JP2009031163A - 半導体リングレーザジャイロ - Google Patents

半導体リングレーザジャイロ Download PDF

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Abstract

【課題】安価で製造が容易であり、外乱に対する影響が小さく計測精度が安定した半導体リングレーザジャイロを提供する。
【解決手段】半導体リングレーザジャイロ1は、両端面から光を出射する半導体レーザ2と、半導体レーザ2の両端面からの出射光を入射して内部反射させる一つ以上の反射プリズム6〜8と、一つ以上の反射プリズム6〜8における複数の反射面で形成された光周回路を右回りに周回するCW光と左回りに周回するCCW光を直角プリズム7の反射面7aにおいて一部だけ透過させる透過ミラー9と、透過ミラー9を透過したCW光とCCW光とを合波するビーム合波プリズム10とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、半導体を光源に用いた半導体リングレーザジャイロに関し、特に光周回路に反射プリズムを用いた半導体リングレーザジャイロに関する。
従来、物体の角速度を計測する手段の一つとして、ジャイロスコープが知られている。その中でも、サニャック効果を利用して角速度を計測するリングレーザジャイロは、高精度に計測できることから、航空機やロケットの分野を中心に多用されている。このリングレーザジャイロを構成するレーザ光源は、主にHe−Neガスが利用されているが、近年では、装置の小型化や低消費電力化に有利な半導体レーザの適用が試みられている(例えば、特許文献1〜3)。
図8は、従来の半導体リングレーザジャイロの一例を示す上面図である。半導体リングレーザジャイロは、シリコン基板上に搭載された半導体レーザ30、4つのミラー31〜34、干渉光(ビート光)取出用ミラー35・36から構成される。半導体レーザ30は、両端面に反射防止膜が形成され、両端から光を出射する(特許文献3参照)。半導体レーザ30の両端面からの出射光は、4つのミラー31〜34により右回りと左回りにつつみ状に周回し、半導体レーザ30の他端面に入射する。この光周回路はリング共振器として機能し、半導体レーザ30は両端面からレーザ発振する。4つのミラー31〜34は、シリコン基板の異方性エッチング(シリコンマイクロマシーニング技術)により形成され、金属膜または誘電体多層膜が成膜される(特許文献2の段落0037参照)。また、4つのミラー31〜34のうち少なくとも一つは、ビート光取出用ミラー35・36に光の一部を導くための透過ミラーである。
この半導体リングレーザジャイロによれば、シリコン基板の法線を回転軸(感度軸)として物体が回転すると、サニャック効果により右回りと左回りの光の光路差が生じ、発振周波数の差に基づくビート信号が検出される。このビート信号の周波数△fから以下の数1に基づいて角速度Ωが算出される(特許文献3の段落0015参照)。なお、Aはリング光路が囲む面積、λはリングレーザ発振波長、Lはリング光路長である。
Figure 2009031163
特開2001−50753号公報 特開2003−139539号公報 特開2006−319104号公報
上述のシリコンマイクロマシーニング技術を応用した半導体リングレーザジャイロは、複数のミラーを高い位置決め精度で作成できる点で優れている。しかしながら、シリコン基板とガラス基板とを陽極接合するために高価な製造装置が必要であり、また、シリコンの反射率は波長依存性が大きいため、使用可能な半導体レーザの波長が制約される。また、所定の波長に対する反射率を大きくするために、ミラーに反射膜を成膜する方法も採り得るが、シリコン基板上で垂直に隆起するエッチング面に反射膜として金属膜または誘電体多層膜を均一に成膜させるには高度の成膜技術が必要となる。
一方、半導体リングレーザジャイロは、使用環境によっては、大きな加速度を有する衝撃を受ける場合があり、この衝撃によって光軸が大きくずれるとリング共振が停止してしまうという問題がある。また、通常のリングレーザジャイロでは、ロックイン現象を防止する手段として、ビート周波数よりも高い周波数でリングレーザジャイロを感度軸に対して振動(ディザリング)させる方法が採用されているが、このディザリングによっても光軸ずれが発生する虜がある。
