JPH04198903A - Optical fiber coil - Google Patents
Optical fiber coilInfo
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- JPH04198903A JPH04198903A JP2332399A JP33239990A JPH04198903A JP H04198903 A JPH04198903 A JP H04198903A JP 2332399 A JP2332399 A JP 2332399A JP 33239990 A JP33239990 A JP 33239990A JP H04198903 A JPH04198903 A JP H04198903A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は センサ用光ファイバコイルに関し、センシ
ングループとして用いられる部分をコイル状に巻回した
センサ用の光ファイバコイルに関す従来の技術
従来から、種々の用途に用いられるセンサとして高感度
小型軽盈 耐環境特性が良好であること、等の利点を
有している光ファイバを用いたセンサが使用されるよう
になりつつあa 例えは運動体の回転角速度を検出する
ための光ファイバ・ジャイロスコープにおいては 感度
を向上させるために 光ファイバをコイル状に巻回し、
ファイバによって囲まれる面積を増大させていも しか
し、光ファイバをコイル状に しかも多層に巻回した状
態において番ヨ 光ファイバの各部の温度が 互いに
異なる状態になってしまし\ その結果測定精度が低下
してしまうことが知られていもそして、このような 温
度差の影響を低減させるため(、、、光ファイバをセン
シングコイルに対して、対称に巻回する各種の方法が提
案されていも 第3図および第4図は 従来の光ファイ
バコイルを示すものであム 同図において、 1は光フ
ァイバ2は光ファイバの中央部 3はコイル用ボビン、
4はセンシングコイルの中心軸方法であム 第3、第4
図に示すように光ファイバ1の全長の中間部2から、コ
イル状に巻回し始M1層あるいは2層毎に巻き始めを基
準として、両光ファイバを交互にコイル化していも 具
体的にc上 第1図に示すように 所望の長さの光フ
ァイバを互い(ミ 等しい長さになるように 2個の巻
替用ボビン11.12、に巻回した後 これらのボビン
を供給側として、 しかも層毎に供給側のコイルを入れ
換えることにより、対称に巻かれた光ファイバコイルが
作製されていム 加えて、使用している光ファイバは
入射偏波方向を維持することが、可能な偏波面保存ファ
イバであ4
発明が解決しようとする課題
しかし、上記の巻回された光ファイバコイルにおいて4
i コイルの作製工程が、非常に複雑化してしまった
ぬ コイル作製に要する時間が増大するとともに 作製
歩留りが向上しないという課題かあった それに加えて
、光ファイバか、 1層または2層だけ飛び越えて巻回
される関係上 光ファイバにねじ札 歪みが発生し光伝
搬特性が劣化してしまうとともに 光ファイバ自体が破
損しやすいという問題点をも同時に有していた 加えて
所望の光ファイバを、2つのボビンに等しい長さに 切
断することなく、 2分割しなければならず、そのため
にはファイバを巻き替えるための作製工程が必要不可欠
であった さらに 光ファイバとしては偏波面保存ファ
イバをもちいており、ファイバコイルの価格は きわめ
て高く、かつコイルの生産性が非常に低下しているのが
現状であった本発明は このような従来の課題を解決す
るものであり、簡単な構成で出力ドリフトの極めて小さ
く、しかも非常に安定した温度特性を有する光ファイバ
を提供するとともに量生産性に優れた光ファイバコイル
をも同時に提供す4
課題を解決するための手段
本発明の光ファイバコイルは 光ファイバコイルを構成
する光ファイバを、その長平方向の中央部から互いに等
距離にある部分方丈 光ファイバコイルの半径方向にお
いてほぼ同じ位置にくるように巻回するようにしたもの
であり、かつ中心軸方向においてもコイル中央部に対し
て対称性を有したものであ4 さらOミ 光ファイバ
としてシングルモードファイバを用いた場合の偏波面の
変動要因を低減するために コイルの中央部にファイバ
タイプの偏光解消装置(デポラライザ)か配置されてい
ム それに加えて、光ファイバが巻回されているボビン
の材質として、熱伝導性に優れた物質を採用したもので
あム
作用
本発明による光ファイバコイルでは 上記のような構成
により、周囲の温度変化に対して、コイルの各層に巻回
された光ファイバ間の温度差を低減することが可能であ
るととも(二 光干渉畠力信号における位相誤差を極め
て小さくすることが可能となム さら(二 光ファイバ
