JP2010164504A - Optical gyrosensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ジャイロセンサに係り、特に光増幅器と光導波路が同一基板上に配置された光ジャイロセンサに関する。 The present invention relates to an optical gyro sensor, and more particularly to an optical gyro sensor in which an optical amplifier and an optical waveguide are arranged on the same substrate.
回転する物体の角速度を検出する角速度検出装置（ジャイロセンサ）には、動作原理や構造、駆動方式等によって様々な種類がある。例えば光ジャイロセンサは、リング状に配置された光導波路を互いに逆方向に進む２つのレーザ光の周波数差を用いて角速度を検出する。 There are various types of angular velocity detection devices (gyro sensors) that detect the angular velocity of a rotating object, depending on the operating principle, structure, drive system, and the like. For example, an optical gyro sensor detects an angular velocity by using a frequency difference between two laser beams that travel in opposite directions in an optical waveguide arranged in a ring shape.
光ジャイロセンサの低消費電力化の要求に伴い、基板上にリング状に配置された光導波路と、光導波路を伝搬するレーザ光を引き出してビート信号を観測する光結合器を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 Proposed a method to form an optical waveguide arranged in a ring shape on a substrate and an optical coupler for observing beat signals by extracting laser light propagating through the optical waveguide in response to the demand for lower power consumption of the optical gyro sensor (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、特許文献１に記載された光ジャイロセンサは光導波路に囲まれる領域と光結合器に囲まれる領域をそれぞれ有するため、基板の面積が増大するという問題があった。また、光ジャイロセンサの検出精度を向上させるためには、レーザ光が伝搬する光導波路を長くすることが効果的である。しかし、特許文献１に記載された光ジャイロセンサの光導波路を長くするためには、リング状の光導波路のリング径を大きくする必要があり、基板の面積が増大する。このため、光ジャイロセンサの小型化が阻害される。 However, since the optical gyro sensor described in Patent Document 1 has a region surrounded by the optical waveguide and a region surrounded by the optical coupler, there is a problem that the area of the substrate increases. In order to improve the detection accuracy of the optical gyro sensor, it is effective to lengthen the optical waveguide through which the laser light propagates. However, in order to lengthen the optical waveguide of the optical gyro sensor described in Patent Document 1, it is necessary to increase the ring diameter of the ring-shaped optical waveguide, which increases the area of the substrate. For this reason, downsizing of the optical gyro sensor is hindered.
上記問題点を鑑み、本発明は、検出精度が高く、且つ小型の光ジャイロセンサを提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a small optical gyro sensor with high detection accuracy.
本発明の一態様によれば、（イ）基板と、（ロ）リング状の光路を構成するように基板上に配置され、第１及び第２レーザ光が互いに異なる周回方向に伝搬する光導波路と、（ハ）光導波路を囲むように基板上に配置され、光導波路から第１及び第２レーザ光のそれぞれ一部が移行する光取り出し距離で光取り出し長にわたって光導波路に隣接して配置された光取り出し部を有する検出路と、（ニ）光導波路から光取り出し部に移行した第１及び第２レーザ光のそれぞれ一部が合波して検出路に生じるビート信号を検出する信号検出器とを備える光ジャイロセンサが提供される。 According to one aspect of the present invention, (a) a substrate and (b) an optical waveguide disposed on the substrate so as to form a ring-shaped optical path, wherein the first and second laser beams propagate in different circumferential directions. And (c) disposed on the substrate so as to surround the optical waveguide, and disposed adjacent to the optical waveguide over the light extraction length at a light extraction distance at which a part of each of the first and second laser beams is transferred from the optical waveguide. And (d) a signal detector that detects a beat signal generated in the detection path by combining a part of each of the first and second laser beams transferred from the optical waveguide to the light extraction part. An optical gyro sensor is provided.
本発明によれば、検出精度が高く、且つ小型の光ジャイロセンサを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a small optical gyro sensor with high detection accuracy.
次に、図面を参照して、本発明の第１及び第２の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。 Next, first and second embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
又、以下に示す第１及び第２の実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 Further, the following first and second embodiments exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is a component part. The material, shape, structure, arrangement, etc. are not specified below. The technical idea of the present invention can be variously modified within the scope of the claims.
