JPH0723924B2 - Optical fiber coil - Google Patents
Optical fiber coilInfo
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- JPH0723924B2 JPH0723924B2 JP2332401A JP33240190A JPH0723924B2 JP H0723924 B2 JPH0723924 B2 JP H0723924B2 JP 2332401 A JP2332401 A JP 2332401A JP 33240190 A JP33240190 A JP 33240190A JP H0723924 B2 JPH0723924 B2 JP H0723924B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、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
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical fiber coil for a sensor in which a portion used as a sensing loop is wound in a coil shape.
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、小型軽量、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
うになりつつある。例えば、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る。
しかし、光ファイバをコイル状に、しかも多層に巻回し
た状態においては、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い、その結果、測定精度が低下
してしまうことが、知られている。そして、このよう
な、温度差の影響を、低減させるために、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
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、提案されている。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る。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向である。第
3、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め、1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
る。具体的には、所望の長さの光ファイバを互いに、等
しい長さになるように、2個の巻替用ボビンに巻回した
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る。2. Description of the Related Art Conventionally, as a sensor used for various purposes, a sensor using an optical fiber has come to be used, which has advantages such as high sensitivity, small size and light weight, and good environmental resistance. It's starting. For example, in a fiber optic gyroscope for detecting the rotational angular velocity of a moving body,
In order to improve the sensitivity, the optical fiber is wound in a coil shape to increase the area surrounded by the fiber.
However, it is known that in a state where the optical fiber is wound in a coil shape and further in a multi-layered state, the temperatures of the respective parts of the optical fiber are different from each other, and as a result, the measurement accuracy is lowered. ing. Then, in order to reduce the influence of such a temperature difference, various methods of symmetrically winding the optical fiber with respect to the sensing coil, various methods of symmetrically winding with respect to the sensing coil, Proposed. FIG. 3 and FIG. 4 show a conventional optical fiber coil. In the figure, 1 is an optical fiber, 2 is a central part of the optical fiber, 3 is a coil bobbin, and 4 is a central axis direction of the sensing coil. As shown in FIGS. 3 and 4, the optical fiber 1 is wound in a coil shape from the middle portion 2 of the entire length thereof, and the optical fibers are alternately coiled with reference to the winding start for each one layer or every two layers. Specifically, optical fibers having a desired length are wound around two rewound bobbins so that they have the same length, and then these bobbins are used as a supply side and for each layer. An optical fiber coil wound symmetrically is manufactured by exchanging the coils on the supply side.
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
は、コイルの作製工程が、非常に複雑化してしまうた
め、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があった。それに加え
て、光ファイバが、1層、または2層だけ飛び越えて巻
回される関係上、光ファイバにねじれ、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。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention However, in the above-mentioned wound optical fiber coil, since the coil manufacturing process becomes very complicated, the time required for coil manufacturing increases and the manufacturing yield does not improve. There was a problem. In addition, since the optical fiber is wound by jumping over only one layer or two layers, the optical fiber is twisted, distortion occurs, the optical propagation characteristics deteriorate, and the optical fiber itself is easily damaged. At the same time, it also had the problem.
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コイルを提
供するとともに量産性に優れた光ファイバコイルをも同
時に提供する。The present invention is to solve such a conventional problem and provides an optical fiber coil having a simple configuration, an extremely small output drift, and a very stable temperature characteristic, and an optical fiber excellent in mass productivity. The coil is also provided at the same time.
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、その長手方向の中央部から互いに等
距離にある部分が、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る。それに加えて、光ファ
イバが巻回されているい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る。Means for Solving the Problems In the optical fiber coil of the present invention, the optical fibers forming the optical fiber coil are substantially the same in the radial direction of the optical fiber coil, with the portions equidistant from the center in the longitudinal direction. The coil is wound so as to come to the position, and has symmetry with respect to the central portion of the coil even in the central axis direction. In addition, a material having excellent thermal conductivity is adopted as the material of the bobbin around which the optical fiber is wound.
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
るとともに、光干渉出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る。従って、光伝搬特性のバ
ラツキを極端に低減することができ、検出感度の向上も
可能となる。さらに、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め、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る。Operation The optical fiber coil according to the present invention can reduce the temperature difference between the optical fibers wound around each layer of the coil with respect to the ambient temperature change by the configuration as described above, and It is possible to make the phase error in the interference output signal extremely small. Therefore, variations in light propagation characteristics can be extremely reduced, and detection sensitivity can be improved. Further, as a method of manufacturing this optical fiber coil, since it has symmetry with respect to the central axis direction of the optical fiber coil, it does not change the rotating direction of the fiber coil after winding the fiber on one side. Since the optical fiber coil for the sensing loop can be manufactured only by inverting the fiber coil, the cost of the fiber coil can be reduced at the same time.