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、安価で製造が容易であり、外乱に対する影響が小さく、計測精度が安定した半導体リングレーザジャイロを提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、両端面から光を出射する半導体レーザと、前記半導体レーザの出射光を入射して内部反射させる一つ以上の反射プリズムと、前記一つ以上の反射プリズムにおける複数の反射面で形成された光周回路を周回する右回りと左回りの光をいずれかの反射面において一部だけ透過させる透過ミラーと、前記透過ミラーを透過した前記右回りと左回りの光を合波するビーム合波プリズムとを備えることを特徴とする半導体リングレーザジャイロである。
請求項1に記載の発明によれば、光周回路が安価な材料の反射プリズムで形成されるため、高価な製造装置が不要であり、半導体リングレーザジャイロは安価に製造される。また、光周回路は反射プリズムの内部反射を利用して形成されるため、金属膜や誘電体多層膜を成膜する高度の成膜技術が不要である。よって、半導体リングレーザジャイロは、安価で容易に製造される。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記反射プリズムのうち少なくとも一つは、コーナーキューブプリズムであることを特徴とする。この態様によれば、コーナーキューブプリズムは、反射光を必ず入射光軸と平行に出射するため、特に外部衝撃やロックイン現象防止用のディザリングなどの外乱に対する堅牢性に優れている。また、半導体リングレーザジャイロの光軸調整が容易であり、光軸調整の自由度も高くなる。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記光周回路は、複数の反射面を有する単体の反射プリズムで形成されていることを特徴とする。この態様によれば、光周回路が一つの反射プリズムで形成されるため、外部衝撃やロックイン現象防止用のディザリングなどの外乱に対する影響が小さくなる。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発明において、前記ビーム合波プリズムは、前記反射プリズムの反射面に接合されていることを特徴とする。この態様によれば、光路を形成する部材が一体形成されるため、外部衝撃やロックイン現象防止用のディザリングなどの外乱に対する影響が小さくなる。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の発明において、前記反射プリズムと前記ビーム合波プリズムは、同一材料で形成されていることを特徴とする。この態様によれば、光路を形成する部材間に熱膨張係数の差がないため、環境温度の変化などの外乱に対する影響が小さくなる。
本発明の半導体リングレーザジャイロは、安価で製造が容易であり、外乱に対する影響が小さいため、計測精度が安定する。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
1.第1の実施形態
第1の実施形態では、光周回路に一つ以上の反射プリズムを用いた半導体リングレーザジャイロにおいて、特に一つ以上の反射プリズムが直角プリズムと台形プリズムである一例について詳述する。
(第1の実施形態の構成)
図1は半導体リングレーザジャイロの斜視図であり、図2は半導体リングレーザジャイロの上面図である。図1に示す半導体リングレーザジャイロ1は、主に半導体レーザ2、駆動電源3、2つのコリメータレンズ4・5、2つの直角プリズム6・7、台形プリズム8、透過ミラー9、ビーム合波プリズム10、受光部11、および信号処理部12から構成される。
半導体レーザ2は、可視光、赤外光などの波長の光を発光するAlGaAs系、GaAs系の材料で形成される。半導体レーザ2は、一般的なダブルへテロ構造のn型クラッド層/活性層/p型クラッド層、および電極などで構成され、活性層の両端面には反射防止膜が成膜される。よって、半導体レーザ2は、活性層の両端面から光を出射し、リング共振器の一部として配置される。この反射防止膜は、半導体レーザ2の活性層の屈折率、相性などが考慮された誘電体またはその多層膜で形成される。
半導体レーザ2の電極には駆動電源3が接続される。駆動電源3は、半導体レーザ2の電極間に電圧を印加して半導体レーザ2の活性層から光子を誘導放出させる。誘導放出した光は、活性層の両端面から出射する。半導体レーザ2の一方の端面からの出射光は、リング共振器内を周回して他方の端面の活性層内に入射し、新たに光子を誘導放出する。この現象により、半導体レーザ2はレーザ発振に至る。このようにレーザ光源に半導体レーザを用いた態様によれば、He−Neガスを用いる場合と比べて、半導体リングレーザジャイロ1は小型化、低消費電力化される。