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る光ジャイロセンサは、図１（ａ）に示すように、基板１と、リング状の光路を構成するように基板１上に配置され、第１レーザ光Ｌ１と第２レーザ光Ｌ２が互いに異なる周回方向に伝搬する光導波路２０と、光導波路２０を囲むように基板１上に配置され、光導波路２０から第１レーザ光Ｌ１と第２レーザ光Ｌ２のそれぞれ一部が移行する光取り出し距離ｄAで光取り出し長ＬAにわたって光導波路２０の一部に隣接して配置された光取り出し部３０１を有する検出路３０と、光導波路２０から光取り出し部３０１に移行した第１レーザ光Ｌ１と第２レーザ光Ｌ２のそれぞれ一部が合波して検出路３０に生じるビート信号を検出する信号検出器４０とを備える。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1A, the optical gyro sensor according to the first embodiment of the present invention is disposed on the substrate 1 so as to form a ring-shaped optical path with the substrate 1, and the first laser beam. The optical waveguide 20 in which L1 and the second laser light L2 propagate in different circumferential directions are arranged on the substrate 1 so as to surround the optical waveguide 20, and the first laser light L1 and the second laser light L2 from the optical waveguide 20 A detection path 30 having a light extraction portion 301 disposed adjacent to a part of the optical waveguide 20 over a light extraction length L A at a light extraction distance d A where each part moves, and the light extraction portion 301 from the optical waveguide 20 And a signal detector 40 that detects a beat signal generated in the detection path 30 by combining a part of each of the first laser light L1 and the second laser light L2 that have shifted to the above.
後述するように、光取り出し部３０１が、光取り出し長ＬAにわたって光導波路２０との間隔が光取り出し距離ｄAであるように光導波路２０と隣接して配置された場合に、光導波路２０から光取り出し部３０１に第１レーザ光Ｌ１と第２レーザ光Ｌ２のそれぞれ一部が移行する。つまり、第１レーザ光Ｌ１と第２レーザ光Ｌ２の一部が光導波路２０から光取り出し部３０１に移行する条件を満足する間隔（光取り出し距離ｄA）及び長さ（光取り出し長ＬA）で、光導波路２０と光取り出し部３０１が配置されている。例えば、光導波路２０から光取り出し部３０１に第１レーザ光Ｌ１と第２レーザ光Ｌ２の１〜１０％程度が移行するように、光導波路２０と光取り出し部３０１が配置される。 As will be described later, when the light extraction portion 301 is disposed adjacent to the optical waveguide 20 so that the distance from the optical waveguide 20 is the light extraction distance d A over the light extraction length L A, A part of each of the first laser beam L1 and the second laser beam L2 moves to the light extraction unit 301. That is, an interval (light extraction distance d A ) and a length (light extraction length L A ) satisfying the condition that a part of the first laser light L1 and the second laser light L2 shifts from the optical waveguide 20 to the light extraction unit 301. Thus, the optical waveguide 20 and the light extraction portion 301 are arranged. For example, the optical waveguide 20 and the light extraction unit 301 are arranged so that about 1 to 10% of the first laser light L1 and the second laser light L2 are transferred from the optical waveguide 20 to the light extraction unit 301.
更に検出路３０は、光導波路２０から光取り出し部３０１に移行した第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２のそれぞれ一部である第１検出レーザ光Ｌ１ａ及び第２検出レーザ光Ｌ２ａが合波してビート信号を生じる検出部３０２を有する。つまり信号検出器４０は、検出部３０２に生じるビート信号を検出する。 Furthermore, the detection path 30 combines the first detection laser light L1a and the second detection laser light L2a, which are parts of the first laser light L1 and the second laser light L2 that have moved from the optical waveguide 20 to the light extraction unit 301, respectively. And a detection unit 302 that generates a beat signal. That is, the signal detector 40 detects a beat signal generated in the detection unit 302.
