(57)【要約】【課題】簡易な構成で、外界に依拠することなく絶対速度を計測することができる絶対速度計、絶対速度計測装置および絶対速度計測方法を実現すること。【解決手段】光源（１６）と、光検出器（１８）と、光源と光検出器との間に光結合された第１のアームおよび第２のアームを備えたマッハツェンダ干渉計と、を備え、搭載された移動体の絶対速度を計測する絶対速度計であって、第１のアームおよび第２のアームの各々は、相互に伝搬定数が異なる、移動体の移動方向と同方向に光を伝搬する領域（１２ａ、１２ｄ）および逆方向に光を伝搬する領域（１２ｂ、１２ｃ）を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
光検出器と、
前記光源と前記光検出器との間に光結合された第１のアームおよび第２のアームを備えたマッハツェンダ干渉計と、を備え、搭載された移動体の絶対速度を計測する絶対速度計であって、
前記第１のアームおよび前記第２のアームの各々は、相互に伝搬定数が異なる、前記移動体の移動方向と同方向に光を伝搬する領域および逆方向に光を伝搬する領域を有する
絶対速度計。
【請求項２】
前記第１のアームは、光導波媒体で形成されかつ伝搬方向が前記移動方向と同方向とされた第１の領域および光導波媒体で形成されかつ伝搬方向が前記移動方向と逆方向とされた第２の領域を含み、
前記第２のアームは、光導波媒体で形成されかつ伝搬方向が前記移動方向と逆方向とされた第３の領域および光導波媒体で形成されかつ伝搬方向が前記移動方向と同方向とされた第４の領域を含み、
前記第１の領域と前記第２の領域との伝搬定数が異なり、かつ前記第３の領域と前記第４の領域との伝搬定数が異なる
請求項１に記載の絶対速度計。
【請求項３】
前記第１の領域の伝搬定数と前記第４の領域の伝搬定数が異なり、かつ前記第２の領域の伝搬定数と前記第３の領域の伝搬定数とが異なる
請求項２に記載の絶対速度計。
【請求項４】
前記第１の領域の伝搬定数が前記第２の領域の伝搬定数より大きくされ、かつ前記第３の領域の伝搬定数が前記第４の領域の伝搬定数より大きくされるとともに、前記第１の領域および前記第３の領域がフォトニック結晶またはフォトニック結晶ファイバで形成された
請求項２または請求項３に記載の絶対速度計。
【請求項５】
前記マッハツェンダ干渉計は、前記第１のアームと前記第２のアームとの長さが異なる非対称マッハツェンダ干渉計である
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の絶対速度計。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の絶対速度計を複数備え、
複数の前記絶対速度計が前記移動体の複数の前記移動方向に対応させて向きを異ならせて配置された
絶対速度計測装置。
【請求項７】
光源と、光検出器と、前記光源と前記光検出器との間に光結合された第１のアームおよび第２のアームを備えたマッハツェンダ干渉計と、を備え、搭載された移動体の絶対速度を計測する絶対速度計を用いた絶対速度計測方法であって、
前記第１のアームおよび前記第２のアームの各々を、相互に伝搬定数が異なる、前記移動体の移動方向と同方向に光を伝搬する領域および逆方向に光を伝搬する領域を有するようにする
絶対速度計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶対速度計、絶対速度計測装置および絶対速度計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両や航空機等においては、自己の正確な速度を把握することは重要であり、正確な速度計測装置が必須の計器となっている。速度計測装置は、周囲に存在する何らかの介在物を利用して、車両や航空機等の速度を間接的、相対的に計測するのが一般的である。
【０００３】
たとえば、自動車のスピードメータは、地面と接するタイヤの回転数を用いて、速度を間接的に演算する。また、自動車等に搭載されるナビゲーションシステムでは、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用い、その変位から速度を演算する。航空機に搭載されるピトー管は、気流の速度から航空機の速度を計測する。さらに、ドップラー対地速度計では、地面などとの相対速度を、音波などによるドップラー効果により計測する（たとえば、特許文献１）。
