ジャイロスコープ用偏波保持ファイバー

偏波保持 (PM) 光ファイバーは、ミサイル、航空機、船舶、衛星の回転を測定するデバイスである光ファイバー ジャイロスコープの重要なコンポーネントです。 これらは、2 つの光路間の位相差を測定する干渉センサーの一種です。

 

標準的なシングルモード ファイバは、ファイバの形状、材料特性が完璧で、曲がっていない限り、均一に導かれる 2 つのコンポーネント (X と Y) で構成される単一の光の波を導波します。 ファイバーのわずかな楕円形や微小な曲がりなどの小さな欠陥は、軽微な「複屈折」を引き起こす可能性があり、その結果、波の 2 つの成分がわずかに異なる速度で伝わることになります。 この速度の違いは、2 つのコンポーネント間でランダムに発生するクロスカップリングを制限するには十分ではありません。 レーザーからの偏光が非 PM ファイバーに入射すると、クロスカップリングが発生して偏光状態が劣化します。

 

PMファイバーはどう違うのですか？ PM ファイバーは、複屈折が増加するように意図的に設計されています。 ファイバーに複屈折を引き起こす方法は複数あります。 OFS は「デュアル ストレス ロッド」設計を採用しており、製造中に異なる熱膨張係数のストレス ロッドがファイバ プリフォームの両側に挿入され、ファイバ内に応力が生じ、その結果遅軸と速軸が生成されます。 偏光が遅軸または速軸のみに入射すると、曲げ中でも反対の軸とクロスカップリングしにくくなり、クロスカップリングが最小限に抑えられます。 したがって、入力偏光状態が維持されるため、「偏光維持」という名前が付けられます。

 

光ファイバージャイロスコープは通常、回転が発生する各平面に 1 つずつ、計 3 つのコイルを使用します。 感知コイルは、各コイルで数百メートル、さらには数千メートルを使用する場合があります。 PM ファイバーにより、航空機の速度、方向、重力を測定する慣性航法ユニットの加速度計や磁力計と組み合わせられる光ファイバー ジャイロスコープの使用と成長が可能になりました。