Faseroptisches Sagnac-Interferometer, insbesondere solche zur Bestimmung von Drehgeschwindigkeiten (Faserkreisel), werden heute häufig in einer sogenannten reziproken Minimalkonfiguration aufgebaut. Diese optische Architektur ist aus der Literatur bekannt und sei nachfolgend kurz anhand der Fig. 3 beschrieben.

Eine Lichtquelle 1, beispielsweise eine Superlumineszenzdiode (SLD), ist über einen Lichtwellenleiter 2 mit einem Koppler 3 verbunden. In Rück- wärtsrichtung, also in Gegenrichtung zum von der Lichtquelle 1 eingestrahl- ten Licht, ist an diesen Koppler 3 über einen Lichtleiter 4 ein lichtempfindli- cher Detektor 5, auch als Empfänger bezeichnet, angeschlossen. In Vor- wärtsrichtung gelangt das eingestrahlte Licht über ein Raumfilter 6, einen Polarisator bzw. ein Polarisationsfilter 7 auf einen Strahlteiler 8, der das an- kommende Licht zu etwa hälftig aufteilt, so daß der an den beiden Ausgän- gen des Strahlteilers 8 angeschlossene, vorzugsweise zu einer Spule gewik- kelte Lichtwellenleiter 9 von zwei gegenläufigen Teillichtwellen durchdrun- gen wird. Die Teillichtwellen vereinigen sich nach dem Durchlauf durch den Lichtwellenleiter 9 wiederum im Strahlteiler 8 und durchlaufen das Polarisa- tionsfilter 7, das Raumfilter 6, den Koppler 3 und den Lichtleiter 4 zum Empfänger 5. Im Lichtweg des zur Spule gewickelten Lichtwellenleiters 9 ist ein Phasenmodulator 10 vorgesehen, der über eine hier nicht gezeigte und im Zusammenhang mit der Erfindung nicht zu beschreibende Steuerelektro- nik einen geeigneten Arbeitspunkt des Interferometers gewährleistet.

Mathematische Modelle zur Beschreibung des über den Empfänger 5 erhal- tenen Sensorsignals sind von vielen Wissenschaftlern und Autoren erstellt worden. Die durch physikalische Unzulänglichkeiten entstehenden Signal- fehler sind durch Fehlermodelle beschrieben worden ; siehe nur beispielshal- ber CA-Patent 1,276,274.

Für die oben kurz beschriebene optische Architektur von Faserkreiseln un- terscheiden die erwähnten Fehlermodelle Amplitudenfehler einerseits und

Intensitätsfehler andererseits. Amplitudenfehler entstehen durch Interferenz aus Wellen, die vor dem Polarisationsfilter 7 orthogonal polarisiert sind und durch Kreuzkopplung in dieselbe Polarisationsrichtung überführt wurden.

Intensitätsfehler entstehen durch Interferenz von Wellen, die ursprünglich gleich polarisiert waren und durch Kreuzkopplung in die andere Polarisati- onsrichtung gedreht wurden.

Ein wichtiger Parameter bei der mathematischen Beschreibung des Amplitu- denfehlers ist das Polarisationsverhältnis des Lichts vor dem Polarisations- filter, dem Polarisator. Je großer der vom Polarisator zu unterdrückende An- teil ist, um so großer fällt der Amplitudenfehler aus. Wird der Amplituden- fehler zum dominaten Fehleranteil, so besteht die technische Aufgabe diesen zu reduzieren.

Im Stand der Technik ist es bekannt, beispielsweise Lichtquellen zu verwen- den, die Licht mit hohem Polarisationsgrad abgeben. Dieses polarisierte Licht kann unter Verwendung von polarisationserhaltender Faser so bis an den Polarisator geleitet werden, daß der Anteil der falschen Polarisation ge- ring ist. Falls keine polarisationserhaltende Faser zum Einsatz kommt, wird das Licht in der Regel vollständig depolarisiert, um den Zustand zu vermei- den, daß durch zufällige Drehung der Polarisationsrichtung nur ein sehr ge- ringer Anteil des Lichts den nachfolgenden Polarisator passieren kann.