【０００４】
一方、絶対速度計測装置と称されるものとして、特許文献２に開示されたものが知られている。特許文献２に開示された絶対速度計測装置は、車両に搭載され、波を送受信する送受信部と、送受信部から送信された一方向の波を複数の方向に分岐し、分岐した複数方向の波の地面からの反射波を前述の一方向の波に収束して送受信部で受信させる送信波分岐部と、受信した反射波に基づく信号を送受信部から入手し、入手した信号を処理することにより車両の複数の挙動情報を演算し、挙動情報を出力する信号処理部で構成されている。この絶対速度計測装置も、地面の存在を前提として速度を間接的、相対的に計測するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−０２００２７号公報
【特許文献２】特開２００６−３３７０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、従来の速度計測装置は、所定の前提を充足する外界に依拠して、速度を間接的、相対的に計測するものであった。したがって、その外界の前提が崩れると、計測された速度の精度が低下するという問題を内在していた。
【０００７】
たとえば、自動車のスピードメータにおいては、タイヤを径の異なるものに交換すると誤差が発生する。また、航空機のピトー管では、風速が異なると誤差が発生する。さらに、ドップラー対地速度計や特許文献２に開示された絶対速度計測装置では、不動の基準を必要とする。つまり、基準が動くと速度を計測することができない。さらに、音波等の送受信装置や複雑な演算を必要とするため、装置が複雑にならざるをえないという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、外界に依拠することなく絶対速度を計測することができる絶対速度計、絶対速度計測装置および絶対速度計測方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の絶対速度計は、光源と、光検出器と、前記光源と前記光検出器との間に光結合された第１のアームおよび第２のアームを備えたマッハツェンダ干渉計と、を備え、搭載された移動体の絶対速度を計測する絶対速度計であって、前記第１のアームおよび前記第２のアームの各々は、相互に伝搬定数が異なる、前記移動体の移動方向と同方向に光を伝搬する領域および逆方向に光を伝搬する領域を有するものである。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１のアームは、光導波媒体で形成されかつ伝搬方向が前記移動方向と同方向とされた第１の領域および光導波媒体で形成されかつ伝搬方向が前記移動方向と逆方向とされた第２の領域を含み、前記第２のアームは、光導波媒体で形成されかつ伝搬方向が前記移動方向と逆方向とされた第３の領域および光導波媒体で形成されかつ伝搬方向が前記移動方向と同方向とされた第４の領域を含み、前記第１の領域と前記第２の領域との伝搬定数が異なり、かつ前記第３の領域と前記第４の領域との伝搬定数が異なるものである。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記第１の領域の伝搬定数と前記第４の領域の伝搬定数が異なり、かつ前記第２の領域の伝搬定数と前記第３の領域の伝搬定数とが異なるものである。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の発明において、前記第１の領域の伝搬定数が前記第２の領域の伝搬定数より大きくされ、かつ前記第３の領域の伝搬定数が前記第４の領域の伝搬定数より大きくされるとともに、前記第１の領域および前記第３の領域がフォトニック結晶またはフォトニック結晶ファイバで形成されたものである。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記マッハツェンダ干渉計は、前記第１のアームと前記第２のアームとの長さが異なる非対称マッハツェンダ干渉計であるものである。
【００１４】
一方、上記の目的を達成するために、請求項６に記載の絶対速度計測装置は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の絶対速度計を複数備え、複数の前記絶対速度計が前記移動体の複数の前記移動方向に対応させて向きを異ならせて配置されたものである。