コリメータレンズ4・5は、石英ガラス(SiO)、プラスチックなどの透明樹脂(例えば、熱可塑性樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等)、フッ化カルシウム(CaF)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化マグネシウム(MgF)などの材料で形成された平凸レンズである。コリメータレンズ4・5は、半導体レーザ2の出射軸方向の前後に配置される。半導体レーザ2の活性層の両端面からの出射光は、コリメータレンズ4・5により集光されて平行光とされ、直角プリズム6・7に入射する。なお、コリメータレンズ4・5は、直角プリズム6・7に接合される態様でもよく、直角プリズム6・7の入射面を非球面形状に切削した一体型の態様でもよい。この態様によれば、コリメータレンズ4・5を固定するマウント機構が不要となり、ロックイン現象防止用のディザリングなどの外乱に対する影響が小さくなる。
直角プリズム6・7は、コリメータレンズ4・5の上述の材料、またはコリメータレンズ4・5と同一材料で形成され、半導体レーザ2の出射軸方向の前後に配置される。直角プリズム6・7の反射面6a・7aは、図2に示すように、半導体レーザ2の出射軸に対して45度傾斜している。また、直角プリズム6の反射面6aと直角プリズム7の反射面7aは、半導体レーザ2を中心に対称に配置される。直角プリズム6・7は、コリメータレンズ4・5からの平行光を入射し、反射面6a・7aで反射角45度に内部反射させて出射する。よって、空気の屈折率が1とすると、直角プリズム6・7の屈折率nは、スネルの法則により以下の数2の式から約1.4以上となる。
Figure 2009031163
台形プリズム8は、コリメータレンズ4・5の上述の材料、またはコリメータレンズ4・5と同一材料で形成され、2つの直角プリズム6・7に対向して配置される。台形プリズム8の2つの反射面8a・8bは、直角プリズム6・7からの出射軸に対して45度傾斜し、直角プリズム6・7の反射面6a・7aと各々対称に配置される。台形プリズム8は、直角プリズム6・7からの出射光を入射し、反射面8a・8bにおいて反射角45度で2回内部反射させて出射する。よって、台形プリズム8の屈折率nも、上記の数2の式から約1.4以上となる。この態様によれば、台形プリズム8は、入射光と平行な出射光を出射するため、光軸調整が容易となる。
半導体リングレーザジャイロ1の光周回路は、上述の2つの直角プリズム6・7と台形プリズム8の内部反射を利用して四角形状に形成される。この態様によれば、直角プリズム6・7と台形プリズム8が安価な材料であり、高価な製造装置が不要であるため、半導体リングレーザジャイロ1は安価に製造される。また、直角プリズム6・7と台形プリズム8の反射面に金属膜または誘電体多層膜を成膜する成膜工程が不要であり、直角プリズム6・7と台形プリズム8の反射面が光軸上で各々対称に配置される工程で済むため、半導体リングレーザジャイロ1は容易に製造できる。さらに、光周回路は直角プリズム6・7と台形プリズム8の内部反射を利用して形成されるため、ゴミや汚れによる反射率や反射角への影響が小さい。
透過ミラー9は、高屈折率膜Hと低屈折率膜Lを交互に重ねた誘電体多層膜(例えば、H:TiO、L:SiO)または金属膜(Al、Au、Ag等)などで形成された一部透過膜または半透過膜(ハーフミラー)である。透過ミラー9は、光周回路を形成する直角プリズム6・7または台形プリズム8の反射面のいずれかに成膜される。この例において、透過ミラー9は、図1および図2に示すように、直角プリズム7の反射面7aに成膜されている。よって、光周回路を右回りに周回する光(CW光)と左回りに周回する光(CCW光)の一部が反射面7aを透過する。透過した2つの光はビーム合波プリズム10に入射する。
ビーム合波プリズム10は、コリメータレンズ4・5の上述の材料、またはコリメータレンズ4・5と同一材料で形成され、光周回路を形成する直角プリズム6・7または台形プリズム8のいずれかの反射面に透過ミラー9を介して接合される。この例において、ビーム合波プリズム10は、透過ミラー9が成膜された直角プリズム7の反射面7aに接合される。この態様によれば、光路を形成する部材が一体形成されるため、外部衝撃やロックイン現象防止用のディザリングなどの外乱に対する影響が小さくなる。また、ビーム合波プリズム10は、CW光とCCW光を入射して内部反射させ、CW光とCCW光の出射軸は同一に調整される。これにより、CW光とCCW光の合成波、すなわち干渉光(ビート光)が取り出される。CW光とCCW光のビート光は受光部11に入射する。
受光部11は、ビーム合波プリズム10が出射する出射軸上に配置され、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトICなどで構成される。受光部11は、ビーム合波プリズム10が出射したビート光を受光して光量を電流値に変換する。また、電流はオペアンプにより適宜増幅され、可変抵抗を介して電圧値に変換される。電圧値は、図示省略するコンパレータにより基準電圧値と比較され、0または1のパルス信号(ビート信号)に変換される。