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
単に説明する。第1図が、光ファイバコイルの作製方法
を示す図であり、第2図が光ファイバコイルの断面図で
ある。まず、製造された所望の長さの光ファイバ1(第
1図a)をその両端側から、巻替用ボビン11、12に同じ
長さで巻き取り2つに分割する。(第1図b)さらにフ
ァイバコイル用ボビン3に、この光ファイバの中央部2
を基準として、中央部2から互いに等距離にある部分
が、コイルの半径方向において、ほ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
付ける。(第1図c)つまり、光ファイバコイル3と巻
替用ボビン12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、巻き終えた後、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
付けられている。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が可能となるため、
ファイバコイルの作製工程が非常に簡単になり、かつ短
時間で作製できる。光ファイバの中央部2の近傍は、お
よび、各層の詳細な巻き付け方は、第2図のようになっ
ている。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
が、熱伝導性の良好な材料であれば他のものでもかまわ
ない。また、光ファイバ1としては、偏波面保存ファイ
バを用いているが、センシング用ループとしてのコイル
としては、通常のシングルモードファイバを用いた構成
でもよいことは、言うまでもない。なお、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、これら本発明の範囲から
排除するものではない。Embodiment Hereinafter, one embodiment of the present invention will be briefly described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a method for manufacturing an optical fiber coil, and FIG. 2 is a sectional view of the optical fiber coil. First, the manufactured optical fiber 1 (FIG. 1a) having a desired length is wound from both ends thereof to the rewinding bobbins 11 and 12 at the same length and divided into two. (FIG. 1b) Further, the fiber coil bobbin 3 is provided with a central portion 2 of the optical fiber.
With reference to, the portions that are equidistant from the central portion 2 are arranged so as to be at substantially the same position in the radial direction of the coil, and are further wound so as to be symmetrical with respect to the central axis. (FIG. 1c) That is, the optical fiber coil 3 and the rewinding bobbin 12 are arranged on the same plane and rotated, and at the same time, tension is applied to the optical fiber 1 from the rewinding bobbin 11.
Is wound around the optical fiber coil 3. Bobbin for rewinding
After winding 11 is completed, the same operation is repeated to wind the optical fiber of the bobbin 12 for rewinding around the optical fiber coil 3. In this method of manufacturing the optical fiber coil, the fibers can be symmetrically wound around the optical fiber coil 3 simply by exchanging the rewinding bobbins 11 and 12.
The manufacturing process of the fiber coil is very simple and can be manufactured in a short time. The vicinity of the central portion 2 of the optical fiber and the detailed winding method of each layer are as shown in FIG. In the present embodiment, the material of the bobbin of the optical fiber coil is Kovar material, stainless steel material or the like, but any other material having good thermal conductivity may be used. Further, although the polarization-maintaining fiber is used as the optical fiber 1, it goes without saying that the coil serving as the sensing loop may be configured using a normal single-mode fiber. The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and these modifications are not excluded from the scope of the present invention.
発明の効果 以上のように、本発明によれば、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、さらに、光フ
ァイバコイルを高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出力が得られるセンシン
グ用光ファイバコイルを提供することが、可能であり実
用上、極めて効果が大きい。As described above, according to the present invention, the optical fiber is symmetrically wound around the optical fiber coil in the radial direction and the central axis direction of the optical fiber coil. Since it is made of a material having high thermal conductivity, it is possible to provide an optical fiber coil for sensing that can obtain a stable output even when the ambient temperature changes, and it is extremely effective in practice.
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図、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図、第3図、第4図は
従来の光ファイバの対称巻きの断面図である。 1……光ファイバ、2……ファイバの中間部、3……フ
ァイバコイル、4……コイルの中心軸、11、12……巻替
用ボビン。FIG. 1 is a procedure diagram showing a method of symmetrically winding an optical fiber coil in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of an optical fiber coil manufactured by the same method, FIGS. 3 is a cross-sectional view of symmetrical winding of the optical fiber of FIG. 1 ... Optical fiber, 2 ... Fiber middle part, 3 ... Fiber coil, 4 ... Coil center axis, 11, 12 ... Rewind bobbin.
Claims (2)
間(b)の2区間に区分し、前記区間(a)および、区
間(b)の中央部を多層コイルの最内層に設置し、コイ
ルの中心よりコイルの中心軸方向に対して、コイル中心
より区間(a),区間(b)の光ファイバをそれぞれ、
第1層は外側方向に、第2層は内側方向と順次、交互に
巻くことを特徴とする光ファイバコイル。1. The entire length of the optical fiber is divided into two sections, section (a) and section (b), and the central portions of the sections (a) and (b) are installed in the innermost layer of the multilayer coil. , The optical fibers in the section (a) and the section (b) from the center of the coil with respect to the central axis direction of the coil, respectively.
An optical fiber coil, wherein the first layer is wound in the outer direction and the second layer is wound in the inner direction in turn.
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。2. The optical fiber coil according to claim 1, wherein a material having a high thermal conductivity is used as a material of the bobbin around which the optical fiber is wound.
Priority Applications (4)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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| JPH04198905A JPH04198905A (en) | 1992-07-20 |
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Family Applications (1)
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1990
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