【００１５】
さらに、上記の目的を達成するために、請求項７に記載の絶対速度計測方法は、光源と、光検出器と、前記光源と前記光検出器との間に光結合された第１のアームおよび第２のアームを備えたマッハツェンダ干渉計と、を備え、搭載された移動体の絶対速度を計測する絶対速度計を用いた絶対速度計測方法であって、前記第１のアームおよび前記第２のアームの各々を、相互に伝搬定数が異なる、前記移動体の移動方向と同方向に光を伝搬する領域および逆方向に光を伝搬する領域を有するようにするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡易な構成で、外界に依拠することなく絶対速度を計測することができる絶対速度計、絶対速度計測装置および絶対速度計測方法を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施の形態に係る絶対速度計の構成の一例を示す図である。
【図２】実施の形態に係る絶対速度計の原理を説明するための図である。
【図３】実施の形態に係る絶対速度計の原理を説明するための図である。
【図４】第２の実施の形態に係る絶対速度計の構成の一例を示す図である。
【図５】第３の実施の形態に係る絶対速度計の構成の一例を示す図である。
【図６】第４の実施の形態に係る絶対速度計の構成の一例を示す図である。
【図７】第５の実施の形態に係る絶対速度計測装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。本発明に係る絶対速度計は、相対論に基づき、光速を基準とした自己の絶対速度を計測することをひとつの特徴としている。本発明に係る絶対速度計は、車両、航空機等移動体一般に適用することが可能である。
【００１９】
［第１の実施の形態］
図１ないし図３を参照して、本実施の形態に係る絶対速度計１０について説明する。図１に示すように、絶対速度計１０は、調整導波路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ（以下、総称する場合は「調整導波路１２」という）、光導波路１４−１、１４−２、１４−３、１４−４（以下、総称する場合は「光導波路１４」という）、光源１６、および光検出器１８を含んで構成されている。なお、本実施の形態に係る調整導波路、あるいは光導波路は、光集積回路等による導波路に限らず、光ファイバ、導光体等光を導波する光導波媒体一般を含むものである。
【００２０】
調整導波路１２は、詳細を後述するように、絶対速度計１０が搭載された移動体の移動方向に沿って配置され、調整導波路１２自身の実効屈折率により、光源１６から入射された光の速度を調整する光導波媒体である。本実施の形態では、調整導波路１２は、一例として光集積回路により構成されている。なお、本実施の形態では、光の速度を調整するための手段として実効屈折率を調整する形態を例示して説明するが、実効屈折率の代わりに光の伝搬定数で調整する形態としてもよい。
【００２１】
光導波路１４は、光源１６からの光を伝搬させる光導波媒体であり、光源１６、調整導波路１２、および光検出器１８の間を接続している。本実施の形態では、光導波路１４は、一例として光ファイバにより構成されているが、これに限られず光集積回路等により構成してもよい。
【００２２】
光源１６は、調整導波路１２に入射させる光を生成する部位である。光源１６の形態としては特に限定されないが、一例として半導体レーザを用いることができる。また、光検出器１８は、調整導波路１２から出射された光を受光し、電気信号に変換する部位である。光検出器１８の形態としては特に限定されないが、一例としてフォトダイオードを用いることができる。
【００２３】
絶対速度計１０は、さらに図示しない演算部を備え、光検出器１８からの電気信号に基づいて後述する所定の演算を実行することにより、絶対速度計１０が搭載された移動体の絶対速度を計測する。
【００２４】
つぎに、図２を参照して、本発明に係る絶対速度計の構成および原理（作用）について説明する。図２（ａ）に示すように、本発明に係る絶対速度計は、全体として、符号Ａ−Ｃ−Ｂで示される光導波媒体を一方のアーム（以下、「アームＡＣＢ」という場合がある）とし、符号Ａ−Ｄ−Ｂで示される光導波媒体を他方のアーム（以下、「アームＡＤＢ」という場合がある）とするマッハツェンダ干渉計を構成している。そして、アームＡＣＢとアームＡＤＢとの実効的な屈折率（または伝搬定数）は非対称とされており、両アームによって生ずる光の位相差を用いて絶対速度を計測する。
