(57)【要約】【課題】  構造が簡単な光ジャイロを提供する。【解決手段】  半導体光アンプ（ＳＯＡ）１は、レーザ光ＣＷ，ＣＣＷを発振するとともに、レーザ光ＣＷ，ＣＣＷを誘導放出によって増幅し、レーザ光ＣＷ，ＣＣＷをそれぞれ端面１Ａ，１Ｂから光ファイバ２中へ放射する。結合器３は、光ファイバ２中のレーザ光ＣＷ，ＣＣＷを光ファイバ４中へ９９％：１％の割合で分岐させる。結合器３は、光ファイバ４中のレーザ光ＣＷ，ＣＣＷを光ファイバ６中へ５０％：５０％の割合で重ね合わせる。光検出器７は、光ファイバ６中の重ね合わせ光を２乗検波してビート信号を生成し、スペクトルアナライザ８は、ビート信号の周波数ｆＢを検出する。この場合、周波数ｆＢは、回転角速度に対して変化する。検出器９は、周波数ｆＢに基づいて、半導体光アンプ１および光ファイバ２の回転角速度を検出する。【選択図】      図１
2007071614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２のレーザ光を発振するとともに、その発振した第１および第２のレーザ光を増幅するレーザ光源と、
前記第１のレーザ光を時計回りに回転させ、前記第２のレーザ光を反時計回りに回転させる第１の光ファイバと、
第２の光ファイバと、
前記第１の光ファイバ中の前記第１および第２のレーザ光の一部を前記第２の光ファイバへ導く第１の結合器と、
前記第２の光ファイバ中の前記第１および第２のレーザ光を重ね合わせた重ね合わせ光を出射する第２の結合器と、
前記レーザ光源および前記第１の光ファイバが所定の平面内で回転しているときの前記重ね合わせ光の周波数に基づいて前記レーザ光源および前記第１の光ファイバの回転角速度を検出する検出手段とを備える光ジャイロ。
【請求項２】
前記レーザ光源は、第１の端面と、前記第１の端面に対向する第２の端面とを有するとともに、前記第１および第２のレーザ光を発振して前記第１および第２の端面からそれぞれ前記第１および第２のレーザ光を前記第１の光ファイバへ出射する半導体レーザからなり、
前記第１の光ファイバは、前記第１の端面から出射された前記第１のレーザ光を前記時計回りに回転させて前記第２の端面から前記半導体レーザに導くとともに、前記第２の端面から出射された前記第２のレーザ光を前記反時計回りに回転させて前記第１の端面から前記半導体レーザへ導く、請求項１に記載の光ジャイロ。
【請求項３】
前記半導体レーザの活性層は、前記第１および第２の端面と斜めに接する、請求項２に記載の光ジャイロ。
【請求項４】
前記第１のレーザ光の波長は、前記第２のレーザ光の波長と異なる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光ジャイロ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光ジャイロと、
前記検出手段によって検出された前記回転角速度を無線信号に変換して送信する送信装置と、
前記送信装置から送信された無線信号を受信し、その受信した無線信号を復号して前記回転角速度を取得する受信装置とを備えるジャイロシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転体の回転角速度を検出可能な光ジャイロおよびそれを用いたジャイロシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ジャイロは、慣性空間に対する回転を測ることができるセンサであり、絶対回転を測定可能なセンサである。そして、このようなジャイロとして、機械式ジャイロと光ジャイロとがある。
【０００３】
機械式ジャイロは、回転体の回転軸が慣性空間に対して常に一定方向を向き続ける性質を用いたジャイロである。しかし、機械式ジャイロは、保守が必要であり、高価であり、振動および加速度に弱い等の理由によって、その適用範囲は、航空機、船舶、ロケットおよび人工衛星等に制限されている。