図１（ａ）に示した光ジャイロセンサでは、リング状に配置された光導波路２０の一部を削除した領域に光増幅器１０が配置され、光増幅器１０と光導波路２０とがリング状の光路を構成する。そして、光増幅器１０の出力面１１から出力される第１レーザ光Ｌ１が、光導波路２０を伝搬した後、光増幅器１０の出力面１２に入力する。また、光増幅器１０の出力面１２から出力される第２レーザ光Ｌ２が、光導波路２０を伝搬した後、光増幅器１０の出力面１１に入力する。以下では、第１レーザ光Ｌ１が光導波路２０を時計方向に伝搬し、第２レーザ光Ｌ２が光導波路２０を反時計方向に伝搬する場合を例示的に説明する。 In the optical gyro sensor shown in FIG. 1A, the optical amplifier 10 is arranged in a region where a part of the optical waveguide 20 arranged in a ring shape is deleted, and the optical amplifier 10 and the optical waveguide 20 are in a ring-shaped optical path. Configure. Then, the first laser light L 1 output from the output surface 11 of the optical amplifier 10 propagates through the optical waveguide 20 and then enters the output surface 12 of the optical amplifier 10. In addition, the second laser light L2 output from the output surface 12 of the optical amplifier 10 propagates through the optical waveguide 20 and then enters the output surface 11 of the optical amplifier 10. Hereinafter, a case where the first laser light L1 propagates in the clockwise direction in the optical waveguide 20 and the second laser light L2 propagates in the counterclockwise direction in the optical waveguide 20 will be described as an example.
光導波路２０を伝搬する第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の一部は、光取り出し領域Ａにおいて、光導波路２０から検出路３０に移行する。つまり、光取り出し領域Ａにおける光導波路２０及び検出路３０は光結合器として機能する。第１レーザ光Ｌ１の一部が光導波路２０から検出路３０に移行した第１検出レーザ光Ｌ１ａは、光取り出し領域Ａから時計方向に検出路３０を伝搬する。一方、第２レーザ光Ｌ２の一部が光導波路２０から検出路３０に移行した第２検出レーザ光Ｌ２ａは、光取り出し領域Ａから反時計方向に検出路３０を伝搬する。 Part of the first laser light L1 and the second laser light L2 propagating through the optical waveguide 20 moves from the optical waveguide 20 to the detection path 30 in the light extraction region A. That is, the optical waveguide 20 and the detection path 30 in the light extraction region A function as an optical coupler. The first detection laser light L1a, in which a part of the first laser light L1 has moved from the optical waveguide 20 to the detection path 30, propagates through the detection path 30 from the light extraction region A in the clockwise direction. On the other hand, the second detection laser light L2a in which a part of the second laser light L2 has moved from the optical waveguide 20 to the detection path 30 propagates from the light extraction region A in the counterclockwise direction.
図１（ａ）に示したように、検出路３０の第１検出レーザ光Ｌ１ａが伝搬する領域と第２検出レーザ光Ｌ２ａが伝搬する領域とは、信号検出領域Ｂにおいて距離ｗの間隔で隣接して平行に配置される。信号検出領域Ｂにおいて、第１検出レーザ光Ｌ１ａと第２検出レーザ光Ｌ２ａは同じ方向に伝搬する。 As shown in FIG. 1A, the region where the first detection laser beam L1a propagates in the detection path 30 and the region where the second detection laser beam L2a propagates are adjacent to each other in the signal detection region B at an interval of a distance w. Are arranged in parallel. In the signal detection region B, the first detection laser beam L1a and the second detection laser beam L2a propagate in the same direction.
信号検出領域Ｂにおける検出路３０間の距離ｗは、第１検出レーザ光Ｌ１ａと第２検出レーザ光Ｌ２ａそれぞれの一部（例えば約５０％）が、隣接する検出路３０に移行する距離に設定される。つまり、信号検出領域Ｂにおける検出路３０は光結合器として機能する。距離ｗは、第１検出レーザ光Ｌ１ａや第２検出レーザ光Ｌ２ａの波長の数倍程度（例えば５倍）か、或いはそれ以下に設定される。 The distance w between the detection paths 30 in the signal detection region B is set to a distance at which a part (for example, about 50%) of each of the first detection laser beam L1a and the second detection laser beam L2a moves to the adjacent detection path 30. Is done. That is, the detection path 30 in the signal detection region B functions as an optical coupler. The distance w is set to about several times (for example, five times) or less than the wavelength of the first detection laser beam L1a and the second detection laser beam L2a.