【００２５】
図２示すように、光源１６から出射された光は、光導波路１４−１のＡ点において２分岐され、アームＡＣＢを伝搬する光と、アームＡＤＢを伝搬する光とに分かれる。アームＡＣＢを伝搬する光の光導波媒体は、調整導波路１２ａ、光導波路１４−２、調整導波路１２ｃを含んで構成されている。また、アームＡＤＢを伝搬する光の光導波媒体は、調整導波路１２ｂ、光導波路１４−３、調整導波路１２ｄを含んで構成されている。そして、アームＡＣＢを伝搬した光とアームＡＤＢを伝搬した光とは、光導波路１４−４のＢ点で合波される。なお、光導波路１４−１の光の分岐部（Ａ点）には分波器を、光導波路の１４−４の光の合波部（Ｂ点）には合波器を、各々配置してもよい。
【００２６】
本実施の形態に係る絶対速度計１０を移動体に搭載する場合には、図２（ａ）で「速度ｖ」の表記が付された矢印の方向が、該移動体の進行方向となるように配置して搭載する。すなわち、アームＡＣＢとアームＡＤＢとを、移動体の進行方向に直交させて配置する。この際、調整導波路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、および１２ｄを伝搬する光の方向は、移動体の移動方向と平行になる。さらに、調整導波路１２ａおよび１２ｄにおける光の伝搬方向は移動体の移動方向と同じ方向であり、調整導波路１２ｂおよび１２ｃにおける光の伝搬方向は移動体の移動方向と逆の方向である。
【００２７】
以上のように構成された本実施の形態に係る絶対速度計１０では、調整導波路１２ａの実効屈折率ｎａ、調整導波路１２ｂの実効屈折率ｎｂ、調整導波路１２ｃの実効屈折率ｎｃ、調整導波路１２ｄの実効屈折率ｎｄが、以下の関係を充足している。
ｎａ≠ｎｄ  ・・・  （式１）
ｎｂ≠ｎｃ  ・・・  （式２）
つまり、アームＡＣＢの実効屈折率とアームＡＤＢの実効屈折率とが非対称化されている。
【００２８】
ここで、絶対速度計１０を搭載した移動体が、速度ｖで矢印の方向に移動しているものとし、光源１６から入射された光の２つの伝搬経路、Ａ→Ｃ→Ｂと、Ａ→Ｄ→Ｂについて考える。この場合、特殊相対性理論に基づき、光の伝搬についてつぎの関係が成立する。
Ａ→Ｃ間の伝搬時間  ＞  Ａ→Ｄ間の伝搬時間  ・・・  （式３）
Ｃ→Ｂ間の伝搬時間  ＞  Ｄ→Ｂ間の伝搬時間  ・・・  （式４）
【００２９】
（式３）および（式４）において、（式１）および（式２）が成立している場合を考えると、
Ａ→Ｃ→Ｂ間の伝搬時間  ＞  Ａ→Ｄ→Ｂ間の伝搬時間  ・・・  （式５）
となる。移動体が速度ｖで移動することにより、（式５）に基づいて発生するアーム間の伝搬時間の差、つまりマッツチェンダ干渉計における位相差を用いて、絶対速度計１０の絶対速度、すなわち移動体の絶対速度を計測することができる。
【００３０】
図３を参照して、絶対速度計１０の原理についてさらに詳細に説明する。図３（ａ）に示すように、速度ｖで移動する、屈折率ｎ、長さ（作用長）ｌの光導波媒体Ｇについて、光導波媒体Ｇの移動方向と平行に光導波媒体Ｇを伝搬する光が光導波媒体Ｇを通過する通過時間ｔについて考える。真空中の光速をｃ０とし、通過時間ｔの間に光導波媒体ＧがΔｌだけ移動すると、以下に示す（式６）および（式７）が成立する。
2016153761.tif 000003
2016153761.tif 000004
（式６）および（式７）は、速度ｖが発生したときに、光導波媒体Ｇは当該速度ｖにより変位するが、電磁場は速度ｖによって変位しないという特殊相対論から帰結される式である。
【００３１】
（式６）、および（式７）を変形すると、以下に示す（式８）が得られる。
2016153761.tif 000005
【００３２】
ここで、図３（ｂ）に示すように、調整導波路１２ａの長さをｌａ、調整導波路１２ｂの長さをｌｂ、調整導波路１２ｃの長さをｌｃ、調整導波路１２ｄの長さをｌｄとすると、アームＡＣＢを伝搬する光とアームＡＤＢを伝搬する光との間に発生する位相差Δφは、以下に示す（式９）で表される。
2016153761.tif 000006
【００３３】
ここで、調整導波路１２の元の長さがすべて等しいとして、ｌａ＝ｌｂ＝ｌｃ＝ｌｄ＝ｌとし、移動距離Δｌを加味して、位相差Δφを以下に示す（式１０）のように記述する。
