EP0912912A1 - Electro-optical phase modulator with direction-independent pulse response - Google Patents
Electro-optical phase modulator with direction-independent pulse responseInfo
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- EP0912912A1 EP0912912A1 EP97938830A EP97938830A EP0912912A1 EP 0912912 A1 EP0912912 A1 EP 0912912A1 EP 97938830 A EP97938830 A EP 97938830A EP 97938830 A EP97938830 A EP 97938830A EP 0912912 A1 EP0912912 A1 EP 0912912A1
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- electro
- electrodes
- optical
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
- G02F1/035—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure
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- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
- G01C19/72—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams with counter-rotating light beams in a passive ring, e.g. fibre laser gyrometers
- G01C19/721—Details, e.g. optical or electronical details
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- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
- G02F2201/122—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode having a particular pattern
Definitions
- the invention relates to an electro-optical phase modulator with an integrated optical waveguide and at the field side at a constant mutual distance from the optical axis along the waveguide arranged modulation electrodes.
- an integrated optical chip (IO chip) is often used, which usually has an integrated polarizer on the input side, then a Y-branch and two equally spaced along the optical axes after the Y-branching arranged electrodes of two phase modulators in a certain configuration, which modulate the two light beams radiated into the ends of a fiber coil in the opposite direction in a certain manner, which will be explained in more detail below.
- phase modulators or digital phase shifters are described in US 5 137 359, US 5 237 629 and US 5 400 142.
- An FOG with this type of phase modulator is sensitive to interference signals interspersed in the phase modulator.
- MIOC modulating IO chip
- Interference signals that couple into the MIOC path can cause bias errors under certain circumstances.
- periodic interference signals have an effect if the gyro sampling clock is mis-matched with the transit time of the light through the fiber.
- a misalignment also leads to further interference effects, such as, for example, an increased random mandrel walk.
- these effects should not be examined here.
- T the sampling clock of the system and at the same time the period of a coupling interference voltage
- T 0 the deviating transit tent of light
- ⁇ (t) the phase modulation produced by the modulator
- ⁇ s (t) the Sagnac phase.
- This signal is filtered by a filter arranged in the data path and then sampled, the nth sample value y n being calculated by a weighted averaging in the interval ((n-1) T, nT].
- Weighting function is the impulse response h reflected on the time axis (t) of the filter.No contributions occur outside the interval, even if the impulse response does not disappear there, because due to the statistical modulation, demodulated signal components outside the interval mentioned are uncorrelated
- ⁇ (t) is periodically continued according to ⁇ (t) ⁇ (t + nT).
- the invention is based on the object of an electro-optical phase modulator for fiber-optic interferometers. to create in particular for fiber optic gyroscopes in which the sensitivity to interfering interference signals observed so far has been completely or at least largely eliminated.
- the starting point for the invention is the knowledge that the sensitivity of electro-optical phase modulators of the type mentioned can theoretically be reduced to zero if the time of the working cycle of the interferometer or gyro with the orbital period of the light from the first phase modulator via the fiber spool to the opposite one Phase modulator is brought into line. It has been recognized that this is necessary. To take measures to ensure that the phase modulator has the same impulse response in both directions of light travel.
- the technical teaching of the invention can thus be characterized for an electro-optical phase modulator with an integrated optical waveguide and on both sides at a constant mutual distance from the optical axis along the waveguide arranged modulation electrodes in that the electrodes are arranged so that the spatiotemporal spread of the potentials on the electrodes and the electric field between the electrodes produce a symmetrically distributed impulse response.
- This basic idea of the invention is suitable for both analog and digital phase modulators when used in FOGs.
- a digital phase modulator is then that a plurality of pairs of electrodes which can be driven in parallel and which are linearly graduated in terms of their longitudinal extent are provided with a counterelectrode arranged between these binary-graduated electrodes, each binary stage consisting of two sub-electrodes and the points of symmetry of all binary stages matching, such that that the complete electrode arrangement generates a symmetrically distributed impulse response.
- phase modulators are explained which, according to the invention, provide the same impulse response in both directions of passage of the light.
- u (t) is the reset voltage (or interference voltage) acting on the phase modulator
- ⁇ the electro-optical transmission factor
- ⁇ s (t) the Sagnac phase
- T the light transit time from the center to the center of the phase modulators through the coil of the FOG.
- the light coming from a light source D is split at a Y branch Y into two parts, which then pass through the modulators m j and m2, then through the coil S and then again through the two modulators m j , m 2 .
- the light rays are under a mutual phase shift
- ⁇ m is the phase generated by the modulators and ⁇ s is the Sagnac phase. Both modulators are driven by the same voltage u (t). Let the transit time of the light from the center of the modulator m j to the center of the modulator m 2 be T Q. Then for the phase ⁇ m with opposite polarity of the two modulators:
- ⁇ m ⁇ f (/) * w (+ ou (/) * «(/) - ⁇ f (* u (t - T 0 ) - ⁇ 2 " (* u (- T Q ) (18)
- ⁇ n ⁇ (t) is the electro-optic impulse response of the modulators for the direction of passage from left to on the right side there is.
- the asterisk * indicates the folding:
- FIG. 2 shows an electro-optical phase modulator, according to the invention as a system with a distributed impulse response
- FIG. 3 shows a schematic representation of the electrode arrangement for a basic solution variant of an electro-optical digital phase modulator with an optimally distributed impulse response according to the invention
- FIG. 4 shows another basic embodiment of an electrode arrangement for a digital phase modulator, which corresponds to the symmetry requirements according to the invention with regard to the spatiotemporal spread of applied potentials;
- FIG. 5A shows a schematic representation of the electrode arrangement of analog phase modulators according to the invention, FIG. 5A illustrating a mirror-symmetrical and FIG. 5B a point-symmetrical electrode arrangement.
- Phase modulators which correspond to the invention are in principle constructed as shown in FIG. 2.
- the optically active area characterized by the illustrated rectangle R., runs along the x-axis extending from right to left. its extent being limited by the interval [- o- * Q ].