信号処理部12は、プログラムおよびデータを記憶するROM(リードオンリーメモリ)、ROMに記憶されたプログラムに基づいて演算処理を行うCPU(中央演算処理装置)、CPUが実行するプログラムおよびデータを一時的に記憶するRAM(ランダムアクセスメモリ)、パルス信号のクロック数を計測するカウンタ、およびクロック発振器などから構成されるマイクロコンピュータである。信号処理部12は、受光部11からのビート信号を入力し、カウンタにビート信号のクロック数(ビート周波数)を計測させる。信号処理部12は、計測したビート周波数から角速度を算出する。すなわち、半導体リングレーザジャイロ1は、物体が回転したときに生じるサニャック効果(CW光とCCW光との光路差)を利用して、物体の回転角速度を検出できる。
(第1の実施形態の優位性)
以下、第1の実施形態の優位性について述べる。光周回路が直角プリズム6・7と台形プリズム8という安価な材料で形成されており、高価な製造装置が不要であるため、半導体リングレーザジャイロ1は安価に製造される。また、光周回路は、直角プリズム6・7と台形プリズム8の内部反射を利用して形成されるため、高度な成膜工程も不要である。また、半導体リングレーザジャイロ1は、直角プリズム6・7と台形プリズム8の反射面が光軸上で各々対称に配置される工程で製造されるため、光軸調整が容易であり、光軸調整の自由度も高く、製造が容易である。さらに、光路を形成する反射プリズム(直角プリズム6・7および台形プリズム8)とビーム合波プリズム10が、同一材料で形成された場合には、光路を形成する部材間に熱膨張係数の差がないため、温度変化による屈折率変動の差もなく、外乱に対する影響が小さい。よって、半導体リングレーザジャイロ1は、安価で製造が容易であり、外乱に対する影響が小さいため、計測精度が安定する。
2.第2の実施形態
第2の実施形態では、光周回路が一つ以上の反射プリズムで形成された半導体リングレーザジャイロにおいて、特に反射プリズムの一つがコーナーキューブプリズムである一例について詳述する。なお、第1の実施形態と同様の構成については、その内容が援用される。
(第2の実施形態の構成)
図3はコーナーキューブプリズムの斜視図であり、図4は半導体リングレーザジャイロの上面図である。図3に示すコーナーキューブプリズム13は、石英ガラス(SiO)、プラスチックなどの透明樹脂(熱可塑性樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等)、フッ化カルシウム(CaF)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化マグネシウム(MgF)などの材料で形成される。また、コーナーキューブプリズム13は、図3に示すように、直角に交わる3つの直角二等辺三角平面(以下、反射面13a・13b・13cとする)を有する三角錐であって、底辺の角が例えば円筒状に切削された形状を呈している。コーナーキューブプリズム13は、底面13dからの入射光を2つの反射面または3つの反射面で反射し、必ず反射光を入射軸の方向に出射する特性を有しているため、半導体リングレーザジャイロ14の光軸調整が容易であり、光軸調整の自由度も高い。
図4に示す半導体リングレーザジャイロ14は、反射プリズムの一つがコーナーキューブプリズム13の一例である。コーナーキューブプリズム13は、底面13dが入射軸に対して垂直であり、かつ、入射軸とコーナーキューブプリズム13の頂点を含む平面が、感度軸に対して垂直平面となるように配置される。この態様によれば、入射光は、コーナーキューブプリズム13の3つの反射面で3回反射し、反射光は感度軸と垂直平面内において入射軸と平行に出射する。
なお、コーナーキューブプリズム13は、3つの反射面のうちいずれかの反射面(例えば、反射面13c)が半導体リングレーザジャイロ14の感度軸に対して垂直であり、かつ、他の2つの反射面(例えば、反射面13a・13b)が直角プリズム6・7の反射面6a・7aと対称に配置される態様でもよい。この態様によれば、入射光は、コーナーキューブプリズム13の2つの反射面(例えば、反射面13a・13b)で2回反射し、反射光は入射軸と平行に出射する。
(第2の実施形態の優位性)