その結果、信号検出領域Ｂにおいて第１検出レーザ光Ｌ１ａと第２検出レーザ光Ｌ２ａが合波する。そして、第１検出レーザ光Ｌ１ａの周波数と第２検出レーザ光Ｌ２ａの周波数との間に周波数差が存在する場合には、検出部３０２で第１検出レーザ光Ｌ１ａと第２検出レーザ光Ｌ２ａとが重ね合わさったビート信号が生じる。検出部３０２に生じたビート信号は、検出部３０２から第２検出レーザ光Ｌ２ａの進行方向、即ち検出路３０の端部に近い位置に配置された信号検出器４０により検出される。信号検出器４０には、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子等が採用可能である。 As a result, the first detection laser beam L1a and the second detection laser beam L2a are multiplexed in the signal detection region B. When there is a frequency difference between the frequency of the first detection laser beam L1a and the frequency of the second detection laser beam L2a, the detection unit 302 uses the first detection laser beam L1a and the second detection laser beam L2a. A beat signal is generated in which are superimposed. The beat signal generated in the detection unit 302 is detected by the signal detector 40 arranged from the detection unit 302 in the traveling direction of the second detection laser light L2a, that is, in a position close to the end of the detection path 30. For the signal detector 40, for example, a light receiving element such as a photodiode or a phototransistor can be employed.
光導波路２０の周回方向に時計回り或いは反時計周り等に基板１が回転している場合には、サニャック効果によって、光導波路２０の光路長が第１レーザ光Ｌ１と第２レーザ光Ｌ２とで異なってみえ、このみかけ上の光路長の違いが第１レーザ光Ｌ１と第２レーザ光Ｌ２との周波数差を生じさせる。この周波数差が第１検出レーザ光Ｌ１ａと第２検出レーザ光Ｌ２ａとのビート信号の光強度として観測される。したがって、検出部３０２で生じるビート信号の光強度の変化を用いて、基板１の角速度を算出できる。 When the substrate 1 is rotated clockwise or counterclockwise in the circumferential direction of the optical waveguide 20, the optical path length of the optical waveguide 20 is changed between the first laser beam L1 and the second laser beam L2 by the Sagnac effect. Seen differently, this apparent difference in optical path length causes a frequency difference between the first laser beam L1 and the second laser beam L2. This frequency difference is observed as the light intensity of the beat signal between the first detection laser beam L1a and the second detection laser beam L2a. Therefore, the angular velocity of the substrate 1 can be calculated using the change in the light intensity of the beat signal generated by the detection unit 302.
具体的には、信号検出器４０により検出されたビート信号が、電気信号として信号検出器４０から角速度検出回路５０に出力される。角速度検出回路５０はビート信号の光強度を用いて基板１の角速度を算出する。 Specifically, the beat signal detected by the signal detector 40 is output from the signal detector 40 to the angular velocity detection circuit 50 as an electrical signal. The angular velocity detection circuit 50 calculates the angular velocity of the substrate 1 using the light intensity of the beat signal.
なお、角速度検出回路５０を基板１上に形成してもよい。つまり、図１（ａ）に示す光ジャイロセンサを１チップ化することにより、光ジャイロセンサがより小型化される。 Note that the angular velocity detection circuit 50 may be formed on the substrate 1. That is, the optical gyro sensor can be further miniaturized by forming the optical gyro sensor shown in FIG.
また、図１（ａ）に示す光ジャイロセンサでは、光増幅器１０と信号検出器４０を基板１の同一辺側に配置できる。このため、光増幅器１０と信号検出器４０を駆動するための電極端子を基板１の一つの辺に集中して配置できる。なお、図１（ａ）では、基板１に配置される電極端子、及び電極端子と光増幅器１０及び信号検出器４０とを接続する配線は図示を省略している。 In the optical gyro sensor shown in FIG. 1A, the optical amplifier 10 and the signal detector 40 can be arranged on the same side of the substrate 1. For this reason, electrode terminals for driving the optical amplifier 10 and the signal detector 40 can be concentrated on one side of the substrate 1. In FIG. 1A, illustration of electrode terminals arranged on the substrate 1 and wirings connecting the electrode terminals to the optical amplifier 10 and the signal detector 40 is omitted.