- the control voltage u (t) now couples with an impulse response h (x, t) that is dependent on x into each point of the active region and generates an incremental phase shift there.
- v is the speed of light propagation in the active area.
- the second option leads to
- the phase modulator of the type according to the invention in particular for a fiber-optic gyroscope, can be produced as an integrated optical component (chip), an optical waveguide being diffused into a suitable material, in particular Ll b ⁇ 3 or LiTa ⁇ 3.
- This waveguide has an optical refractive index that is dependent on an applied electric field. The necessary electrical field is generated by the electrodes arranged on the surface of the module parallel to the waveguide.
- FIG. 3 shows an electrode arrangement corresponding to the first case explained above (equation (23)) for an active channel 1 of the symmetrically constructed pair of phase modulators m ⁇ or m 2 .
- 2 denotes electrode connections for the binary-controllable electrodes of the digital modulator.
- Reference note 4 identifies a counter electrode which is assigned to both modulators m j , ⁇ i2.
- the distributed impulse response word h (x. T) is therefore dependent on the spatiotemporal distribution of the generated electric field.
- the symmetry requirements for the distributed impulse responses h n (x. T) derived in the previous section can be met by symmetrical electrode arrangements on the phase modulator, whereby the spatiotemporal spread of the potentials on the electrodes must also satisfy the symmetry requirements. This applies both to digital (FIGS. 3 and 4) and to analog modulators (FIG. 5A. B).
- the optical waveguide is represented by the arrow running in the middle between the electrodes (active channel 1). Only one of the two modulators is shown, the other must be designed accordingly.
- the second case leads to an electrode layout in which the electrode geometries of the two modulators are separated by rotating them by 180 °.
- Flg. 4 shows the basic illustration of such an electrode layout.
- the active channel of the modulator is m ⁇ with 10
- the active channel of the modulator is m 2 with 1 1.
- 12 the common counterelectrode with 13 the binary electrode array of the modulator m j and with 14 the binary electrode array of the modulator m 2 rotated in its arrangement.
- the invention allows at least two types of electrode layouts for Sagnac interferometers. both from analog and from digital phase modulators, so that the influence of periodic interference signals is reliably suppressed with ideal work cycle tuning.
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Abstract
An electro-optical phase modulator, in particular for use in a fibre-optical gyroscope (FOG), is characterised, as long as the time it takes for the light to make one revolution is made to match the working cycle, in that the same pulse response is ensured in both directions of rotation of the light. For that purpose, the modulation electrodes (13, 14...) are arranged in relation to a common counter-electrode (12) in such a way that the propagation in space and time of the potentials on the modulation electrodes and of the electric fields between the electrodes generates a pulse response which is always symmetrically distributed.
Description
Elektrooptischer Phasenmodulator mit richtungsunabhängiger Electro-optical phase modulator with direction-independent
ImpulsantwortImpulse response
Die Erfindung betrifft einen elektrooptischen Phasenmodulator mit integriert optischem Wellenleiter und beldseitfg in konstantem gegenseitigem Abstand von der optischen Achse entlang des Wellenleiters angeordneten Modulationselektroden.The invention relates to an electro-optical phase modulator with an integrated optical waveguide and at the field side at a constant mutual distance from the optical axis along the waveguide arranged modulation electrodes.
Phasenmodulatoren dieser Gattung werden in erster Linie in faseroptischen Sagnac-Interferometern, die das eigentliche Drehratenmej3instrument bei faseroptischen Kreiseln (FOGs = Fiber Optic Gyroscopes) bilden, oder auch als Kernelement bei anderen interferometrischen Meßeinrichtungen verwendet, etwa bei Mach-Zehnder-Interferometern.Phase modulators of this type are primarily used in fiber optic Sagnac interferometers, which form the actual yaw rate instrument in fiber optic gyroscopes (FOGs = Fiber Optic Gyroscopes), or as a core element in other interferometric measuring devices, such as Mach-Zehnder interferometers.
Die der Erfindung zugrunde liegende Problematik und Aufgabenstellung sei jedoch im folgenden mit Bezug auf einen faseroptischen Kreisel (FOG) erläutert.The problem and task on which the invention is based will, however, be explained below with reference to a fiber optic gyroscope (FOG).
Bei faseroptischen Kreiseln moderner Bauart wird häufig ein integriert optischer Chip (IO-Chip) verwendet, der auf der Eingangsseite in der Regel einen integrierten Polarisator, sodann eine Y-Verzweigung und zwei gleichabständig entlang der
optischen Achsen nach der Y-Verzweigung in bestimmter Konfiguration angeordnete Elektroden zweier Phasenmodulatoren aufweist, welche die beiden in die Enden einer Faserspule in Gegenrichtung eingestrahlten Lichtstrahlen in bestimmter, welter unten näher erläuterten Weise modulleren. Verschiedene Ausfύh- rungsvarianten solcher Phasenmodulatoren oder digitaler Phasenschieber sind in den Druckschriften US 5 137 359. US 5 237 629 und US 5 400 142 beschrieben. Ein FOG mit dieser Art von Phasenmodulator weist eine Empfindlichkeit gegenüber in den Phasenmodulator eingestreuten Störsignalen auf.In the case of modern fiber optic gyroscopes, an integrated optical chip (IO chip) is often used, which usually has an integrated polarizer on the input side, then a Y-branch and two equally spaced along the optical axes after the Y-branching arranged electrodes of two phase modulators in a certain configuration, which modulate the two light beams radiated into the ends of a fiber coil in the opposite direction in a certain manner, which will be explained in more detail below. Various versions of such phase modulators or digital phase shifters are described in US 5 137 359, US 5 237 629 and US 5 400 142. An FOG with this type of phase modulator is sensitive to interference signals interspersed in the phase modulator.
Die Elnkopplung solcher Störsignale in den den Phasenmodulator enthaltenden MIOC-Pfad (MIOC = Modulierender IO-Chip) läjit sich, wie nachfolgend erläutert. analysieren.The coupling of such interference signals into the MIOC path (MIOC = modulating IO chip) containing the phase modulator can be done as explained below. analyze.