反射プリズムの一つがコーナーキューブプリズムである第2の実施形態によれば、半導体リングレーザジャイロ14は、第1の実施形態の優位性を有するが、外部衝撃やロックイン現象防止用のディザリングなどの外乱に対する影響が小さい。すなわち、コーナーキューブプリズム13への入射光が3つの反射面で3回反射した場合には、外乱等によってコーナーキューブプリズム13の頂点を中心とした回転変位が生じたとしても、基本的に反射軸が変化しないという利点がある。また、光軸調整が容易であり、光軸調整の自由度も高い。
3.第3の実施形態
第3の実施形態では、光周回路が一つ以上の反射プリズムで形成された半導体リングレーザジャイロにおいて、第1および第2の実施形態の変形例について詳述する。なお、第1および第2の実施形態と同様の構成については、その内容が援用される。
(第3の実施形態の構成)
図5は半導体リングレーザジャイロの上面図である。半導体リングレーザジャイロ15の光周回路は、第1の実施形態に係る台形プリズム2つで形成される。台形プリズム16・17は、台形プリズム16の反射面16a・16bと台形プリズム17の反射面17a・17bが半導体レーザ2を中心として各々対称となるように配置される。なお、半導体リングレーザジャイロ15の光周回路は、第2の実施形態に係るコーナーキューブプリズム2つで形成されてもよい。この場合、2つのコーナーキューブプリズムは、半導体レーザ2を中心として対称に配置される。
(第3の実施形態の優位性)
光周回路が、台形プリズムまたはコーナーキューブプリズム2つで形成された第3の実施形態によれば、半導体リングレーザジャイロ15は、第1および第2の実施形態の優位性を有するとともに、光周回路を構成する部材点数が少ないため、光軸調整がさらに容易であり、光軸調整の自由度もより向上する。
4.第4の実施形態
第4の実施形態では、光周回路が複数の反射面を有する単体の反射プリズムで形成された半導体リングレーザジャイロにおいて、特に光周回路が四角形状に形成された一例について詳述する。なお、第1の実施形態と同様の構成については、その内容が援用される。
(第4の実施形態の構成)
図6は半導体リングレーザジャイロの上面図である。半導体リングレーザジャイロ17の光周回路は、図6に示すように、4つの反射面を有する単体の多面体プリズム18で形成される。多面体プリズム18は、石英ガラス(SiO)、プラスチックなどの透明樹脂(熱可塑性樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等)、フッ化カルシウム(CaF)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化マグネシウム(MgF)などの材料で形成される。また、多面体プリズム18は、半導体レーザ2およびコリメータレンズ4・5を配置するための凹みと、入射光軸に対して45度傾斜した4つの反射面(18a・18b・18c・18d)とを備えている。
(第4の実施形態の優位性)
光周回路が、4つの反射面を有する単体の多面体プリズム18により四角形状に形成された第4の実施態様によれば、半導体リングレーザジャイロ17は、第1の実施形態の優位性を有するとともに、温度変化による屈折率変動、ロックイン現象防止用のディザリングなどの外乱に対する影響が小さくなる。
5.第5の実施形態
第5の実施形態では、光周回路が複数の反射面を有する単体の反射プリズムで形成された半導体リングレーザジャイロにおいて、特に光周回路が三角形状に形成された一例について詳述する。なお、第1の実施形態と同様の構成については、その内容が援用される。
(第5の実施形態の構成)
図7は半導体リングレーザジャイロの上面図である。半導体リングレーザジャイロ19の光周回路は、図7に示すように、3つの反射面を有する単体の多面体プリズム20で形成される。多面体プリズム20は、第4の実施形態に係る多面体プリズム18と同様の材料で形成される。また、多面体プリズム20は、半導体レーザ2およびコリメータレンズ4・5を配置するための凹みと、入射光軸に対して60度傾斜した3つの反射面(20a・20b・20c)とを備えている。反射角が30度であるため、多面体プリズム20の屈折率は、上述の数2の式から約2以上となる。
(第5の実施形態の優位性)
光周回路が、3つの反射面を有する単体の多面体プリズム20により三角形状に形成された第5の実施形態によれば、半導体リングレーザジャイロ19は、第1および第4の実施形態の優位性を有するとともに、反射面が少ないため光軸調整がさらに容易となる。
本発明は、航空機、ロケット、人工衛星、潜水艦、ロボット、自動車等の姿勢制御用、航法用の半導体リングレーザジャイロに利用することができる。