2016153761.tif 000007
【００３４】
ここで、調整導波路１２ａおよび１２ｂを、一例として、実効屈折率ｎｐｈのフォトニック結晶導波路で構成し、調整導波路１２ｃおよび１２ｄを、一例として、実効屈折率ｎｅｆｆの通常の光導波路で構成した場合を考える。本実施の形態に係る絶対速度計１０では、マッハツェンダ干渉計の各アームを構成する光導波媒体の実効屈折率が、（式１）および（式２）で仮定したように非対称であるため、移動体の速度ｖがｖ＝０の状態では以下に示す（式１１）が成立している。
2016153761.tif 000008
なお、ここでいう通常の光導波路とは、たとえばコアをＳｉ（シリコン）、クラッドをＳｉＯ２（二酸化シリコン）で形成した一般的な光集積回路における光導波路、あるいは一般的な光ファイバをいう。
【００３５】
つぎに、移動体が速度ｖで移動し始めると、（式１０）は、（式１１）を引いた形で、以下に示す（式１２）となる。
2016153761.tif 000009
【００３６】
（式１２）を以下に示す（式１３）のように変形する。
2016153761.tif 000010
【００３７】
調整導波路１２の実効屈折率、速度ｖの方向を考慮して（式８）を（式１３）に代入すると、以下に示す（式１４）となる。
2016153761.tif 000011
【００３８】
さらに、（式１４）に、ｎａ＝ｎｂ＝ｎｐｈ、ｎｃ＝ｎｄ＝ｎｅｆｆを代入すると、以下に示す（式１５）となる。
2016153761.tif 000012
ただし、ｎｐｈ≠ｎｅｆｆ。
【００３９】
（式１５）をｖについて解くと、以下に示す（式１６）が得られる。
2016153761.tif 000013
【００４０】
以上詳述したように、移動体が速度ｖで移動すると、絶対速度計１０のマッハツェンダ干渉計における２つのアームを伝搬する光の間に、速度ｖに比例した位相差Δφが発生する。本実施の形態に係る絶対速度計１０では、光検出器１８を介して位相差Δφを検出し、（式１６）により速度ｖを演算して、移動体の絶対速度を計測することができる。
【００４１】
ここで、位相差の感度（位相感度）の具体的数値例について検討する。
調整導波路１２ｃおよび１２ｄ（通常の光導波路）の実効屈折率をｎｅｆｆ＝３．５とし、調整導波路１２ａおよび１２ｂの実効屈折率を通常の光導波路の実効屈折率の３１倍とし、ｎｐｈ＝３１ｎｅｆｆとする。つまり、調整導波路１２ａおよび１２ｂには、たとえばフォトニック結晶を用い、調整導波路１２ａおよび１２ｂを伝搬する光の群速度が３１倍遅延すると仮定する。また、調整導波路１２の長さをｌ、真空中の光の速度を３×１０８（ｍ／ｓｅｃ）、光源１６の光の波長を１．５５μｍとして（式１５）に代入すると、以下に示す（式１７）が得られる。
2016153761.tif 000014
【００４２】
すなわち、本実施の形態に係る絶対速度計によれば、非対称のマッハツェンダ干渉計を採用したことにより、秒速数ｍ／ｓｅｃに対応する位相差が検出可能であることがわかる。
【００４３】
以上詳述したように、本実施の形態に係る絶対速度計、絶対速度計測方法によれば、移動体とともに移動するマッハツェンダ干渉計を用い、２つのアームを伝搬する光の位相差を検出して絶対速度を計測するので、簡易な構成で、しかも外界に依拠することなく、つまり該絶対速度計が搭載された移動体の移動のみによって、絶対速度を計測することができる。
【００４４】
［第２の実施の形態］
図４を参照して、本実施の形態に係る絶対速度計１０ａについて説明する。
【００４５】
（式１５）から明らかなように、本発明に係る絶対速度計において位相感度を大きくしたい場合は、たとえば、調整導波路１２ａおよび１２ｂの実効屈折率と、調整導波路１２ｃおよび１２ｄの実効屈折率との差を大きくすればよい。そこで、本実施の形態では、調整導波路１２ａ、１２ｂとして実効屈折率を大きくすることが可能なフォトニック結晶を用いている。
【００４６】
図４に示すように、絶対速度計１０ａでは、図１に示す絶対速度計１０の調整導波路１２ａおよび１２ｂに相当する部分に、フォトニック結晶２０および２２を採用している。
フォトニック結晶は、たとえばＳｉ薄膜に微細な穴を周期的に設けて作製することができる。一例として、伝搬波長を１．５５μｍとした場合には、Ｓｉ薄膜の厚さを０．２１μｍ、穴の直径ｄ１をｄ１＝２００ｎｍ、穴の周期ｄ２をｄ２＝４００ｎｍとすることができる。フォトニック結晶をこのように作製することにより、波長１．５５μｍ近辺で大きなスローライト効果、すなわち、光の伝搬時間を大きくする効果が得られる。
