厚さを有する。
【００１８】
[0021]酸素遮断材料の層１１６として使用され得る別の物質は、１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満のＯＴＲを有する無機材料である。一実施形態では、無機材料は化学蒸着または物理蒸着を使用してコイル状の光ファイバ１１２に加えられ得る。さらに、一部の実施形態では、加えられた後の無機材料１１６は約２５ミクロン以下の厚さを有してよい。使用され得る例示の無機材料はプラズマ支援化学蒸着を使用して加えられるテトラエチルオルトシリケートであり、これは加えられた後に２５ミクロン未満の厚さを有する。
【００１９】
[0022]酸素遮断材料の層１１６として使用され得る別の物質は、コイルの外側表面上で固まることが可能である、１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満のＯＴＲを有する液体である。一部の実施形態では、液体１１６はコイル状の光ファイバ１１２上にブラシ塗布または吹き付けされ得る。一部の別の実施形態では、液体１１６はコイル状の光ファイバ１１２の表面上に浸漬被覆され得る。液体１１６がコイル状の光ファイバ１１２上に加えられた後、液体１１６は感知コイル装置１００をＦＯＧに組み込む前に固まることが可能である。必須のＯＴＲを有する液体１１６の１つの例はポリビニルアルコール溶液のＳｅｌｖｏｌ  ３２５である。一部の実施形態では、樹脂、すなわちＳｅｌｖｏｌ  ３２５の固形分１８％を溶解して溶液にして、ポリビニルアルコール溶液を作ることができる。本開示全体を通して言及するように、これは単に一実施例であり、限定することを意味しない。Ｓｅｌｖｏｌ  ３２５が固められた後、一部の実施形態では、Ｓｅｌｖｏｌ  ３２５の厚さは約７５ミクロン以下の厚さとなる。
【００２０】
[0023]さらに、一部の実施形態では、トレーサ物質が液体１１６に加えられてよく、その場合、液体１１６はコイルの外側表面を完全に覆っているかどうかを検査され得る。しかし、トレーサ物質が液体１１６に加えられる場合も、トレーサ物質と液体１１６との組合せはやはり１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満のＯＴＲを有さなければならない。さらに、一部の実施形態では、液体１１６にカビが繁殖しやすい場合には、これは一部のＦＯＧの用途では許容されないことから、殺生物剤が液体１１６に加えられてよい。例えば、少なくとも５０ピーピーエム（ｐａｒｔｓ  ｐｅｒ  ｍｉｌｌｉｏｎ）の殺菌剤、Ｋａｔｈｏｎ  ＬＸが使用され得る。やはり、殺生物剤が液体に加えられる場合も、殺生物剤と液体１１６との組合せは１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満のＯＴＲを有さなければならない。
【００２１】
[0024]一部の実施形態では、上記の例示の材料の組合せが酸素遮断材料の層１１６として使用され得る。例えば、液体および重合体が１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満のＯＴＲを得るように組み合わせて使用され得る。１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満のＯＴＲを有する酸素遮断材料の層１１６が定位置に置かれると、コイル状の光ファイバ１１２の表面が気密密閉されたチャンバ内の酸素ガスに対してほとんど露出されなくなるかまたは完全に露出されなくなり、ハウジング内のガス中での酸素の元々の濃度が保存される。
【００２２】
[0025]図２は、光ファイバジャイロスコープ内でのガスの変化を低減するための方法２００の一実施例の流れ図である。より具体的には、方法２００は、ＦＯＧの感知コイルのハウジングの内部で酸素ガスが二酸化炭素ガスに変化するのを低減するのに使用され得る。
【００２３】
[0026]方法２００が、光ファイバを提供すること（ブロック２０２）と、光ファイバをコイルにすること（ブロック２０４）と、コイル内で光ファイバを保持するために光ファイバに接着剤を加えること（ブロック２０６）と、光ファイバのコイルの外側表面上に酸素遮断材料の層を形成するために光ファイバのコイルの外側表面に材料を加えることであって、酸素遮断材料の層が１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満の酸素透過率を有する（ブロック２０８）、ことと、を含む。