中での偏波面の変動に対してL ファイバタイプの偏光
解消装置を挿入することにより、光伝搬特性のバラツキ
を極端に低減することができ、検量感度の向上も可能と
してい乙 さら(こ この光ファイバコイルの作製方法
として、光ファイバコイルの中心軸方向に対しても対称
性を持たせているたム 片側のファイバを巻き終えた後
ファイバコイルの回転方向を変えることなく、ファイ
バコイルを反転させるだけで、センシングループ用光フ
ァイバコイルの作製が可能であム っま吠 ファイバコ
イルの作製工程を簡素化することが可能であるため、フ
ァイバコイルの低コスト化をも同時に実現できも実施例
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら簡
単に説明すも 第1図は本発明の一実施例における光フ
ァイバコイルの製作方法を示す図であ吠 第2図が同光
ファイバコイルの断面図を示す。まず、製造された所望
の長さの光ファイバ1 (第1図 a)をその両端側が
ら、巻替用ボビン11、12に同じ長さでで巻き取り2
つに分割し、中央部にファイバタイプの偏光解消装置(
デポラライザ)を融着接続すム (第1図 b)さらに
ファイバコイル用ボビン3に このデボラライザが中央
部に接続された光ファイバを、中央部2を基準として互
いに中央部から等距離にある光ファイバ力(コイルの半
径方向において、はぼ同じ位置にくるようにし、さらに
中心軸に対しても対称となるように巻き付けも (第1
図 C)つまり、光ファイバコイル3と巻替用ボビン1
2とを同一平面上に配置し回転させ、同時に 張力を加
えながら巻替用ボビン11より光ファイバ1を光ファイ
バコイル3に巻き付けていく。巻替用ボビン11を、巻
終えた黴 同様な操作を繰り返し実施し、巻替用ボビン
12の光ファイバを光ファイバコイル3に巻き付はム
この光ファイバコイルの作製方法においては 巻替用ボ
ビン11、12を交換するだけで、光ファイバコイル3
へのファイバの対称巻きが可能となるたぬ ファイバコ
イルの作製工程が非常に簡単になり、かつ、短時間で作
製できも 光ファイバの中央部2の近像および各層の詳
細な巻き付は方は 第2図のようになっていa 本実施
例においては 光ファイバコイルのボビンの材質として
、コバール材、ステンレス材等を用いた力\ 熱伝導性
の良好な材料であれば他の物でもかまわなし〜 まL
光ファイバlとしては 通常のシングルモードファイバ
を用いている方丈 センシング用ファイバループのコイ
ルとしては 偏波面保存ファイバを用いた構造でもよい
ことは 言うまでもなし〜 なム 本発明は上記実施例
に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種
々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除
するものではなし〜発明の効果
以上のようG:、、本発明によれc′L 光ファイバ
コイルに対して、光ファイバが光ファイバコイルの半径
方向 および、中心軸方向に対称に巻回されており、加
えて、センシングコイルの中央部に偏波面の制御をする
ための偏光解消装置(デボラライザ)が配置されており
、さらに 光ファイバコイルを光熱伝導性材質で作製し
ているため 周囲の温度変化に対しても安定な光干渉高
力が得られるセンシング用光ファイバコイルを、安価な
価格でしか私 安定に提供すること力\ 可能であり実
用上 極めて効果が大きし〜DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application This invention relates to an optical fiber coil for sensors.Conventional technology related to an optical fiber coil for sensors in which a portion used as a sensing loop is wound into a coil shape. Sensors using optical fibers are increasingly being used as sensors for applications such as high sensitivity, small size, lightness, and good environmental resistance. In optical fiber gyroscopes used to detect rotational angular velocity, the optical fiber is wound into a coil to improve sensitivity.