光増幅器１０には、光導波路２０を周回するレーザ光を増幅する機能を有し、且つ出力面１１、１２でのレーザ光の反射が少ない素子であれば、種々の素子を使用できる。例えば、光増幅器１０に半導体光増幅器（ＳＯＡ）等が採用可能である。ＳＯＡは、例えば図２に示すように、下部電極１０１と上部電極１０５間に、下部クラッド層１０２、活性層１０３及び上部クラッド層１０４が積層された構造である。図２は、図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ方向に沿った断面図である。 Various elements can be used in the optical amplifier 10 as long as they have a function of amplifying the laser light that circulates around the optical waveguide 20 and the laser light is less reflected on the output surfaces 11 and 12. For example, a semiconductor optical amplifier (SOA) or the like can be adopted as the optical amplifier 10. The SOA has a structure in which a lower clad layer 102, an active layer 103, and an upper clad layer 104 are laminated between a lower electrode 101 and an upper electrode 105, for example, as shown in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the II-II direction of FIG.
下部電極１０１と上部電極１０５間に電流を流すことにより、ＳＯＡは反転分布状態になる。光増幅器１０の出力面１１及び出力面１２から光導波路２０にそれぞれ出力された第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２は、光導波路２０を周回した後、それぞれ出力面１２及び出力面１１から光増幅器１０に入力する。反転分布状態のＳＯＡに第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２が入力すると、活性層１０３内で電子と正孔が再結合して誘電放出が起こる。この結果、入力した第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２は増幅され、それぞれ出力面１１及び出力面１２から出力される。なお、下部電極１０１と上部電極１０５に外部から電圧を印加するための引き出し電極が基板１に配置されるが、この引き出し電極は図１（ａ）において図示を省略している。 By flowing a current between the lower electrode 101 and the upper electrode 105, the SOA is in an inverted distribution state. The first laser light L1 and the second laser light L2 respectively output from the output surface 11 and the output surface 12 of the optical amplifier 10 to the optical waveguide 20 circulate around the optical waveguide 20 and then from the output surface 12 and the output surface 11 respectively. Input to the optical amplifier 10. When the first laser beam L1 and the second laser beam L2 are input to the SOA in the inverted distribution state, electrons and holes are recombined in the active layer 103, and dielectric emission occurs. As a result, the input first laser beam L1 and second laser beam L2 are amplified and output from the output surface 11 and the output surface 12, respectively. Note that an extraction electrode for applying a voltage to the lower electrode 101 and the upper electrode 105 from the outside is disposed on the substrate 1, but this extraction electrode is not shown in FIG.
光増幅器１０には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）等のＩＩＩ族元素と窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）等のＶ族元素であるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる活性層１０３を有するＳＯＡ等が採用可能である。下部クラッド層１０２及び上部クラッド層１０４は、活性層１０３で発生した第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２を活性層１０３内に閉じ込めるための層である。このため、下部クラッド層１０２及び上部クラッド層１０４には、活性層１０３よりバンドギャップが大きい材料が選択される。 The optical amplifier 10 includes, for example, a group III element such as aluminum (Al), gallium (Ga), and indium (In) and a group V element such as nitrogen (N), phosphorus (P), and arsenic (As). An SOA or the like having the active layer 103 made of a −V group compound semiconductor can be used. The lower cladding layer 102 and the upper cladding layer 104 are layers for confining the first laser beam L1 and the second laser beam L2 generated in the active layer 103 in the active layer 103. Therefore, a material having a band gap larger than that of the active layer 103 is selected for the lower cladding layer 102 and the upper cladding layer 104.