【０００４】
これに対し、最近、サニャック効果を用いた光ジャイロが実用化されている。この光ジャイロは、時計回りの光と反時計回りの光とを光路中で伝搬させ、回転体が回転したことに起因して生じる２つの光（時計回りの光および反時計回りの光）の周波数差が回転角速度に比例することを利用したジャイロである。
【０００５】
そして、光ジャイロは、光ファイバジャイロおよびリングレーザジャイロに大別され、光ファイバジャイロには、干渉式光ファイバジャイロ、共振方式光ファイバジャイロおよびブリルアン光ファイバジャイロの３種類がある（非特許文献１）。
【非特許文献１】保立  和夫，“光ファイバジャイロの実用化と次世代技術の展開”，レーザー研究，第２６巻第４号，１９９８年４月，ｐ２９７−３０３．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のブリルアン光ファイバジャイロにおいては、光ファイバ中を時計回りおよび反時計回りに伝搬するレーザ光を増幅するために、多くの結合器を設ける必要があり、複雑な構造になるという問題があった。
【０００７】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、構造が簡単な光ジャイロを提供することである。
【０００８】
また、この発明の別の目的は、構造が簡単な光ジャイロを備えたジャイロシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば、ジャイロは、レーザ光源と、第１および第２の光ファイバと、第１および第２の結合器と、検出手段とを備える。レーザ光源は、第１および第２のレーザ光を発振するとともに、その発振した第１および第２のレーザ光を増幅する。第１の光ファイバは、第１のレーザ光を時計回りに回転させ、第２のレーザ光を反時計回りに回転させる。第１の結合器は、第１の光ファイバ中の第１および第２のレーザ光の一部を第２の光ファイバへ導く。第２の結合器は、第２の光ファイバ中の第１および第２のレーザ光を重ね合わせた重ね合わせ光を出射する。検出手段は、レーザ光源および第１の光ファイバが所定の平面内で回転しているときの重ね合わせ光の周波数に基づいてレーザ光源および第１の光ファイバの回転角速度を検出する。
【００１０】
好ましくは、レーザ光源は、第１の端面と、第１の端面に対向する第２の端面とを有するとともに、第１および第２のレーザ光を発振して第１および第２の端面からそれぞれ第１および第２のレーザ光を第１の光ファイバへ出射する半導体レーザからなる。第１の光ファイバは、第１の端面から出射された第１のレーザ光を時計回りに回転させて第２の端面から半導体レーザに導くとともに、第２の端面から出射された第２のレーザ光を反時計回りに回転させて第１の端面から半導体レーザへ導く。
【００１１】
好ましくは、半導体レーザの活性層は、第１および第２の端面と斜めに接する。
【００１２】
好ましくは、第１のレーザ光の波長は、第２のレーザ光の波長と異なる。
【００１３】
また、この発明によれば、ジャイロシステムは、光ジャイロと、送信装置と、受信装置とを備える。光ジャイロは、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光ジャイロからなる。送信手段は、光ジャイロの検出手段によって検出された回転角速度を無線信号に変換して送信する。受信装置は、送信装置から送信された無線信号を受信し、その受信した無線信号を復号して回転角速度を取得する。
【発明の効果】
【００１４】
この発明においては、レーザ光を発振するとともに、その発振したレーザ光を増幅するレーザ光源と、２個の光ファイバと、２個の結合器とを用いて時計回りに回転する第１のレーザ光と反時計回りに回転する第２のレーザ光との周波数差を発生させるリングレーザが構成される。