Even if the area surrounded by the fiber is increased, however, when the optical fiber is wound in a coil shape and in multiple layers, the temperature of each part of the optical fiber becomes different from each other.As a result, the measurement accuracy decreases. However, in order to reduce the effects of such temperature differences, various methods have been proposed for winding the optical fiber symmetrically around the sensing coil. Figures 1 and 4 show conventional optical fiber coils. In the figures, 1 is the optical fiber 2 is the central part of the optical fiber, 3 is the coil bobbin,
4 is the central axis method of the sensing coil. 3rd and 4th
As shown in the figure, starting from the middle part 2 of the entire length of the optical fiber 1, starting from the middle part 2 of the entire length of the optical fiber 1, starting from the winding point M1 layer or every 2 layers, both optical fibers can be alternately coiled. As shown in Figure 1, after winding optical fibers of desired length onto two rewinding bobbins 11 and 12 so that they are of equal length, these bobbins are used as the supply side, and By replacing the supply coil for each layer, a symmetrically wound optical fiber coil is created.In addition, the optical fiber used is
Problems to be Solved by the Invention However, in the above-mentioned wound optical fiber coil, it is possible to maintain the incident polarization direction with a polarization-maintaining fiber.
i The coil manufacturing process has become extremely complicated.The time required to manufacture the coil has increased, and the manufacturing yield has not been improved.Additionally, there is a problem with optical fibers, or the need to skip just one or two layers. Due to the fact that the optical fiber is wound, distortion occurs in the optical fiber, deteriorating the optical propagation characteristics, and there is also the problem that the optical fiber itself is easily damaged.In addition, the desired optical fiber is The fiber had to be divided into two parts without being cut into equal lengths, which required a manufacturing process to rewind the fiber.Furthermore, the optical fiber used was a polarization-maintaining fiber. Currently, the cost of fiber coils is extremely high, and the productivity of coils is extremely low.The present invention solves these conventional problems and eliminates output drift with a simple configuration. To provide an optical fiber that is extremely small and has extremely stable temperature characteristics, and at the same time to provide an optical fiber coil that is excellent in mass productivity.Means for Solving the ProblemsThe optical fiber coil of the present invention is an optical fiber coil. The optical fibers constituting the optical fiber coil are wound at approximately the same position in the radial direction of the optical fiber coil, and at the same distance from the central part in the longitudinal direction of the optical fiber coil. The coil also has symmetry with respect to the center of the coil.Fiber-type depolarization is applied to the center of the coil in order to reduce the fluctuation factors of the plane of polarization when a single mode fiber is used as the optical fiber. In addition, the bobbin around which the optical fiber is wound is made of a material with excellent thermal conductivity. With such a configuration, it is possible to reduce the temperature difference between the optical fibers wound in each layer of the coil due to changes in ambient temperature (2. Optical interference and to minimize the phase error in the power signal) By inserting an L-fiber-type depolarization device, variations in optical propagation characteristics can be extremely reduced, and calibration It is also possible to improve the sensitivity.The method for manufacturing the optical fiber coil here is to create symmetry with respect to the central axis direction of the optical fiber coil.After winding one side of the fiber, the fiber coil It is possible to create an optical fiber coil for a sensing loop by simply reversing the fiber coil without changing the rotation direction of the fiber coil. An embodiment of the present invention will be briefly explained below with reference to the drawings. Fig. 1 shows a method of manufacturing an optical fiber coil in an embodiment of the present invention. Figure 2 shows a cross-sectional view of the optical fiber coil. First, the manufactured optical fiber 1 (FIG. 1 a) of a desired length is wound onto rewinding bobbins 11 and 12 to the same length from both ends thereof.
A fiber-type depolarizer (
(Fig. 1b) Furthermore, this depolarizer connects the optical fibers connected at the center to the fiber coil bobbin 3, and connects them to the optical fibers that are equidistant from the center with reference to the center 2. force (in the radial direction of the coil, make sure that the coils are at approximately the same position, and also wrap the coil symmetrically about the center axis (first
Figure C) In other words, the optical fiber coil 3 and the rewinding bobbin 1
2 are arranged on the same plane and rotated, and at the same time, the optical fiber 1 is wound around the optical fiber coil 3 from the rewinding bobbin 11 while applying tension. Repeat the same operation to wrap the rewinding bobbin 11 around the optical fiber coil 3.