第1の実施形態に係る半導体リングレーザジャイロの斜視図である。 第1の実施形態に係る半導体リングレーザジャイロの上面図である。 第2の実施形態に係るコーナーキューブプリズムの斜視図である。 第2の実施形態に係る半導体リングレーザジャイロの上面図である。 第3の実施形態に係る半導体リングレーザジャイロの上面図である。 第4の実施形態に係る半導体リングレーザジャイロの上面図である。 第5の実施形態に係る半導体リングレーザジャイロの上面図である。 従来の半導体リングレーザジャイロの一例を示す上面図である。
符号の説明
1…半導体リングレーザジャイロ、2…半導体レーザ、4・5…コリメータレンズ、6・7…直角プリズム、8…台形プリズム、9…透過ミラー、10…ビーム合波プリズム、11…受光部、12…信号処理部、13…コーナーキューブプリズム、16・17…台形プリズム、18、20…多面体プリズム。

Claims (5)

  1. 両端面から光を出射する半導体レーザと、
    前記半導体レーザの出射光を入射して内部反射させる一つ以上の反射プリズムと、
    前記一つ以上の反射プリズムにおける複数の反射面で形成された光周回路を周回する右回りと左回りの光をいずれかの反射面において一部だけ透過させる透過ミラーと、
    前記透過ミラーを透過した前記右回りと左回りの光を合波するビーム合波プリズムと
    を備えることを特徴とする半導体リングレーザジャイロ。
  2. 前記反射プリズムのうち少なくとも一つは、コーナーキューブプリズムであることを特徴とする請求項1に記載の半導体リングレーザジャイロ。
  3. 前記光周回路は、複数の反射面を有する単体の反射プリズムで形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体リングレーザジャイロ。
  4. 前記ビーム合波プリズムは、前記反射プリズムの反射面に接合されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体リングレーザジャイロ。
  5. 前記反射プリズムと前記ビーム合波プリズムは、同一材料で形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体リングレーザジャイロ。
JP2007196551A 2007-07-27 2007-07-27 半導体リングレーザジャイロ Active JP5027584B2 (ja)

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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5027584B2 (ja) * 2007-07-27 2012-09-19 ミネベア株式会社 半導体リングレーザジャイロ
JP5027587B2 (ja) * 2007-08-01 2012-09-19 ミネベア株式会社 半導体リングレーザジャイロ
CN101839771B (zh) * 2010-05-21 2012-02-15 中国科学院上海光学精密机械研究所 高功率半导体激光器模块的检测装置和方法
CN103730825B (zh) * 2014-01-03 2016-05-11 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 一种免调节的可变腔长激光器
US20200056889A1 (en) * 2018-08-17 2020-02-20 Honeywell International Inc. Enhanced solid-state gain medium for ring laser gyroscopes
US10739137B2 (en) 2018-08-17 2020-08-11 Honeywell International Inc. Solid state ring laser gyroscope using rare-earth gain dopants in glassy hosts

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3545866A (en) * 1967-06-15 1970-12-08 Hubert C Swanson Ring laser which utilizes only one of the counterrotating beams to determine rotation rate
US3752586A (en) * 1969-08-04 1973-08-14 North American Rockwell Minimizing frequency locking in ring laser gyroscopes
JPS5743486A (en) * 1980-08-13 1982-03-11 Agency Of Ind Science & Technol Semiconductor ring laser device