【００１５】
したがって、結合器を介して増幅光によってレーザ光を増幅する従来の光ファイバジャイロに比べ、構造を簡単にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１７】
図１は、この発明の実施の形態による光ジャイロの構成を示す概略図である。図１を参照して、この発明の実施の形態による光ジャイロ１０は、半導体光アンプ（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１と、光ファイバ２，４，６と、結合器３，５と、光検出器７と、スペクトルアナライザ８と、検出器９とを備える。
【００１８】
半導体光アンプ１は、インジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）からなる活性層を有する。そして、半導体光アンプ１は、例えば、１５７９ｎｍの波長を有するレーザ光を発振するとともに、その発振したレーザ光を時計回りのレーザ光ＣＷと反時計回りのレーザ光ＣＣＷとしてそれぞれ端面１Ａ，１Ｂから光ファイバ２中へ出射する。また、半導体光アンプ１は、光ファイバ２中を１周したレーザ光ＣＷ，ＣＣＷを誘導放出によって増幅し、その増幅したレーザ光ＣＷ，ＣＣＷをそれぞれ端面１Ａ，１Ｂから光ファイバ２へ出射する。
【００１９】
光ファイバ２は、半導体光アンプ１の両端にループ状に連結され、例えば、３．０３ｍの長さおよび１．４４４の屈折率（コアの屈折率）を有する。そして、光ファイバ２は、半導体光アンプ１の端面１Ａから出射されたレーザ光ＣＷを時計回りに回転させ、その回転させたレーザ光ＣＷを端面１Ｂから半導体光アンプ１中へ導くとともに、半導体光アンプ１の端面１Ｂから出射されたレーザ光ＣＣＷを反時計回りに回転させ、その回転させたレーザ光ＣＣＷを端面１Ａから半導体光アンプ１中へ導く。
【００２０】
結合器３は、光ファイバ２中を伝搬するレーザ光ＣＷ，ＣＣＷが９９％であり、光ファイバ４中を伝搬するレーザ光ＣＷ，ＣＣＷが１％となるように、光ファイバ２を光ファイバ４と結合する。
【００２１】
光ファイバ４は、結合器３によって光ファイバ２と結合され、光ファイバ２中を伝搬するレーザ光ＣＷ，ＣＣＷの一部（１％）のレーザ光ＣＷ，ＣＣＷを結合器５に導く。結合器５は、光ファイバ４中を伝搬する２つのレーザ光ＣＷ，ＣＣＷを５０％：５０％で重ね合わせて光ファイバ６へ導く。
【００２２】
光ファイバ６は、結合器５によって重ね合わされた重ね合わせ光を光検出器７へ導く。光検出器７は、光ファイバ６中の重ね合わせ光を２乗検波し、レーザ光ＣＷの発振周波数とレーザ光ＣＣＷの発振周波数との差に起因して生じるビート信号を生成する。
【００２３】
レーザ光ＣＷおよびレーザ光ＣＣＷの電界成分をそれぞれＥＣＷ，ＥＣＣＷとすると、
ＥＣＷ＝ａＣＷｃｏｓ（２πｆＣＷｔ＋φＣＷ）・・・（１）
ＥＣＣＷ＝ａＣＣＷｃｏｓ（２πｆＣＣＷｔ＋φＣＣＷ）・・・（２）
となる。ここで、ａＣＷ，ａＣＣＷは、それぞれ、レーザ光ＣＷ，ＣＣＷの振幅であり、ｆＣＷ，ｆＣＣＷは、半導体光アンプ１および光ファイバ２が回転しているときのそれぞれレーザ光ＣＷ，ＣＣＷの発振周波数であり、φＣＷ，φＣＣＷは、それぞれ、レーザ光ＣＷ，ＣＣＷの位相である。
【００２４】
２つのレーザ光ＣＷ，ＣＣＷを重ね合わせると、検出される光強度Ｉは、電界成分の２乗に等しくなるので、次のようになる。
【００２５】
Ｉ＝＜｜ＥＣＷ＋ＥＣＣＷ｜２＞
＝（ａ２ＣＷ＋ａ２ＣＣＷ）／２＋２ａＣＷａＣＣＷｃｏｓ｛２π（ｆＣＷ−ｆＣＣＷ）ｔ＋（φＣＷ−φＣＣＷ）｝
＝（ａ２ＣＷ＋ａ２ＣＣＷ）／２＋２ａＣＷａＣＣＷｃｏｓ｛２πｆＢｔ＋Δ｝・・・（３）
なお、ｆＢ＝ｆＣＷ−ｆＣＣＷであり、Δ＝φＣＷ−φＣＣＷである。また、＜＞は、時間平均を表す。
【００２６】