【００４７】
また、調整導波路１２ｃおよび１２ｄに相当する部分には、通常の光導波路１４−８および１４−９を採用している。通常の光導波路１４−８および１４−９としては、たとえばＳｉで作製された通常のシングルモードファイバ、あるいは、マルチモードファイバ等の光ファイバを用いればよい。なお、実効屈折率に関しては、一例として、フォトニック結晶２０および２２で形成された調整導波路１２ａおよび１２ｂの実効屈折率を１００程度、Ｓｉによる光ファイバで形成された調整導波路１２ｃ、１２ｄの実効屈折率を２〜３とすることができる。
【００４８】
光源１６から出射され、光導波路１４−５を伝搬した光は分波器２４で２分岐され、２分岐された一方の光は光導波路１４−６を介してフォトニック結晶２０に入射し、他方の光は光導波路１４−７を介してフォトニック結晶２２に入射する。フォトニック結晶２０および光導波路１４−８を含むアームを伝搬した光と、フォトニック結晶２２および光導波路１４−９を含むアームを伝搬した光とは合波器２６で合波され、光導波路１４−１０を介して光検出器１８に入射する。
【００４９】
絶対速度計１０ａの作用は上記実施の形態に係る絶対速度計１０と同様であり、光検出器１８で検出した電気信号を用い、（式１６）から、絶対速度計１０ａが搭載された移動体の速度ｖを演算する。
【００５０】
以上のように、本実施の形態に係る絶対速度計によっても、簡易な構成で、しかも外界に依拠することなく、つまり該絶対速度計が搭載された移動体の移動のみによって、絶対速度を計測することができる。本実施の形態に係る絶対速度計によれば、調整導波路の屈折率を大きくすることができるので、特に位相感度を大きくすることができる。
【００５１】
［第３の実施の形態］
図５を参照して、本実施の形態に係る絶対速度計１０ｂについて説明する。絶対速度計１０ｂは、上記絶対速度計１０ａにおいて、フォトニック結晶をフォトニック結晶ファイバに置き換えた形態である。
【００５２】
図５に示すように、光源１６から出射した光は光導波路１４−１７を介して分波器２４で２分岐され、２分岐された一方の光は光導波路１４−１８を介してフォトニック結晶ファイバ２８に入射し、他方の光は光導波路１４−１９を介してフォトニック結晶ファイバ３０に入射する。フォトニック結晶ファイバ２８および光導波路１４−１５を含むアームを伝搬した光と、フォトニック結晶ファイバ３０および光導波路１４−１６を含むアームを伝搬した光とは合波器２６で合波され、光導波路１４−２０を介して光検出器１８に入射する。
【００５３】
絶対速度計１０ｂの作用は上記実施の形態に係る絶対速度計１０と同様であり、光検出器１８で検出した電気信号を用い、（式１６）から、絶対速度計１０ｂが搭載された移動体の速度ｖを演算する。
【００５４】
以上のように、本実施の形態に係る絶対速度計によっても、簡易な構成で、しかも外界に依拠することなく絶対速度を計測することができる。本実施の形態に係る絶対速度計によれば、上記実施の形態に係る絶対速度計における調整導波路１２ａおよび１２ｂにフォトニック結晶ファイバを用いているので、同等の実効屈折率を維持するための調整導波路１２の長さ、つまり作用長ｌが長くなる。作用長ｌが長くなると、（式１５）からも明らかなように、位相感度も大きくすることができる。したがって、本実施の形態は、特に作用長ｌを長くしたい場合に有効な形態である。
【００５５】
［第４の実施の形態］
図６を参照して本実施の形態に係る絶対速度計１０ｃについて説明する。絶対速度計１０ｃは、絶対速度計を構成するマッハツェンダ干渉計として非対称マッハツェンダ干渉計を用いた形態である。
【００５６】
図６（ａ）に示すように、絶対速度計１０ｃでは、光源１６から出射した光は光導波路１４−１１のＡ点において２分岐され、２分岐された一方の光は調整導波路１２ｅに入射し、光導波路１４−１２、調整導波路１２ｇを介して光導波路１４−１４に導かれる。一方、２分岐された他方の光は調整導波路１２ｆに入射し、光導波路１４−１３、調整導波路１２ｈを介して光導波路１４−１４に導かれる。両アームを伝搬した２つの光は光導波路１４−１４のＢ点で合波された後、光検出器１８に入射する。
【００５７】
図６（ａ）に示すように、絶対速度計１０ｃでは、光導波路１４−１２の長さが光導波路１４−１３より長く設定されており、絶対速度計１０ｃは、いわゆる非対称マッハツェンダ干渉計を構成している。