Störsignale, die in den MIOC-Pfad einkoppeln, können unter bestimmten U - ständen Bias-Fehler hervorrufen. Im folgenden soll untersucht werden, wie sich periodische Störsignale auswirken, wenn eine Fehlabstimmung des Kreisel-Abtasttakts gegenüber der Durchlaufzeit des Lichts durch die Faser vorliegt. Neben einer erhöhten Empfindlichkeit gegenüber derartigen Einkopplungen bewirkt eine Fehlabstimmung noch weitere Störeffekte, wie beispielsweise erhöhten Ran- dorn -Walk. Diese Effekte sollen hier jedoch nicht untersucht werden. Um dem Leser die Möglichkeit zu geben, sich mit der Funktionsweise von Sagnac-Interfero- metern mit Random-Modulation und geschlossenem, rückstellendem Regelkreis vertraut zu machen, sei auf die europäischen Patente EP 0 498 902 und EP 0 551 537 verwiesen.Interference signals that couple into the MIOC path can cause bias errors under certain circumstances. In the following, it will be examined how periodic interference signals have an effect if the gyro sampling clock is mis-matched with the transit time of the light through the fiber. In addition to an increased sensitivity to such couplings, a misalignment also leads to further interference effects, such as, for example, an increased random mandrel walk. However, these effects should not be examined here. To give the reader the opportunity to familiarize themselves with the mode of operation of Sagnac interferometers with random modulation and a closed, resetting control loop, reference is made to European patents EP 0 498 902 and EP 0 551 537.
Um die Auswirkung von Störeinkopplungen bei Fehlabstimmung erfassen zu können, genügt es, das Sagnac-Interferometer bei geöffneter Regelschleife zu betrachten (vgl. Fig. 1). Es sei T der Abtasttakt des Systems und gleichzeitig die Periode einer einkoppelnden Störspannung, T0 sei die davon abweichende Durch- laufzelt des Lichts, φ(t) sei die durch den Modulator hervorgebrachte Phasenmodulation und φs(t) sei die Sagnac-Phase. Unter Vernachlässigung von Gleichspannungskomponenten und Verstärkungsfaktoren im Detektorpfad gilt für das Ausgangssignal y(t) des Interferometers:In order to be able to record the effect of interference coupling in the event of a mis-tuning, it is sufficient to look at the Sagnac interferometer with the control loop open (cf. FIG. 1). Let T be the sampling clock of the system and at the same time the period of a coupling interference voltage, T 0 be the deviating transit tent of light, φ (t) be the phase modulation produced by the modulator and φs (t) be the Sagnac phase. Neglecting DC components and amplification factors in the detector path, the following applies to the output signal y (t) of the interferometer:
y(t) = cos(φ(t) - φ(t - T0) + φs(t» ( 1)
Nimmt man nun an, daj3 durch eine geeignete, im Takte T wirkende, dem Signal φ(t) überlagerte Modulationsspannung in bekannter Weise eine Aussteuerung an die Wendepunkte der Interferometerkennlinie vorgenommen und das jeweils wirksame Vorzeichen der Steigung der Kennlinie durch ein ebenfalls im Takte T wirkendes Demodulatorsignal kompensiert wird, dann kann das Interferometer näherungsweise durch eine Kennliniey (t) = cos (φ (t) - φ (t - T 0 ) + φ s (t »(1) If one now assumes that a suitable modulation voltage acting in the cycle T and superimposed on the signal φ (t) controls the turning points of the interferometer characteristic curve in a known manner, and the respective effective sign of the slope of the characteristic curve is generated by a cycle clock T also acting Demodulator signal is compensated, then the interferometer can be approximated by a characteristic curve
y(t) = Sin(φ(t) - φ(t - T0) + φ3(t)) (2)y (t) = Sin (φ (t) - φ (t - T 0 ) + φ 3 (t)) (2)
ohne Modulations- und Demodulatlonssignale beschrieben werden. Die Näherung gilt strenggenommen nur für T = T0. Für T ≠ T0 treten in schmalen Übergangsbereichen zusätzliche Transienten auf, die in der obigen Gleichung nicht berücksichtigt sind. Da diese Transienten lediglich zu einer Erhöhung des Ran- dom-Walk beitragen, und um die Rechnung zu vereinfachen, sei die Gültigkeit von (2) auch für T ≠ T0 unterstellt, sofern die Fehlabstimmung nicht zu groß ist. Eine weitere Vereinfachung ergibt sich durch Linearisierung der Sinusfunktion:be described without modulation and demodulation signals. Strictly speaking, the approximation only applies to T = T 0 . For T ≠ T 0 , additional transients occur in narrow transition areas, which are not taken into account in the above equation. Since these transients only contribute to an increase in the random walk and to simplify the calculation, the validity of (2) is also assumed for T ≠ T 0 , provided that the mis-match is not too great. A further simplification results from linearization of the sine function:
y(t) = φ(t) - φ(t - T0) + φs(t) (3)y (t) = φ (t) - φ (t - T 0 ) + φ s (t) (3)