レーザ光ＣＷ，ＣＣＷを重ね合わせた重ね合わせ光の直流成分は、（ａ２ＣＷ＋ａ２ＣＣＷ）／２であり、交流成分は、２ａＣＷａＣＣＷｃｏｓ｛２πｆＢｔ＋Δ｝である。そして、この交流成分がビート信号であり、ｆＢ＝ｆＣＷ−ｆＣＣＷがビート信号の周波数である。
【００２７】
従って、光検出器７は、レーザ光ＣＷ，ＣＣＷを重ね合わせた重ね合わせ光の２乗検波を行なうことにより、式（３）に示す光強度Ｉを生成し、ビート信号（＝式（３）の交流成分）を検出してスペクトルアナライザ８へ出力する。
【００２８】
スペクトルアナライザ８は、光検出器７によって検出されたビート信号の周波数ｆＢを検出し、その検出した周波数ｆＢを検出器９へ出力する。
【００２９】
検出器９は、スペクトルアナライザ８から周波数ｆＢを受け、その受けた周波数ｆＢに基づいて、後述する方法によって、回転体の回転角速度を検出する。
【００３０】
光ジャイロ１０における周波数ｆＢと回転角速度との関係を調べる実験を行なう場合、光ジャイロ１０は、テーブル２０上に載せられる。そして、テーブル２０は、サーボ機構３０によって各種の回転角速度で時計回りまたは反時計回りに回転される。コントローラ４０は、テーブル２０を各種の回転角速度で時計回りまたは反時計回りに回転させるようにサーボ機構３０を制御する。
【００３１】
図２は、図１に示す半導体光アンプ１の平面図である。図２を参照して、半導体光アンプ１は、活性層１１と、光閉込層１２，１３と、反射防止膜１４，１５とを含む。活性層１１は、光閉込層１２，１３によって挟まれ、端面１Ａ，１Ｂと斜めに接する。
【００３２】
光閉込層１２，１３は、バリア層およびクラッド層等からなり、活性層１１に接して活性層１１の両側に設けられる。反射防止膜１４，１５は、それぞれ、端面１Ａ，１Ｂに接して形成される。
【００３３】
図２に示すように、活性層１１が端面１Ａ，１Ｂに対して斜めに配置された構造は、活性層１１および光閉込層１２，１３等を積層した積層体を形成し、その形成した積層体を活性層１１が斜めに配置されるようにカッティングすることによって作製される。
【００３４】
電流を活性層１１に注入してレーザ発振させると、レーザ光は、光閉込層１２，１３によって閉じ込められ、活性層１１を端面１Ａ，１Ｂ方向へ伝搬する。そして、レーザ光は、レーザ光ＣＷとして端面１Ａから出射するとともに、レーザ光ＣＣＷとして端面１Ｂから出射する。
【００３５】
レーザ光ＣＷは、光ファイバ２中を時計回りに１周して反射防止膜１５を介して端面１Ｂから活性層１１中へ導入される。そして、活性層１１中へ導入されたレーザ光ＣＷは、誘導放出によって増幅され、再び、端面１Ａから出射される。
【００３６】
また、レーザＣＣＷは、光ファイバ２中を反時計回りに１周して反射防止膜１４を介して端面１Ａから活性層１１中へ導入される。そして、活性層１１中へ導入されたレーザ光ＣＣＷは、誘導放出によって増幅され、再び、端面１Ｂから出射される。
【００３７】
このように、半導体光アンプ１は、レーザ光ＣＷ，ＣＣＷを発振して光ファイバ２中へ出射するとともに、光ファイバ２中を伝搬したレーザ光ＣＷ，ＣＣＷを誘導放出によって増幅して、再び、光ファイバ２中へ出射する。
【００３８】
従って、レーザ光ＣＷ，ＣＣＷは、端面１Ａ，１Ｂを何回も通過する必要があり、レーザ光ＣＷ，ＣＣＷの強度を保持するために端面１Ａ，１Ｂにおけるレーザ光ＣＷ，ＣＣＷの反射率は、１０−５以下に設定されている。
【００３９】
このように、端面１Ａ，１Ｂにおける反射率を低く抑えるために、活性層１１を端面１Ａ，１Ｂに対して斜めに配置するとともに、端面１Ａ，１Ｂに反射防止膜１４，１５を形成する。
【００４０】
なお、光ファイバ２は、活性層１１からのレーザ光ＣＷ，ＣＣＷがコアに入射するように、半導体光アンプ１の反射防止膜１４，１５に連結される。
【００４１】