光導波路２０には、光導波路を形成する物質であれば構造や材料に制限は無く、ポリマー、樹脂、ガラス、半導体等が採用可能である。例えば図２及び図３に示すように、コア層２０１と、コア層２０１の周囲に配置されたクラッド層２０２からなる積層構造を光導波路２０に採用できる。第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の波長、コア層２０１とクラッド層２０２の屈折率等に応じて、コア層２０１のレーザ光の伝搬方向に垂直な断面積、クラッド層２０２の厚さ等が設定される。図３は、図１（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ方向に沿った光導波路２０の断面構造図の例である。図３に示した例では、コア層２０１のレーザ光の伝搬方向に垂直な断面の高さｈ１及び幅ｈ２は、例えばｈ１＝１μｍ程度、ｈ２＝３μｍ程度に設定される。また、コア層２０１を囲むクラッド層２０２の厚さｔは、例えばｔ＝５〜８μｍ程度に設定される。 The optical waveguide 20 is not limited in structure or material as long as it is a substance that forms the optical waveguide, and polymers, resins, glass, semiconductors, and the like can be used. For example, as shown in FIGS. 2 and 3, a laminated structure including a core layer 201 and a clad layer 202 disposed around the core layer 201 can be adopted for the optical waveguide 20. Depending on the wavelengths of the first laser light L1 and the second laser light L2, the refractive indexes of the core layer 201 and the cladding layer 202, the cross-sectional area perpendicular to the propagation direction of the laser light in the core layer 201, the thickness of the cladding layer 202 Etc. are set. FIG. 3 is an example of a cross-sectional structure diagram of the optical waveguide 20 along the III-III direction of FIG. In the example shown in FIG. 3, the height h1 and the width h2 of the cross section perpendicular to the laser beam propagation direction of the core layer 201 are set to, for example, about h1 = 1 μm and h2 = 3 μm. The thickness t of the clad layer 202 surrounding the core layer 201 is set to about t = 5 to 8 μm, for example.
光導波路２０のコア層２０１に第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２を閉じ込めるために、クラッド層２０２にはコア層２０１より屈折率が小さい材料が選択される。例えば、クラッド層２０２とコア層２０１との比屈折率の差は１．５％程度に設定される。具体的には、例えばコア層２０１にゲルマニウム（Ｇｅ）ドープの酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜を採用し、クラッド層２０２にＳｉＯ2膜を採用可能である。なお、光導波路２０を第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の吸収が少ない材料で形成することが好ましい。このように光導波路２０を形成することにより、レーザ光が伝搬する光導波路をＳＯＡの活性層と同じ材料で形成した光ジャイロセンサに比べて、図１（ａ）に示した光ジャイロセンサを低い電力で駆動できる。 In order to confine the first laser beam L1 and the second laser beam L2 in the core layer 201 of the optical waveguide 20, a material having a refractive index lower than that of the core layer 201 is selected for the cladding layer 202. For example, the difference in relative refractive index between the cladding layer 202 and the core layer 201 is set to about 1.5%. Specifically, for example, a germanium (Ge) -doped silicon oxide (SiO 2 ) film can be used for the core layer 201, and an SiO 2 film can be used for the clad layer 202. Note that the optical waveguide 20 is preferably formed of a material that does not absorb the first laser light L1 and the second laser light L2. By forming the optical waveguide 20 in this way, the optical gyro sensor shown in FIG. 1A is lower than the optical gyro sensor in which the optical waveguide through which the laser light propagates is formed of the same material as the active layer of the SOA. It can be driven by electric power.
光増幅器１０にＳＯＡを採用した場合、ＳＯＡのモードフィールドの中心と光導波路２０のコア層２０１の中心とが一致するように、光増幅器１０が基板１上に配置される。このように配置することにより、活性層１０３で発生した第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２は、効率よくコア層２０１に伝搬する。 When SOA is used for the optical amplifier 10, the optical amplifier 10 is disposed on the substrate 1 so that the center of the SOA mode field coincides with the center of the core layer 201 of the optical waveguide 20. By arranging in this way, the first laser light L1 and the second laser light L2 generated in the active layer 103 are efficiently propagated to the core layer 201.
検出路３０は、光導波路２０と同様に、コア層２０１と、コア層２０１の周囲に配置されたクラッド層２０２からなる積層構造が採用可能である。このため、検出路３０と光導波路２０は同一の製造工程で基板１上に同時に形成可能である。例えば、光導波路２０と検出路３０のコア層２０１を同一層に形成できる。 Similarly to the optical waveguide 20, the detection path 30 can employ a laminated structure including a core layer 201 and a clad layer 202 disposed around the core layer 201. For this reason, the detection path 30 and the optical waveguide 20 can be simultaneously formed on the substrate 1 in the same manufacturing process. For example, the optical waveguide 20 and the core layer 201 of the detection path 30 can be formed in the same layer.