Dieses Signal wird durch ein im Datenpfad angeordnetes Filter gefiltert und dann abgetastet, wobei sich der n-te Abtastwert yn durch eine gewichtete Mittelung im Intervall ((n - 1)T, nT] berechnet. Gewichtungsfunktion ist die an der Zeitachse gespiegelte Impulsantwort h(t) des Filters. Außerhalb des Intervalls entstehen keine Beiträge, selbst wenn die Impulsantwort dort nicht verschwindet, weil auf- grund der statistischen Modulation demodulierte Signalanteile außerhalb des genannten Intervalls unkorreliert sind. Damit istThis signal is filtered by a filter arranged in the data path and then sampled, the nth sample value y n being calculated by a weighted averaging in the interval ((n-1) T, nT]. Weighting function is the impulse response h reflected on the time axis (t) of the filter.No contributions occur outside the interval, even if the impulse response does not disappear there, because due to the statistical modulation, demodulated signal components outside the interval mentioned are uncorrelated
T yn = 1 h(t)y(nT - t)dt (4)T y n = 1 h (t) y (nT - t) dt (4)
00
Die Funktion h(t) sei o.B.d.A. so normiert, daßThe function h (t) is o.B.d.A. so standardized that
TT
J h(t)dt = 1 (5)J h (t) dt = 1 (5)
00
gelte. Die gemittelte Drehrate ergibt sich aus
lim — _ y — LV -r ι *- (6)apply. The average yaw rate results from lim - _ y - LV -r ι * - (6)
Damit IstSo that is
h(t)φ,'nT - t)dt
h (t) φ, 'nT - t) d t
(7) Bei hinreichend stationären Signalen ist die Mittelwertbildung über eine Folge xn unabhängig von einer Indexverschiebung, d. h. es Ist(7) With sufficiently stationary signals, the averaging over a sequence x n is independent of an index shift, ie it is
Damit kann im zweiten Integral von (7) der Index n durch n + 1 ersetzt werden. Es sei ΔT = T0 - T die Taktverstimmung. Dann wirdIn the second integral of (7), the index n can thus be replaced by n + 1. Let ΔT = T 0 - T be the clock detuning. Then it will be
1 lim h(t)(φ(nT - t) - φ(nT - Δ7" - ι))dt + / (r)φ, {nT - t)dt v— IV -r I T- ! (9)1 lim h (t) (φ (nT - t) - φ (nT - Δ7 " - ι)) dt + / (r) φ, {nT - t) dt v— IV -r I T-! (9)
Bei genügend kleinem ΔT ist φ'(t)ΔT = φ(t) - φ(t-ΔT) . Mit dieser Näherung ergibt sich schließlichIf the ΔT is sufficiently small, φ '(t) ΔT = φ (t) - φ (t-ΔT). With this approximation, we finally get
Es sei nun φ(t) = φ(t + nT) ein mit T periodisches Signal. Ferner sei φs(t) = φs = const. Dann istLet φ (t) = φ (t + nT) be a periodic signal with T. Furthermore let φ s (t) = φ s = const. Then
y = | h(t)φ'(-t)ΔTdt + φs ( 1 1) 0y = | h (t) φ '(- t) ΔTdt + φ s (1 1) 0
B e i s i e lB e i s i e l
Als Beispiel sei angenommen, daß h(t) = 2/T ist für t < T/2 und h(t) = 0 für t > T/2. Für φ(t) gelte im Bereich t e (0. T) φ(t) = φ0 für t 6 [0. T/4) v t 6 [3T/4. T) und φ(t) =
-φ0 für t e [T/4. 3T/4). Außerhalb des Bereichs t s (0. T) werde φ(t) gemäß φ(t) φ(t+nT) periodisch fortgesetzt.As an example, assume that h (t) = 2 / T for t <T / 2 and h (t) = 0 for t> T / 2. For φ (t) apply in the range te (0. T) φ (t) = φ 0 for t 6 [0. T / 4) vt 6 [3T / 4. T) and φ (t) = -φ 0 for te [T / 4. 3T / 4). Outside the range ts (0. T), φ (t) is periodically continued according to φ (t) φ (t + nT).
y - T (12)
y - T ( 12 )
Die gemessene Phase y ist also der relativen Verstimmung ΔT/T und der Amplitude der Einstreuung φo proportional. Nimmt man als relative Verstimmung 100 ppm (ΔT/T = 10"4) und als Amplitude der Einstreuung φ0 = 2π- 10"2 an. dann ist bei einem Kreisel mit einer 2π-Drehrate von 2000°/s der durch die Einstreuung verursachte Bias-Fehler:The measured phase y is therefore proportional to the relative detuning ΔT / T and the amplitude of the interference φo. Assuming 100 ppm (ΔT / T = 10 " 4 ) as the relative detuning and φ 0 = 2π- 10" 2 as the amplitude of the interference. then for a gyro with a 2π rotation rate of 2000 ° / s the bias error caused by the scattering is:
O = 2∞0° 4 6 36C° = 28.8Vh (13) h - 10O = 2∞0 ° 4 6 36C ° = 28.8Vh (13) h - 10
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrooptischen Phasenmodulator für faseroptische Interferometer. insbesondere für faseroptische Kreisel zu schaffen, bei dem die bisher beobachtete Empfindlichkeit gegenüber eingestreuten Störsignalen vollständig oder zumindest weitgehend beseitigt ist.The invention is based on the object of an electro-optical phase modulator for fiber-optic interferometers. to create in particular for fiber optic gyroscopes in which the sensitivity to interfering interference signals observed so far has been completely or at least largely eliminated.
Ausgangspunkt für die Erfindung ist die Erkenntnis, daß die Empfindlichkeit von elektrooptischen Phasenmodulatoren der genannten Art sich theoretisch auf Null reduzieren läßt, wenn die Zeit des Arbeitstakts des Interferometers bzw. Kreisels mit der Umlaufzeit des Lichts vom ersten Phasenmodulator über die Fa- serspule bis zum gegenüberliegenden Phasenmodulator in Übereinstimmung gebracht wird. Es wurde erkannt, daß es hierzu notwendig ist. Maßnahmen zu treffen, die sicherstellen, daß der Phasenmodulator in beiden Durchlaufrichtungen des Lichts die selbe Impulsantwort besitzt.The starting point for the invention is the knowledge that the sensitivity of electro-optical phase modulators of the type mentioned can theoretically be reduced to zero if the time of the working cycle of the interferometer or gyro with the orbital period of the light from the first phase modulator via the fiber spool to the opposite one Phase modulator is brought into line. It has been recognized that this is necessary. To take measures to ensure that the phase modulator has the same impulse response in both directions of light travel.