図３は、図１に示す結合器３の構成を示す概略図である。図３を参照して、結合器３は、ガイド３１，３２を有する。ガイド３１，３２は、相互に接した２つの光ファイバを挟み込むことにより、２つの光ファイバを結合する。
【００４２】
光ファイバ４を光ファイバ２に結合する場合、光ファイバ４を光ファイバ２に接するようにガイド３１，３２間に配置する。この場合、光ファイバ２のコア２１は、光ファイバ４のコア４１に近接して配置される。
【００４３】
光ファイバ２中を時計回りに伝搬するレーザ光ＣＷは、コア２１とコア４１との近接部において１％がコア２１からコア４１へ漏れる。そして、コア４１へ漏れた１％のレーザ光ＣＷは、光ファイバ４中を伝搬する。
【００４４】
また、光ファイバ２中を反時計回りに伝搬するレーザ光ＣＣＷは、コア２１とコア４１との近接部において１％がコア２１からコア４１へ漏れる。そして、コア４１へ漏れた１％のレーザ光ＣＣＷは、光ファイバ４中を伝搬する。
【００４５】
このように、光ファイバ４中を伝搬するレーザ光ＣＷ，ＣＣＷは、光ファイバ２中を伝搬するレーザ光ＣＷ，ＣＣＷの一部（１％）である。
【００４６】
なお、結合器５による光ファイバ４，６の結合も図３に示す方法と同じ方法によって行なわれる。
【００４７】
光ジャイロ１０をテーブル２０上に載せ、サーボ機構３０およびコントローラ４０によってテーブル２０の回転角速度を変化させてレーザ光ＣＷ，ＣＣＷを重ね合わせたときのビート信号の周波数ｆＢを検出した実験結果について説明する。なお、実験においては、しきい値電流の１．０３倍の電流（６０ｍＡ）を注入して半導体光アンプ１を発振させ、レーザ光ＣＷ，ＣＣＷを生成した。
【００４８】
図４は、ビート信号のパワーと周波数との関係を示す図であり、図５は、ビート信号の周波数およびパワーと回転角速度との関係を示す図である。
【００４９】
図４において、横軸は、ビート信号の周波数を表し、縦軸は、ビート信号のパワーを表す。また、図５において、横軸は、回転角速度を表し、縦軸は、ビート信号の周波数およびパワーを表す。
【００５０】
図４を参照して、９０度／ｓ、１８０度／ｓ、２７０度／ｓおよび３６０度／ｓの各回転角速度においてビート信号のピーク値が観測され、回転角速度を９０度／ｓ、１８０度／ｓ、２７０度／ｓおよび３６０度／ｓと変化させた場合、ビート信号のピーク値が高周波数側へシフトする。
【００５１】
従って、光ジャイロ１０においては、レーザ光ＣＷ，ＣＣＷを重ね合わせたときのビート信号を観測でき、その周波数が回転角速度によって変化することが解った。
【００５２】
図５を参照して、直線ｋ１は、周波数と回転角速度との関係を示し、曲線ｋ２は、パワーと回転角速度との関係を示す。ビート信号の周波数は、回転角速度に対して直線的に変化する。より具体的には、ビート信号の周波数は、回転角速度が負である領域においては、回転角速度に対して直線的に低下し、回転角速度が正である領域においては、回転角速度に対して直線的に高くなる（直線ｋ１参照）。そして、直線ｋ１における比例係数（スケールファクター）は、４．０１４（ｋＨｚ・ｓｅｃ／ｄｅｇ）である。一方、ビート信号のパワーは、回転角速度の変化に対して振動し、その振動幅は、３ｄＢと比較的安定である（曲線ｋ２参照）。
【００５３】
従って、ビート信号の周波数を検出することによって回転角速度を検出できる。なお、直線ｋ１においては、−１００ｄｅｇ／ｓｅｃ〜＋１００ｄｅｇ／ｓｅｃの範囲においてビート信号の周波数が観測されていないが、これは、１／ｆ雑音に埋もれているためである。
【００５４】
ビート信号の周波数ｆＢは、理論的に次式によって表される。
【００５５】
ｆＢ＝（４Ａ／（ｎλＰ））Ω・・・（４）
但し、Ａは、光ファイバ２によって囲まれる領域の面積であり、ｎは、光ファイバ２の屈折率であり、λは、レーザ光ＣＷ，ＣＣＷの波長であり、Ｐは、レーザ光ＣＷ，ＣＣＷのパス長であり、Ωは、回転角速度である。
【００５６】