【００２４】
[0027]一部の実施形態では、ブロック２０２の光ファイバは図１において上で考察した光ファイバ１１２の特徴のうちの任意の特徴を有することができる。さらに、ブロック２０４で、ＦＯＧの機能を維持することを条件として、光ファイバが任意の手法でコイルにされ得る。複数の実施例が図１において上での考察で与えられる。ブロック２０６の接着剤は、一部の実施形態では、図１において上で考察した接着剤１１４の特徴のうちの任意の特徴を有することができる。最後に、一部の実施形態で、光ファイバのコイルの外側表面上に酸素遮断材料の層を形成するために光ファイバのコイルの外側表面に加えられるブロック２０８の材料であって、ここでは、酸素遮断材料の層が１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満のＯＴＲを有する、材料が、図１において上で考察した材料１１６のうちの任意の材料またはそれらの組合せであってよく、それらの材料１１６の特性のうちの任意の特性を有することができる。
【００２５】
[0028]例えば、ブロック２０８の材料は、図１において上で説明した重合体などの、重合体であってよい。さらに、この重合体は、図１において上で説明した接着剤などの接着剤を使用して光ファイバのコイルの外側表面に接着され得る。別の実施例では、ブロック２０８の材料は、図１において上で説明した金属などの、金属であってよい。この金属が、酸素遮断材料の層として金属の層を形成するために化学蒸着または物理蒸着を使用して光ファイバのコイルの外側表面上に堆積され得る。一実施形態では、この金属の層は、金属の層が２５ミクロン未満の厚さを有するように、堆積され得る。別の実施形態では、ブロック２０８の材料は、図１において上で説明した無機材料などの、無機材料であってよい。この無機材料は、酸素遮断材料の層として無機材料の層を形成するために化学蒸着または物理蒸着を使用して光ファイバのコイルの外側表面上に堆積され得る。一実施形態では、この無機材料の層は、無機材料の層が２５ミクロン未満の厚さを有するように、堆積され得る。一実施形態では、無機材料はテトラエチルオルトシリケートであってよく、プラズマ支援化学蒸着を使用して加えられ得る。別の実施例では、ブロック２０８の材料は、図１において上で説明した液体などの、液体であってよい。液体は以下の技術のうちの１つまたは複数の技術を使用して加えられ得る：光ファイバのコイルの外側表面上に液体をブラシ塗布すること、光ファイバのコイルの外側表面上に液体を吹き付けること、または、光ファイバのコイルを液体に浸漬すること。その後で、液体を固めることができる。一部の実施形態では、液体が固まった後、酸素遮断材料の層の厚さが７５ミクロン未満となり得る。
【００２６】
[0029]例示の実施形態
実施例１は光ファイバジャイロスコープのための光ファイバ感知コイル装置を含み、これは：気密密閉されるチャンバを提供するハウジングと；ハウジングの気密密閉されるチャンバ内に配置される光ファイバであって、この光ファイバがコイル内に配置され、ここでは、酸素を含有するガスが光ファイバのコイルとハウジングとの間の気密密閉されるチャンバ内に配置される、光ファイバと；光ファイバの間にある接着剤であって、この接着剤がコイル内で光ファイバを一体に保持する、接着剤と；光ファイバのコイルの外側表面上に配置される酸素遮断材料の層であって、ここでは、酸素遮断材料が１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満の酸素透過率を有する、酸素遮断材料の層と、を備える。
【００２７】
[0030]実施例２は実施例１の感知コイル装置を含み、酸素遮断材料の層が重合体で構成される。
[0031]実施例３は実施例２の感知コイル装置を含み、酸素遮断材料の層が７５ミクロン未満の厚さを有する。
【００２８】
[0032]実施例４は実施例１〜３のいずれかの感知コイル装置を含み、酸素遮断材料の層が金属で構成される。
[0033]実施例５は実施例４の感知コイル装置を含み、金属が金である。
【００２９】
[0034]実施例６は実施例４〜５のいずれかの感知コイル装置を含み、酸素遮断材料の層が２５ミクロン未満の厚さを有する。
[0035]実施例７は実施例１〜６のいずれかの感知コイル装置を含み、酸素遮断材料の層が、固まることが可能である液体で構成される。
【００３０】