Die technische Lehre der Erfindung läßt sich damit für einen elektrooptischen Phasenmodulator mit Integriert optischem Wellenleiter und beidseitig in konstantem gegenseitigem Abstand von der optischen Achse entlang des Wellenleiters angeordneten Modulationselektroden dadurch kennzeichnen, daß die Elektroden so angeordnet sind, daß die raumzeitliche Ausbreitung der Potentiale auf den Elektroden und des elektrischen Felds zwischen den Elektroden eine symmetrisch verteilte Impulsantwort erzeugen.
Dieser Grundgedanke der Erfindung eignet sich sowohl für analoge als auch für digitale Phasenmodulatoren beim Einsatz in FOGs.The technical teaching of the invention can thus be characterized for an electro-optical phase modulator with an integrated optical waveguide and on both sides at a constant mutual distance from the optical axis along the waveguide arranged modulation electrodes in that the electrodes are arranged so that the spatiotemporal spread of the potentials on the electrodes and the electric field between the electrodes produce a symmetrically distributed impulse response. This basic idea of the invention is suitable for both analog and digital phase modulators when used in FOGs.
Für einen digitalen Phasenmodulator gilt dann als bevorzugte Ausführungsform, daß mehrere Paare parallel ansteuerbarer, hinsichtlich ihrer Längserstreckung binär abgestufte Elektroden mit einer zwischen diesen binär abgestuften Elektroden angeordneten Gegenelektrode vorgesehen werden, wobei Jede Binärstufe aus zwei Teilelektroden besteht und die Symmetriepunkte aller Binärstufen übereinstimmen, derart, daß die komplette Elektrodenanordnung eine symmetrisch ver- teilte Impulsantwort erzeugt.The preferred embodiment for a digital phase modulator is then that a plurality of pairs of electrodes which can be driven in parallel and which are linearly graduated in terms of their longitudinal extent are provided with a counterelectrode arranged between these binary-graduated electrodes, each binary stage consisting of two sub-electrodes and the points of symmetry of all binary stages matching, such that that the complete electrode arrangement generates a symmetrically distributed impulse response.
Im folgenden werden die Bedingungen abgeleitet und einzelne Bauformen für Phasenmodulatoren erläutert, die erfindungsgemäß in beiden Durchlaufrichtungen des Lichts dieselbe Impulsantwort liefern.In the following, the conditions are derived and individual designs for phase modulators are explained which, according to the invention, provide the same impulse response in both directions of passage of the light.
Bei den heute verwendeten Bauformen solcher Phasenmodulatoren auf integriert optischen Chips, besonders bei den digitalen Varianten (vgl. US 5 137 359), wird in der Regel die im folgenden abgeleitete Symmetriebedingung nicht erfüllt. Bei hochgenauen faseroptischen Meßeinrichtungen, insbesondere bei FOGs, Ist da- mit der erforderliche Abgleich der Abtasttaktzeit an die Lichtdurchlaufzeit nicht möglich.With the designs of such phase modulators on integrated optical chips used today, particularly with the digital variants (cf. US Pat. No. 5,137,359), the symmetry condition derived below is generally not met. In the case of high-precision fiber-optic measuring devices, in particular in the case of FOGs, the necessary adjustment of the sampling clock time to the light transit time is therefore not possible.
Es werden zunächst die Bedingungen für ein ideales moduliertes Sagnac-Interfe- rometer beschrieben:The conditions for an ideal modulated Sagnac interferometer are first described:
Beim Idealen modulierten Sagnac-Interferometer ist die Auslesefunktion am Photodetektor nach der Demodulation unter Weglassung der Modulationssignale, unabhängig vom Modulationsverfahren wie oben bereits dargestellt:With the ideal modulated Sagnac interferometer, the readout function on the photodetector after demodulation is omitted, regardless of the modulation method, as described above:
y(t) = αu(t) - αu(t - T0) + φ3(t) ( 14)y (t) = αu (t) - αu (t - T 0 ) + φ 3 (t) (14)
Dabei ist u(t) die am Phasenmodulator wirkende Rückstellspannung (bzw. Störspannung) , α der elektro-optlsche Übertragungsfaktor, φs(t) die Sagnac-Phase und T0 die Lichtdurchlaufzeit vom Mittelpunkt zum Mittelpunkt der Phasenmo- dulatoren durch die Spule des FOG. Im folgenden sei
u(t) = u(t+T) ( 15)Here u (t) is the reset voltage (or interference voltage) acting on the phase modulator, α the electro-optical transmission factor, φ s (t) the Sagnac phase and T 0 the light transit time from the center to the center of the phase modulators through the coil of the FOG. In the following u (t) = u (t + T) (15)
eine mit dem Arbeitstakt T periodische Störspannung. Hiermit, und mit φs = 0 wirda periodic interference voltage with the operating cycle T. With this, and with φ s = 0
y(t) = α(u(t) - u(t - T0 + T)) ( 16)y (t) = α (u (t) - u (t - T 0 + T)) (16)
Bei idealer Abstimmung T = T0 wird als y(t) =s 0.If T = T 0 is ideal, y (t) = s 0.
Der Aufbau eines realen faseroptischen Interferometers ist in Flg. 1 der beigefügten Zeichnungen dargestellt.The construction of a real fiber optic interferometer is in Flg. 1 of the accompanying drawings.