以下に、光取り出し距離ｄA及び光取り出し長ＬAについて説明する。光取り出し領域Ａにおいて光導波路２０から検出路３０に第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の一部を移行させるために、検出路３０の光取り出し部３０１が、光取り出し長ＬAにわたって光導波路２０に隣接して配置される。光取り出し距離ｄAは、光導波路２０と光取り出し部３０１との間隔が光取り出し距離ｄAである場合に、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２のそれぞれ一部が、光導波路２０から検出路３０に移行する距離である。図１（ａ）に示した例では、光取り出し部３０１が、光導波路２０から光取り出し距離ｄAで、光取り出し長ＬAにわたって光導波路２０と平行に配置されている。 Hereinafter, the light extraction distance d A and the light extraction length L A will be described. In order to transfer a part of the first laser light L1 and the second laser light L2 from the optical waveguide 20 to the detection path 30 in the light extraction region A, the light extraction unit 301 of the detection path 30 guides light over the light extraction length L A. Arranged adjacent to the waveguide 20. The light extraction distance d A is such that when the distance between the optical waveguide 20 and the light extraction unit 301 is the light extraction distance d A , a part of each of the first laser light L 1 and the second laser light L 2 is separated from the optical waveguide 20. This is the distance to move to the detection path 30. In the example shown in FIG. 1A, the light extraction portion 301 is disposed in parallel with the optical waveguide 20 over the light extraction length L A at the light extraction distance d A from the optical waveguide 20.
光導波路２０から検出路３０に移行する第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２のパワーの比率は、シミュレーション等により算出可能である。以下に、ビーム・プロパゲイション・メソッド（ＢＰＭ）によって、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の移行するパワーの比率を算出する例を説明する。 The ratio of the powers of the first laser light L1 and the second laser light L2 moving from the optical waveguide 20 to the detection path 30 can be calculated by simulation or the like. Hereinafter, an example will be described in which the ratio of the power at which the first laser beam L1 and the second laser beam L2 are transferred is calculated by the beam propagation method (BPM).
ここでは、光導波路２０及び検出路３０のコア層２０１の屈折率ＮCOが１．５２８６、クラッド層２０２の屈折率ＮCLが１．５２１４であり、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の波長λが１５５０ｎｍである場合を例示的に説明する。このとき、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２がシングルモードで光導波路２０及び検出路３０を伝搬するためのコア層２０１のシングルモード伝搬コア径は、７μｍ以下程度であればよいと考えられる。このため、以下の説明では、コア層２０１のコア径Ｗを６μｍに設定する。また、光導波路２０の円弧部分の中心から光導波路２０の円弧部分までの距離は、導波路最小曲げ半径Ｒ以上であるとする。「導波路最小曲げ半径」は、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の光導波路２０での伝搬損失が発生しない半径である。上記の条件においては、導波路最小曲げ半径Ｒを１５ｍｍにすることにより、伝搬損失の発生をほぼ無視できる。光導波路２０及び検出路３０の各曲線部における曲率半径は、導波路最小曲げ半径Ｒ以上に設定される。例えば、図１（ｂ）に示した検出路３０の光取り出し領域Ａ近傍での曲線部の曲率半径Ｒ１、Ｒ２は、導波路最小曲げ半径Ｒ以上である。 Here, the refractive index N CO is 1.5286 of the core layer 201 of the optical waveguide 20 and the detection path 30, the refractive index N CL of the cladding layer 202 is 1.5214, the first laser beam L1 and the second laser beam L2 A case where the wavelength λ is 1550 nm will be described as an example. At this time, it is considered that the single mode propagation core diameter of the core layer 201 for propagating the first laser beam L1 and the second laser beam L2 through the optical waveguide 20 and the detection path 30 in a single mode should be about 7 μm or less. It is done. For this reason, in the following description, the core diameter W of the core layer 201 is set to 6 μm. Further, it is assumed that the distance from the center of the arc portion of the optical waveguide 20 to the arc portion of the optical waveguide 20 is equal to or greater than the waveguide minimum bending radius R. The “waveguide minimum bending radius” is a radius at which no propagation loss occurs in the optical waveguide 20 of the first laser beam L1 and the second laser beam L2. Under the above conditions, by setting the waveguide minimum bending radius R to 15 mm, the generation of propagation loss can be almost ignored. The curvature radii at the curved portions of the optical waveguide 20 and the detection path 30 are set to be equal to or greater than the waveguide minimum bending radius R. For example, the curvature radii R1 and R2 of the curved portion in the vicinity of the light extraction region A of the detection path 30 shown in FIG. 1B are equal to or larger than the waveguide minimum bending radius R.