Ein erheblicher Kostenfaktor bei der ersterwähnten bekannten Lösung ist die Herstellung des Kopplers 3 an der Lichtquelle 2 bzw. dem Lichtempfän- ger 5 aus polarisationserhaltender Faser, da Faserkoppler aus polarisati- onserhaltender Faser erheblich teurer sind als solche aus einfacher Mono- modefaser. Die Depolarisation des Lichts hat im letzteren Fall aber einen ho- hen Anteil von falscher Polarisation vor dem Polarisationsfilter 7 zur Folge, was den Amplitudenfehler leider verstärkt.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, den Amplitudenfehler als dominanten Fehleranteil innerhalb eines faseroptischen Sagnacinterferome- ters erheblich zu reduzieren, ohne auf Koppler aus polarisationserhaltender Faser angewiesen zu sein.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht bei einem faseroptischen Sagnacinter- ferometer der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung darin, daß zwischen dem als Auslesekoppler vorgesehenen Richtkoppler, in der Regel ausgeführt als 2 x 2 Koppler, an welchem die Lichtquelle und der lichtempfindliche Empfänger angeschlossen sind, sowie dem Polarisator ein Raumfilter aus einer polarisierenden Monomodefaser angeordnet ist. Dieses Raumfilter aus Monomodefaser unterdrückt unerwünschte räumliche Eigen- schwingungen der Lichtquelle.

Bei einer Ausführungsform dieses Raumfilters aus einer Monomodefaser, die eine der beiden Polarisationsrichtungen des Lichts stark unterdrückt und die andere weitgehend unverändert passieren laßt, wird das Polarisations- verhältnis in der erwünschten Weise verändert, falls am Eingang dieses Raumfilters teilweise oder vollständig depolarisiertes Licht vorliegt. Am Ein- gang des Polarisationsfilters ist die Amplitude der zu unterdrückenden Mode dann gering. Diese Anordnung erfordert prinzipiell keine zusätzlichen Bau- teile im optischen Pfad, sondern benötigt nur eine spezielle Ausführungs- form des ohnehin erforderlichen Raumfilters. Eine mögliche Ausführungsva- riante besteht darin, daß die Lichtquelle über einen Depolarisator an den zugeordneten Eingang des Lichtkopplers angeschlossen ist.

Polarisierende Fasern können aus doppelbrechender Monomodefaser herge- stellt werden ; sie entfalten ihre beste Wirkung wenn sie kreisförmig mit ei- nem bestimmten Durchmesser angeordnet sind. Die Cut-off-Wellenlänge (Grenzwellenlänge) für beide Polarisationsrichtungen liegt bei unterschiedli- chen Wellenlängen. Werden diese Wellenlängen so gelegt, daß die Unterdrückung der einen Polarisation schon stark ausgeprägt ist während die andere Polarisation nur gering gedämpft wird, so wirkt ein solches Fa- serstück als Polarisationsfilter. Derartige Faserpolarisatoren sind prinzipiell bekannt ; sie finden unter anderem Anwendung in faseroptischen Interfero- metern als Polarisationsfilter, um die Reziprozität des Lichtweges sicherzu- stellen. Bei der hier beschriebenen Anordnung eines faseroptischen Sagnacinterferometers dagegen ist für diese Funktion eine andere Kompo- nente vorgesehen, insbesondere ein Polarisationsfilter innerhalb eines multi- funktionalen Integrierte-Optik-Chips (IO-Chip).

Die erfindungsgemäße Zusammenschaltung eines Polarisationsfilters und ei- nes Raumfilters, hergestellt aus einer polarisierenden Monomodefaser, er- gibt eine weitere deutliche Reduktion des Amplitudenfehlers und trägt damit zur Steigerung der Meßgenauigkeit eines faseroptischen Sagnacinterferome- ters bei.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschrieben, wobei die aus der oben kurz erläuterten Mini- malkonfiguration eines Faserkreisels gemäß Fig. 3 bekannten und beibehal- tenen Komponenten nicht erneut erläutert werden.

Fig. 1 zeigt einen Teilabschnitt aus der Konfiguration von Fig. 3, bei welcher der Richtkoppler 3 mit seinen Zuleitungen 2 und 4 ausgangsseitig einen Wellenleiteranschluß 12 aufweist, der über eine Verbindungsstelle 14 und ein als polarisierendes Raumfilter aus Monomodefaser bestehendes Wellen- leiterstück 13 mit dem Polarisator 7 verbunden ist.

Bei der Ausführungsvariante der Fig. 2 ist die Lichtquelle 1 über einen De- polarisator 11 mit dem entsprechenden Eingang des Richtkopplers 3 ver- bunden.