Das von einer Lichtquelle D stammende Licht wird an einer Y-Verzweigung Y in zwei Teile aufgespalten, die dann die Modulatoren mj und m2, alsdann gegensin- nlg die Spule S und dann nochmals die beiden Modulatoren mj, m2 durchlaufen. Die Lichtstrahlen werden unter einer gegenseitigen PhasenverschiebungThe light coming from a light source D is split at a Y branch Y into two parts, which then pass through the modulators m j and m2, then through the coil S and then again through the two modulators m j , m 2 . The light rays are under a mutual phase shift
φ = φm + φs (17)φ = φ m + φ s (17)
wieder vereinigt, wobei φm die durch die Modulatoren erzeugte Phase und φs die Sagnac-Phase ist. Beide Modulatoren werden durch dieselbe Spannung u(t) angesteuert. Die Laufzeit des Lichts vom Mittelpunkt des Modulators mj zum Mittelpunkt des Modulators m2 sei TQ. Dann ergibt sich für die Phase φm bei gegensinniger Polung der beiden Modulatoren:reunited, where φ m is the phase generated by the modulators and φ s is the Sagnac phase. Both modulators are driven by the same voltage u (t). Let the transit time of the light from the center of the modulator m j to the center of the modulator m 2 be T Q. Then for the phase φ m with opposite polarity of the two modulators:
φm = αf(/) * w( + ou (/) * «(/) - αf( * u(t - T0) - α2 "( * u( - TQ) (18)φ m = αf (/) * w (+ ou (/) * «(/) - αf (* u (t - T 0 ) - α 2 " (* u (- T Q ) (18)
Hierbei ist αn +(t) die elektrooptische Impulsantwort des Modulators mn (n = 1 , 2) in der Durchlaufrichtung von rechts nach links, während αn~(t) die elektroopti- sehe Impulsantwort der Modulatoren für die Durchlaufrichtung von links nach rechts Ist. Der Stern * kennzeichnet die Faltung:Here, α n + (t) is the electro-optic impulse response of the modulator m n (n = 1, 2) in the direction from right to left, while α n ~ (t) is the electro-optic impulse response of the modulators for the direction of passage from left to on the right side there is. The asterisk * indicates the folding:
α(t) • u(t) = J α(τ)u(t - τ)dτ ( 19)α (t) • u (t) = J α (τ) u (t - τ) dτ (19)
Falls nun das Interferometer mit T = TQ betrieben und mit einer in T periodischen Spannung u(t) beaufschlagt wird, ergibt sich
>•(/) = (α*(/) + ;{t) - a;(r) - :(t)) < u(t) (20)If the interferometer is now operated with T = T Q and a voltage u (t) which is periodic in T is obtained, the result is > • (/) = (α * (/) +; {t) - a; (r) -: (t)) < u (t) (20)
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf Zeichnungen In weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:The invention and advantageous details are explained in more detail below with reference to drawings. Show it:
Fig. 1 den bereits oben kurz erläuterten prinzipiellen Aufbau eines realen Sagnac-Interferometers;1 shows the basic structure of a real Sagnac interferometer which has already been briefly explained above;
Fig. 2 einen elektrooptischen Phasenmodulator, erfindungsgemäß als System mit verteilter Impulsantwort;2 shows an electro-optical phase modulator, according to the invention as a system with a distributed impulse response;
Fig. 3 in schematischer Darstellung die Elektrodenanordnung für eine grundsätzliche Lösungsvariante eines elektrooptischen digitalen Phasenmodulators mit optimiert verteilter Impulsantwort gemäß der Erfindung;3 shows a schematic representation of the electrode arrangement for a basic solution variant of an electro-optical digital phase modulator with an optimally distributed impulse response according to the invention;
Fig. 4 eine andere grundsätzliche Ausführungsform einer Elektrodenanordnung für einen digitalen Phasenmodulator, der hinsichtlich der raumzeitlichen Ausbreitung angelegter Potentiale den Symmetrieanforderungen gemäß der Erfindung entspricht; und4 shows another basic embodiment of an electrode arrangement for a digital phase modulator, which corresponds to the symmetry requirements according to the invention with regard to the spatiotemporal spread of applied potentials; and
Fig. 5A. B in schematischer Darstellung die Elektrodenanordnung analoger Phasenmodulatoren gemäß der Erfindung, wobei Fig. 5A eine spiegelsymmetrische und Fig. 5B eine punktsymmetrische Elektrodenanordnung veranschaulichen.Figure 5A. B shows a schematic representation of the electrode arrangement of analog phase modulators according to the invention, FIG. 5A illustrating a mirror-symmetrical and FIG. 5B a point-symmetrical electrode arrangement.
Phasenmodulatoren, die der Erfindung entsprechen, seien prinzipiell wie in Fig. 2 dargestellt aufgebaut. Der optisch aktive Bereich, gekennzeichnet durch das dargestellte Rechteck R. verlaufe entlang der sich von rechts nach links erstreckenden x-Achse. wobei seine Ausdehnung durch das Intervall [- o- *Q] be- grenzt sei. Die Steuerspannung u(t) kopple nun mit einer von x abhängigen Impulsantwort h(x, t) in jeden Punkt des aktiven Bereichs ein und erzeuge dort eine inkrementelle Phasenverschiebung. Wenn nun v die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts im aktiven Bereich sei. werden die elektrooptischen Impulsantworten:
undPhase modulators which correspond to the invention are in principle constructed as shown in FIG. 2. The optically active area, characterized by the illustrated rectangle R., runs along the x-axis extending from right to left. its extent being limited by the interval [- o- * Q ]. The control voltage u (t) now couples with an impulse response h (x, t) that is dependent on x into each point of the active region and generates an incremental phase shift there. Now if v is the speed of light propagation in the active area. the electro-optical impulse responses: and
αa;-α(t>) = J hhn(--xx,, tt-- --))ddxx (22)αa; -α (t>) = Y hh n (--xx ,, tt-- -)) ddxx (22)
- / ■ - / ■
Das Ziel ist. y(t) In (20) zu Null zu machen. Hierfür gibt es gemäß der Erfindung zwei Möglichkeiten. Im ersten Fall wählt manThe aim is. to make y (t) zero in (20). According to the invention, there are two possibilities for this. In the first case you choose
; - (23); - (23)
Das wird gemäß (21) und (22) erfüllt fürThis is fulfilled for (21) and (22)
hn(x, t) = hn(-x. t) (24)h n (x, t) = h n (-x. t) (24)
Die zweite Möglichkeit führt zuThe second option leads to
a; = cς ( 5)a; = cς (5)
Daraus folgtIt follows
h x(x. t) = h2(-x. t) (26)h x (x. t) = h 2 (-x. t) (26)
wodurch automatisch auchwhich also automatically
h2(x. t) = h ^-x. t) (27)h 2 (x. t) = h ^ -x. t) (27)
und damitand thus
: - a (28): - a (28)
erfüllt wird. Daraus folgt schließlich y(t) = 0.is fulfilled. From this it follows that y (t) = 0.