【００５８】
図６（ｂ）に、本実施の形態に係る絶対速度計１０ｃの透過率Ｉ、すなわち光源１６の出力から光検出器１８の入力までの入出力特性の波長依存性（図６（ｂ）では、「λ」と表記）を示す。図６（ｂ）に示すように、非対称マッハツェンダ干渉計の透過率特性は、特定の波長λにおいて周期的にディップ状の鋭いピークをもつ特性となる。光源１６の波長をこのピーク近傍の波長にすることにより、わずかな位相差Δφでも光検出器１８の出力差が大きくなる。したがって、光源１６として、鋭いピークにおける波長λ、たとえば波長λ０の光を発生する光源を用いることにより、位相感度がさらに高くなる。
【００５９】
以上のように、本実施の形態に係る絶対速度計によっても、簡易な構成で、しかも外界に依拠することなく絶対速度を計測することができ、さらに本実施の形態では、位相感度がより向上する、という効果を奏する。
【００６０】
［第５の実施の形態］
図７を参照して、本実施の形態に係る絶対速度計測装置５０について説明する。本実施の形態は、互いに９０°回転させて配置（以下、「直交配置」という）した上記実施の形態に係る絶対速度計を２個用いた形態である。このように配置することにより、２軸の絶対速度が計測可能となる。なお、絶対速度計測装置５０に用いる絶対速度計は、上記各実施の形態に係る絶対速度計のいずれでもよいが、以下では絶対速度計１０ａ（１０ａ−１、１０ａ−２）を用いた形態について説明する。
【００６１】
図７に示すように、絶対速度計測装置５０は、絶対速度計１０ａ−１、１０ａ−２を直交配置して構成されている。ここで、フォトニック結晶２０と２２とを結ぶ方向を絶対速度計測装置５０の「計測軸」と定義すると、絶対速度計１０ａ−１の計測軸はＹ軸方向、絶対速度計１０ａ−２の計測軸はＸ軸方向となっている。
【００６２】
以上のように構成された絶対速度計測装置５０では、絶対速度計１０ａ−１によってＹ軸方向に移動する、絶対速度計測装置５０が搭載された移動体の絶対速度が計測可能となり、絶対速度計１０ａ−２によってＸ軸方向に移動する移動体の絶対速度が計測可能となる。このように、本実施の形態では、２軸方向の絶対速度の計測が可能となる。
【００６３】
以上のように、本実施の形態に係る絶対速度計測装置、絶対速度計測方法によっても、簡易な構成で、しかも外界に依拠することなく絶対速度を計測することができ、さらに本実施の形態では、２軸方向において絶対速度の計測が可能になる、という効果を奏する。
【００６４】
なお、上記各実施の形態では、１個または２個のマッハツェンダ干渉計を用いる形態を例示して説明したが、これに限られず、絶対速度を計測する移動方向（計測軸）の数等を考慮して、３個以上のマッハツェンダ干渉計を用いる形態としてもよい。
【００６５】
また、上記各実施の形態では、４個の調整導波路のうち光源側の２個の調整導波路の実効屈折率を高くする形態を例示して説明したが、これに限られず、実効屈折率を高くする調整導波路の組み合わせは任意に変えてよい。たとえば、光検出器側の２個の調整導波路の実効屈折率を高くする形態としてもよい。
【００６６】
また、上記各実施の形態では、調整導波路の長さ（作用長）をすべて等しくする形態を例示して説明したが、これに限られず、各調整導波路の長さは相互に変えてもよい。この場合は、変更した長さを含むように（式１５）を変形して、絶対速度を求める演算を実行すればよい。
【符号の説明】
【００６７】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  絶対速度計
１２      調整導波路
１４      光導波路
１６      光源
１８      光検出器
２０、２２  フォトニック結晶
２４      分波器
２６      合波器
２８、３０  フォトニック結晶ファイバ
５０      絶対速度計測装置
ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄ  長さ
ｎａ、ｎｂ、ｎｃ、ｎｄ、ｎｐｈ、ｎｅｆｆ  実効屈折率
Ｇ        光導波媒体
【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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