そして、図４および図５に示す実験においては、Ａ＝０．３９９８ｍ２、ｎ＝１．４４４、λ＝１５７９ｎｍ、およびＰ＝３．０３ｍに設定された。これらの値を式（４）に代入して比例係数を計算すると、４．０３９（ｋＨｚ・ｓｅｃ／ｄｅｇ）の比例係数が得られる。
【００５７】
従って、実験的に得られた比例係数（４．０１２）と、理論的に得られた比例係数（４．０３９）との誤差は、０．６２％であり、光ジャイロ１０は、サニャック効果を利用した光ジャイロであることが解った。
【００５８】
検出器９は、スペクトルアナライザ８からビート信号を受けると、その受けたビート信号の周波数ｆＢを検出するとともに、その検出した周波数ｆＢに対応する回転角速度を直線ｋ１を参照して検出する。
【００５９】
これによって、光ジャイロ１０において、回転角速度を検出できる。
【００６０】
図６は、図１に示す光ジャイロ１０を用いたジャイロシステムの構成を示す概略図である。図６を参照して、ジャイロシステム１００は、光検出器９に代えて無線装置６０を用いて光ジャイロ１０を構成し、その構成した光ジャイロ１０にリモートコントローラ７０を追加した構成からなる。
【００６１】
無線装置６０は、デジタイザ６１、コントローラ６２およびアンテナ６３からなる。また、リモートコントローラ７０は、パーソナルコンピュータ７１と、アンテナ７２とからなる。
【００６２】
デジタイザ６１は、スペクトルアナライザ８からビート信号を受け、その受けたビート信号をコントローラ６２へ出力する。コントローラ６２は、ビート信号から周波数ｆＢを検出し、その検出した周波数ｆＢに基づいて、上述した方法によって回転角速度を検出する。そして、コントローラ６２は、その検出した回転角速度を所定の方式に変調してアンテナ６３を介して送信する。
【００６３】
アンテナ７２は、無線装置６０からの電波を受信し、その受信した電波をパーソナルコンピュータ７１へ出力する。パーソナルコンピュータ７１は、アンテナ７２からの電波を復調等して光ジャイロ１０において検出された回転角速度を得る。
【００６４】
このように、ジャイロシステム１００においては、光ジャイロ１０は、検出した回転角速度を無線信号によって送信する無線装置６０と、無線装置６０からの電波を受信し、光ジャイロ１０で検出された回転角速度を取得するリモートコントローラ７０とを備えるので、光ジャイロ１０がテーブル２０上で高速に回転しても、光ジャイロ１０によって検出された回転角速度を静止しているリモートコントローラ７０において取得できる。
【００６５】
なお、上述した光ジャイロ１０においては、−１００ｄｅｇ／ｓｅｃ〜＋１００ｄｅｇ／ｓｅｃの範囲においてビート信号の周波数ｆＢが検出できない。この範囲において周波数ｆＢが検出できない原因がロックイン現象である場合、光ジャイロ１０においては、半導体光アンプ１を波長が異なる２つのレーザ光を発振する半導体光アンプに代えてもよい。これによって、ロックイン現象に起因して−１００ｄｅｇ／ｓｅｃ〜＋１００ｄｅｇ／ｓｅｃの回転角速度の範囲において周波数ｆＢを検出できないという問題を解決できる。
【００６６】
図７は、光ジャイロにおける回転角速度と、２つのレーザ光の周波数差との関係を示す図である。図７の（ａ），（ｂ），（ｃ）の各々において、縦軸は、２つのレーザ光の周波数差Δωを表し、横軸は、回転角速度Ωを表す。
【００６７】
光ジャイロにおいては、通常、同じ周波数の光を光ファイバ２内で時計回りと反時計回りとに伝搬させておく。この場合、光ジャイロに回転角速度が与えられると、時計回りの光と反時計回りの光との間に周波数差が発生する。そして、加えられる回転角速度Ωと光の周波数差Δωとの間には、比例関係が成立する。
【００６８】
しかし、時計回りの光と反時計回りの光は、同じ光路内に存在するため、回転角速度Ωが小さい領域では、光路内で結合し、周波数差Δωが発生しないロックイン現象が生じる（図７の（ａ）参照）。