JPS5870167A (ja) * 1981-07-06 1983-04-26 ハネウエル・インコ−ポレ−テツド 角速度センサ
JPS61234311A (ja) * 1985-04-10 1986-10-18 Hamamatsu Photonics Kk 円柱形レ−ザジャイロ
JPS63312686A (ja) * 1987-06-16 1988-12-21 Fujikura Ltd リングレ−ザジヤイロ
JPH01246883A (ja) * 1988-03-28 1989-10-02 Sony Corp 受動型リングレーザジャイロスコープ
JPH0214588A (ja) * 1988-03-07 1990-01-18 Kearfott Guidance & Navigation Corp リングレーザジャイロスコープ
JP2001050753A (ja) * 1999-08-12 2001-02-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体レーザジャイロ

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4592043A (en) * 1983-07-08 1986-05-27 At&T Bell Laboratories Wavelength division multiplexing optical communications systems
JP3751553B2 (ja) 2001-11-05 2006-03-01 独立行政法人科学技術振興機構 周回光路の形成方法、それを用いた光ジャイロ
JP2006319104A (ja) 2005-05-12 2006-11-24 Japan Aerospace Exploration Agency 半導体リングレーザー装置
JP5027584B2 (ja) * 2007-07-27 2012-09-19 ミネベア株式会社 半導体リングレーザジャイロ
JP5027587B2 (ja) * 2007-08-01 2012-09-19 ミネベア株式会社 半導体リングレーザジャイロ
JP2009036650A (ja) * 2007-08-02 2009-02-19 Minebea Co Ltd 半導体リングレーザジャイロ
JP5279008B2 (ja) * 2008-08-19 2013-09-04 ミネベア株式会社 半導体リングレーザジャイロ

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3545866A (en) * 1967-06-15 1970-12-08 Hubert C Swanson Ring laser which utilizes only one of the counterrotating beams to determine rotation rate
US3752586A (en) * 1969-08-04 1973-08-14 North American Rockwell Minimizing frequency locking in ring laser gyroscopes
JPS5743486A (en) * 1980-08-13 1982-03-11 Agency Of Ind Science & Technol Semiconductor ring laser device
JPS5870167A (ja) * 1981-07-06 1983-04-26 ハネウエル・インコ−ポレ−テツド 角速度センサ
JPS61234311A (ja) * 1985-04-10 1986-10-18 Hamamatsu Photonics Kk 円柱形レ−ザジャイロ
JPS63312686A (ja) * 1987-06-16 1988-12-21 Fujikura Ltd リングレ−ザジヤイロ
JPH0214588A (ja) * 1988-03-07 1990-01-18 Kearfott Guidance & Navigation Corp リングレーザジャイロスコープ
JPH01246883A (ja) * 1988-03-28 1989-10-02 Sony Corp 受動型リングレーザジャイロスコープ
JP2001050753A (ja) * 1999-08-12 2001-02-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体レーザジャイロ

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