Die Symmetrieanforderungen für ein Elektroden-Layout, das die Bedingungen der Erfindung erfüllt, wird nachfolgend erläutert:
Der Phasenmodulator der erfindungsgemäßen Art, insbesondere für einen faseroptischen Kreisel, kann als integrierter optischer Baustein (Chip) hergestellt sein, wobei ein optischer Wellenleiter in ein geeignetes Material, insbesondere Ll bθ3 oder LiTaθ3, eindiffundiert wird. Dieser Wellenleiter hat einen optischen Brechungsindex, der von einem angelegten elektrischen Feld abhängig ist. Das notwendige elektrische Feld wird durch die auf der Oberfläche des Bausteins parallel zum Wellenleiter angeordneten Elektroden erzeugt.The symmetry requirements for an electrode layout that meets the conditions of the invention are explained below: The phase modulator of the type according to the invention, in particular for a fiber-optic gyroscope, can be produced as an integrated optical component (chip), an optical waveguide being diffused into a suitable material, in particular Ll bθ3 or LiTaθ3. This waveguide has an optical refractive index that is dependent on an applied electric field. The necessary electrical field is generated by the electrodes arranged on the surface of the module parallel to the waveguide.
Ein dem oben erläuterten ersten Fall (Gleichung (23)) entsprechende Elektroden- anordnung zeigt Fig. 3 für einen aktiven Kanal 1 des symmetrisch aufgebauten Paars von Phasenmodulatoren m ^ oder m2. Mit 2 sind Elektrodenanschlüsse für die binär ansteuerbaren Elektroden des digitalen Modulators bezeichnet. Bezugshinweis 4 kennzeichnet eine beiden Modulatoren m j , πi2 gemeinsam zugeordnete Gegenelektrode.FIG. 3 shows an electrode arrangement corresponding to the first case explained above (equation (23)) for an active channel 1 of the symmetrically constructed pair of phase modulators m ^ or m 2 . 2 denotes electrode connections for the binary-controllable electrodes of the digital modulator. Reference note 4 identifies a counter electrode which is assigned to both modulators m j , πi2.
Die verteilte Impulsanotwort h(x. t) ist demnach von der raumzeitlichen Verteilung des erzeugten elektrischen Felds abhängig. Die im vorangegangenen Abschnitt hergeleiteten Symmetrieforderungen für die verteilten Impulsantworten hn(x. t) können erfüllt werden durch symmetrische Elektrodenanordnungen auf dem Phasenmodulator, wobei auch die raumzeitliche Ausbreitung der Potentiale auf den Elektroden den Symmetrieforderungen genügen muß . Dies gilt sowohl für digitale (Fig. 3 und 4) als auch für analoge Modulatoren (Fig. 5A. B) .The distributed impulse response word h (x. T) is therefore dependent on the spatiotemporal distribution of the generated electric field. The symmetry requirements for the distributed impulse responses h n (x. T) derived in the previous section can be met by symmetrical electrode arrangements on the phase modulator, whereby the spatiotemporal spread of the potentials on the electrodes must also satisfy the symmetry requirements. This applies both to digital (FIGS. 3 and 4) and to analog modulators (FIG. 5A. B).
Bei digitalen Modulatoren (vgl. Flg. 3) wird fürjede Bitwertigkeit eine eigene Elek- trodenanordnung vorgesehen, wobei die Gewichtungen durch entsprechende Flächenverhältnisse realisiert werden. Die Symmetriebedingungen müssen für Jedes einzelne Bit erfüllt werden, wobei die Symmetriepunkte aller Bits übereinstimmen müssen, so daß letzten Endes die Symmetriebedingung für die komplette Elektrodenanordnung erfüllt ist.In the case of digital modulators (see Flg. 3), a separate electrode arrangement is provided for each bit value, the weightings being realized by corresponding area ratios. The symmetry conditions must be fulfilled for each individual bit, the symmetry points of all bits having to match, so that in the end the symmetry condition for the complete electrode arrangement is fulfilled.
Für die beiden genannten Lösungsfälle ergeben sich für digitale Modulatoren demnach die folgenden Anordnungen:The following arrangements therefore result for digital modulators for the two solution cases mentioned:
Im ersten Fall müssen die Modulatoren ein zur Achse x = 0 spiegelsymmetrisches Elektroden-Layout besitzen, so daß auch eine zu dieser Achse raumzeitlich symmetrische Ausbreitung garantiert ist. Daraus ergibt sich für einen digitalen Mo-
dulator beispielsweise das in Flg. 3 gezeigte Layout. Der optische Wellenleiter ist durch den in der Mitte zwischen den Elektroden verlaufenden Pfeil (aktiver Kanal 1) dargestellt. Gezeigt ist nur einer der beiden Modulatoren, der andere muß entsprechend ausgeführt sein.In the first case, the modulators must have an electrode layout that is mirror-symmetrical to the axis x = 0, so that a spatio-temporal symmetry to this axis is also guaranteed. For a digital mo- dulator for example that in Flg. 3 layout shown. The optical waveguide is represented by the arrow running in the middle between the electrodes (active channel 1). Only one of the two modulators is shown, the other must be designed accordingly.
Der zweite Fall führt zu einem Elektroden-Layout, bei dem die Elektrodengeometrien der beiden Modulatoren durch Drehung um 180° auseinander hervorgehen. Flg. 4 zeigt die Prinzipdarstellung eines solchen Elektroden-Layouts. In der Prinzipdarstellung ist mit 10 der aktive Kanal des Modulators m^ , mit 1 1 der aktive Kanal des Modulators m2. mit 12 die gemeinsame Gegenelektrode, mit 13 das binäre Elektroden-Array des Modulators mj und mit 14 das in seiner Anordnung um 180° gedrehte binäre Elektroden-Array des Modulators m2 bezeichnet.The second case leads to an electrode layout in which the electrode geometries of the two modulators are separated by rotating them by 180 °. Flg. 4 shows the basic illustration of such an electrode layout. In the schematic diagram, the active channel of the modulator is m ^ with 10, and the active channel of the modulator is m 2 with 1 1. with 12 the common counterelectrode, with 13 the binary electrode array of the modulator m j and with 14 the binary electrode array of the modulator m 2 rotated in its arrangement.