【００６９】
そこで、従来、ディザー機構を用いて回転角速度Ωが小さい領域においても２つの光の周波数差Δωが得られるようにしている（非特許文献２）。このディザー機構とは、回転角速度Ωにオフセットを与える方法である。即ち、機械的に、常時、一定の角速度を加えておく。この一定の角速度は、同じ周波数の２つの光が結合しない程度に十分に大きい周波数差を発生する角速度ΔΩである。
【００７０】
そうすると、従来では、２つの光が結合してしまう小さな回転角速度（図７の（ａ）に示す領域ＲＥＧ１における角速度）が加えられた場合でも、光ジャイロに発生する回転角速度Ωは、ΔΩ±Ωになり、回転角速度ΔΩに起因した２つの光の周波数差Δωを検出できる（図７の（ｂ）参照）。
【００７１】
一方、波長が異なる２つのレーザ光を発振する半導体光アンプを用いた光ジャイロでは、光ファイバ２内に周波数差Δｋが発生する。そして、回転角速度Ωによって発生する２つのレーザ光間の周波数差をΔω１とすると、回転角速度Ωが加えられたときの２つのレーザ光間の周波数差Δωは、Δｋ±Δω１となる。
【００７２】
この周波数差Δω＝Δｋ±Δω１は、２つのレーザ光の結合を回避する十分な差である。従って、波長が相互に異なる２つのレーザ光を発振させることによってロックイン現象を回避できる。
【００７３】
その結果、図７の（ｃ）に示すように、回転角速度Ωが小さい領域においても、周波数差Δωを検出でき、光ジャイロ１０の精度を向上できる。
【００７４】
なお、図７の（ｃ）においては、周波数差Δωが零である回転角速度Ωの範囲が存在するが、この範囲は、半導体光アンプの全体の寸法を制御することによって、光ジャイロが通常検出する回転角速度の範囲外へシフトさせることができるので、この発明による光ジャイロは、実用上、問題はない。
【００７５】
この発明においては、無線装置６０は、「送信装置」を構成する。
【００７６】
また、リモートコントローラ７０は、「受信装置」を構成する。
【００７７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
この発明は、構造が簡単な光ジャイロに適用される。また、この発明は、構造が簡単な光ジャイロを備えたジャイロシステムに適用される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】この発明の実施の形態による光ジャイロの構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す半導体光アンプの平面図である。
【図３】図１に示す結合器の構成を示す概略図である。
【図４】ビート信号のパワーと周波数との関係を示す図である。
【図５】ビート信号の周波数およびパワーと回転角速度との関係を示す図である。
【図６】図１に示す光ジャイロを用いたジャイロシステムの構成を示す概略図である。
【図７】光ジャイロにおける回転角速度と、２つのレーザ光の周波数差との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  半導体光アンプ、１Ａ，１Ｂ  端面、２，４，６  光ファイバ、３，５  結合器、７  光検出器、８  スペクトルアナライザ、９  検出器、１０  光ジャイロ、１１  活性層、１２，１３  光閉込層、１４，１５  反射防止膜、２０  テーブル、３０  サーボ機構、３１，３２  ガイド、４０，６２  コントローラ、２１，４１  コア、６０  無線装置、６１  デジタイザ、６３，７２  アンテナ、７０  リモートコントローラ、１００  ジャイロシステム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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