[0036]実施例８は実施例７の感知コイル装置を含み、酸素遮断材料の層が７５ミクロン未満の厚さを有する。
[0037]実施例９は実施例１〜８のいずれかの感知コイル装置を含み、酸素遮断材料の層が無機材料で構成される。
【００３１】
[0038]実施例１０は実施例９の感知コイル装置を含み、無機材料がテトラエチルオルトシリケートである。
[0039]実施例１１は実施例９〜１０のいずれかの感知コイル装置を含み、酸素遮断材料の層が２５ミクロン未満の厚さを有する。
【００３２】
[0040]実施例１２は実施例１〜１１のいずれかの感知コイル装置を含み、酸素遮断材料の層が光ファイバのコイルの外側表面の全体の上に配置される。
[0041]実施例１３は光ファイバジャイロスコープ内でガスが変化するのを低減するための方法を含み、本方法が：光ファイバを提供することと；光ファイバをコイルにすることと；コイル内で光ファイバを保持するために光ファイバに接着剤を加えることと；光ファイバのコイルの外側表面上に酸素遮断材料の層を形成するために光ファイバのコイルの外側表面に材料を加えることであって、酸素遮断材料の層が１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満の酸素透過率を有する、ことと、を含む。
【００３３】
[0042]実施例１４は実施例１３の方法を含み、材料が重合体の層であり、材料を加えることが、接着剤を使用して光ファイバのコイルの外側表面に重合体の層を接着することを含む。
【００３４】
[0043]実施例１５は実施例１３〜１４のいずれかの方法を含み、材料が金属であり、材料を加えることが、酸素遮断材料の層として金属の層を形成するために化学蒸着を使用して光ファイバのコイルの外側表面上に金属を堆積させることを含む。
【００３５】
[0044]実施例１６は実施例１３〜１５のいずれかの方法を含み、材料が無機コーティングであり、材料を加えることが、化学蒸着を使用して光ファイバのコイルの外側表面上に無機コーティングを堆積させることを含む。
【００３６】
[0045]実施例１７は実施例１３〜１６のいずれかの方法を含み、材料が液体であり、材料を加えることが以下の技術のうちの１つまたは複数の技術を含む：光ファイバのコイルの外側表面上に液体をブラシ塗布すること、光ファイバのコイルの外側表面上に液体を吹き付けること、または、光ファイバのコイルを液体に浸漬すること。
【００３７】
[0046]実施例１８は光ファイバ感知コイルを含み、これは：リジッドフォームの周りでコイル状となる光ファイバと；光ファイバの間にある接着剤であって、接着剤が光ファイバをそのコイル形態で一体に保持する、接着剤と；光ファイバのコイルの外側表面上に配置される酸素遮断材料の層であって、酸素遮断材料が１５ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ未満の酸素透過率を有し、光ファイバのコイルの外側表面上に配置される酸素遮断材料の層が、固まることが可能であるポリビニルアルコール溶液であり、ポリビニルアルコール溶液が、光ファイバのコイルをポリビニルアルコール溶液に浸漬被覆することにより、光ファイバのコイルの外側表面上に配置される、酸素遮断材料の層と、を備える。
【００３８】
[0047]実施例１９は実施例１８の光ファイバ感知コイルを含み、ポリビニルアルコール溶液が固まった後で７５ミクロン未満の厚さを有する。
[0048]実施例２０は実施例１８〜１９のいずれかの光ファイバ感知コイルを含み、気密密閉されるチャンバを提供するハウジングをさらに備え、光ファイバ感知コイルがその中に配置される。
【００３９】
[0049]本明細書では特定の実施形態を例示して説明してきたが、同じ目的を達成するように適合される任意の構成が、示される特定の実施形態に対して置き換えられ得ることを当業者であれば認識するであろう。したがって、本発明は特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定されることを明確に意図される。
【図１Ａ】
2015132606.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
2015132606.tif 000006
【図２】
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【外国語明細書】
2015132606000001.pdf