Die entsprechenden Verhältnisse für die spiegelsymmetrische bzw. die punkt- symmetrische Gestaltung des Elektroden-Layouts für analoge Phasenmodulatoren erfindungsgemäßer Art sind für den Fachmann aus den Fig. 5A bzw. 5B unmittelbar erkennbar.The corresponding relationships for the mirror-symmetrical or point-symmetrical design of the electrode layout for analog phase modulators of the type according to the invention can be recognized directly by the person skilled in the art from FIGS. 5A and 5B.
Aufgrund der Erfindung lassen sich mindestens zwei Arten von Elektroden-Lay- outs für Sagnac -Interferometer. und zwar sowohl von analogen wie auch von digitalen Phasenmodulatoren, so realisieren, daß bei idealer Arbeitstaktabstimmung der Einfluß von perodischen Störsignalen zuverlässig unterdrückt wird.
The invention allows at least two types of electrode layouts for Sagnac interferometers. both from analog and from digital phase modulators, so that the influence of periodic interference signals is reliably suppressed with ideal work cycle tuning.
Claims
Patentansprϋche 1. Elektrooptischer Phasenmodulator mit integriert optischem Wellenleiter und beidseitlg in konstantem gegenseitigem Abstand von der optischen Achse entlang des Wellenleiters angeordneten Modulationselektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (2; 13, 14) so angeordnet sind, daß die raum- zeitliche Ausbreitung der Potentiale auf den Elektroden und des elektrischen Felds zwischen den Elektroden eine symmetrisch verteilte Impulsantwort erzeugt.1. Electro-optical phase modulator with integrated optical waveguide and bilaterally at a constant mutual distance from the optical axis along the waveguide arranged modulation electrodes, characterized in that the electrodes (2; 13, 14) are arranged so that the spatiotemporal spread of the potentials generates a symmetrically distributed impulse response on the electrodes and the electrical field between the electrodes.
2. Elektrooptischer Phasenmodulator nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch mehrere Paare parallel ansteuerbarer, hinsichtlich ihrer Flächenverhältnisse binär abgestufter Elektroden und eine zwischen diesen binär abgestuften Elektroden angeordnete Gegenelektrode, wobei jede Binärstufe aus zwei Teilelektroden besteht und die Symmetriepunkte aller Binärstufen übereinstimmen, derart, daß die komplette Elektrodenanordnung eine symmetrisch verteilte Im- pulsantwort erzeugt.2. Electro-optical phase modulator according to claim 1, characterized by a plurality of pairs of parallel controllable electrodes, graduated in terms of their area ratio, and a counter electrode arranged between these binary graduated electrodes, each binary stage consisting of two partial electrodes and the points of symmetry of all binary stages matching, such that the complete one Electrode arrangement generates a symmetrically distributed impulse response.
3. Anordnung mit mindestens einem elektrooptischen Phasenmodulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Phasenmodulatoren zusammen mit einer Y- Verzweigung in einem IO-Chip integriert sind.3. Arrangement with at least one electro-optical phase modulator according to claim 1 or 2, characterized in that two phase modulators are integrated together with a Y branch in an IO chip.
4. Elektrooptischer Phasenmodulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Modulationselektroden des einen Phasenmodulators (mi) gegenüber der Anordnung der Modulationselektroden des anderen Phasenmodulators (m2) um 180° gedreht ist.4. Electro-optical phase modulator according to claim 3, characterized in that the arrangement of the modulation electrodes of the one phase modulator (mi) is rotated by 180 ° relative to the arrangement of the modulation electrodes of the other phase modulator (m 2 ).
5. Elektrooptischer Phasenmodulator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Polarisator im IO-Chip integriert ist.5. Electro-optical phase modulator according to claim 3 or 4, characterized in that a polarizer is additionally integrated in the IO chip.
6. Elektrooptischer Phasenmodulator nach Anspruch 5, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Polarisator durch Protonenaustauschtechnik zusammen mit dem integrierten Wellenleiter in einem LiNbOß- oder LiTaθ3-Substrat erzeugt worden ist.6. Electro-optical phase modulator according to claim 5, characterized in that the polarizer has been generated by proton exchange technology together with the integrated waveguide in a LiNbOß or LiTaθ3 substrate.
7. Verwendung eines elektrooptischen Phasenmodulators nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Teil des optischen Aufbaus eines faseroptischen Sagnac-Interferometers ist. 7. Use of an electro-optical phase modulator according to one of the preceding claims, characterized in that this is part of the optical structure of a fiber optic Sagnac interferometer.
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DE10307525B4 (en) * | 2003-02-21 | 2006-03-16 | Litef Gmbh | Method and device for increasing the resolution of a digital phase modulator for a fiber optic signal transmission or measuring device |
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DE59103693D1 (en) * | 1991-02-11 | 1995-01-12 | Litef Gmbh | Sagnac fiber optic interferometer with digital phase modulation for measuring the rotation rate. |
US5137359A (en) * | 1991-03-18 | 1992-08-11 | Litton Systems, Inc. | Digital phase modulator for fiber optic sagnac interferometer |
DE59201728D1 (en) * | 1992-01-13 | 1995-04-27 | Litef Gmbh | Method and device for measuring rotation rate using a fiber optic Sagnac interferometer. |
US5237629A (en) * | 1992-03-19 | 1993-08-17 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Digitally controlled distributed phase shifter |
US5400142A (en) * | 1994-05-03 | 1995-03-21 | Alliedsignal Inc. | Fiber optic angular rate sensor including digital phase modulation |
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