In this method of manufacturing an optical fiber coil, the optical fiber coil 3 can be
This makes it possible to wind the fiber symmetrically around the fiber coil.The manufacturing process of the fiber coil becomes very simple and can be manufactured in a short time. is as shown in Figure 2.a In this example, Kovar material, stainless steel material, etc. were used as the material for the bobbin of the optical fiber coil. Other materials may be used as long as they have good thermal conductivity. None~ MaL
It goes without saying that an ordinary single-mode fiber may be used as the optical fiber, and a polarization-maintaining fiber may be used as the coil of the sensing fiber loop.The present invention is limited to the above-mentioned embodiments. However, various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention. The optical fiber is wound symmetrically around the fiber coil in the radial direction and central axis direction, and in addition, a depolarization device ( Since the optical fiber coil is made of a photothermal conductive material, the optical fiber coil for sensing can provide stable high optical interference power even with changes in ambient temperature, and is available at an inexpensive price. Deshika I have the ability to provide stable services\ It is possible and practically very effective.
第1図は本発明の一実施例における光ファイバコイルの
対称巻きの方法を示す手順凪 第2図は同方法により製
作された光ファイバコイルの断面阻 第3は 第4図は
従来の光ファイバの対称巻の断面図であム
ト・・光ファイぺ 2・・・ファイバの中間皿 3・・
・ファイバコイルk 4・・・コイルの中心#L 5・
・・ファイバ型偏光解消装M、11、12・・・巻替用
ボビン。
代理人の氏名 弁理士 小鍜治 明 ほか2名第1図
(b)
第2図
第6図
第4図Fig. 1 shows a procedure for symmetrically winding an optical fiber coil according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 shows a cross-sectional view of an optical fiber coil manufactured by the same method. This is a cross-sectional view of the symmetrical winding of the optical fiber 2... the intermediate plate of the fiber 3...
・Fiber coil k 4...Coil center #L 5・
...Fiber type depolarization device M, 11, 12... Bobbin for rewinding. Name of agent: Patent attorney Akira Okaji and two others Figure 1 (b) Figure 2 Figure 6 Figure 4
Claims (1)
の2区間に等分し、前記区間(a)および区間(b)の
中央部に、光ファイバ型偏光解消装置を配置することを
特徴とする光ファイバコイル(2)光ファイバを巻き付
けるボビンの材質として、熱伝導度の高い物質を用いる
ことを特徴とする請求項1記載の光ファイバコイル (3)光ファイバとして、シングルモード光フアバを用
いることを特徴とする請求項1記載の光ファイバコイル
。[Claims] (1) The entire length of the optical fiber is divided into sections (a) and (b).
An optical fiber coil (2) characterized in that it is equally divided into two sections, and an optical fiber type depolarizer is disposed in the center of the sections (a) and (b); the material of the bobbin around which the optical fiber is wound; (3) The optical fiber coil according to claim 1, characterized in that a single mode optical fiber is used as the optical fiber.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2332399A JP2616231B2 (en) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Optical fiber coil |
| DE69117672T DE69117672D1 (en) | 1990-11-28 | 1991-11-27 | Fiber optic coil and manufacturing process |
| EP91120327A EP0488255B1 (en) | 1990-11-28 | 1991-11-27 | Fiber-optic coil and method of manufacturing same |
| US07/800,041 US5168539A (en) | 1990-11-28 | 1991-11-29 | Fiber-optic coil and method of manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2332399A JP2616231B2 (en) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Optical fiber coil |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04198903A true JPH04198903A (en) | 1992-07-20 |
| JP2616231B2 JP2616231B2 (en) | 1997-06-04 |
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ID=18254538
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2332399A Expired - Fee Related JP2616231B2 (en) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Optical fiber coil |
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|---|---|
| JP (1) | JP2616231B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002534667A (en) * | 1998-12-31 | 2002-10-15 | ハネウェル・インコーポレーテッド | Enhanced structure for fiber optic gyroscope |
| WO2013186852A1 (en) | 2012-06-12 | 2013-12-19 | 東京計器株式会社 | Sensing coil for fiber optic gyroscopes and manufacturing method for same |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP2332399A patent/JP2616231B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002534667A (en) * | 1998-12-31 | 2002-10-15 | ハネウェル・インコーポレーテッド | Enhanced structure for fiber optic gyroscope |
| WO2013186852A1 (en) | 2012-06-12 | 2013-12-19 | 東京計器株式会社 | Sensing coil for fiber optic gyroscopes and manufacturing method for same |
| US9541400B2 (en) | 2012-06-12 | 2017-01-10 | Tokyo Keiki Inc. | Fiber optic gyroscope sensing coil and method of fabricating the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2616231B2 (en) | 1997-06-04 |
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