図４を参照して、光路間を移行するレーザ光のパワーの比率をＢＰＭによって算出する例を説明する。図４は、図１（ａ）の光取り出し領域Ａをシミュレーションモデル化した図であり、図４のスルーポート４０１が図１（ａ）に示した光導波路２０に相当し、クロスポート４０２が検出路３０に相当する。つまり、スルーポート４０１及びクロスポート４０２のコア層の屈折率は１．５２８６、クラッド層の屈折率は１．５２１４である。比屈折率差Δは、０．４７％である。 With reference to FIG. 4, the example which calculates the ratio of the power of the laser beam which transfers between optical paths by BPM is demonstrated. FIG. 4 is a simulation model of the light extraction region A in FIG. 1A. The through port 401 in FIG. 4 corresponds to the optical waveguide 20 shown in FIG. 1A, and the cross port 402 is detected. This corresponds to the road 30. That is, the refractive index of the core layer of the through port 401 and the cross port 402 is 1.5286, and the refractive index of the cladding layer is 1.5214. The relative refractive index difference Δ is 0.47%.
図４に示したスルーポート４０１の入力端４０１ａにレーザ光ＬINが入力されると、スルーポート４０１をレーザ光ＬINが伝搬し、レーザ光ＬINの一部がスルーポート４０１に隣接して配置されたクロスポート４０２に移行する。ここで、スルーポート４０１とクロスポート４０２との間隔ｄｗが４μｍであるとする。この場合の、スルーポート４０１における光強度ＬＩ１と、クロスポート４０２における光強度ＬＩ２の算出結果例を、図５（ａ）と図５（ｂ）にそれぞれ示す。図５（ａ）と図５（ｂ）の横軸は、入力端４０１ａからの直線部分の距離ｔである。 When the laser light L IN is input to the input end 401 a of the through port 401 illustrated in FIG. 4, the laser light L IN propagates through the through port 401, and a part of the laser light L IN is adjacent to the through port 401. It moves to the arranged cross port 402. Here, it is assumed that the distance dw between the through port 401 and the cross port 402 is 4 μm. FIG. 5A and FIG. 5B show examples of calculation results of the light intensity LI1 at the through port 401 and the light intensity LI2 at the cross port 402 in this case, respectively. The horizontal axis in FIGS. 5A and 5B is the distance t of the straight line portion from the input end 401a.
図５（ａ）に示すように、距離ｔ＝１．７８３ｍｍにおいて、光強度ＬＩ１が０である。一方、図５（ｂ）に示すように、距離ｔ＝１．７８３ｍｍにおいて、光強度ＬＩ２が１である。つまり、スルーポート４０１とクロスポート４０２との間隔ｄｗが４μｍである場合に、距離ｔが１．７８３ｍｍ付近において、スルーポート４０１からクロスポート４０２にレーザ光ＬINが１００％移行する。また、距離ｔ＝３０８０μｍ付近において、移行するレーザ光ＬINのパワーが約１０％である。つまり、１０／９０の結合率が得られる。距離ｔ＝３３６７μｍ付近において、レーザ光ＬINの移行するパワーが約１％である。つまり、１／９９の結合率が得られる。 As shown in FIG. 5A, the light intensity LI1 is 0 at a distance t = 1.783 mm. On the other hand, as shown in FIG. 5B, the light intensity LI2 is 1 at the distance t = 1.783 mm. That is, when the distance dw between the through port 401 and a cross port 402 is 4 [mu] m, the distance t is in the vicinity 1.783Mm, the laser light L IN transitions 100% cross port 402 from the through port 401. Further, in the vicinity of the distance t = 3080μm, power of the laser beam L IN for transition is about 10%. That is, a coupling ratio of 10/90 is obtained. In the vicinity of the distance t = 3367μm, transition to power of the laser beam L IN is about 1%. That is, a coupling ratio of 1/99 is obtained.
図６〜図７に、結合長が５３０μｍの場合のＢＰＭ計算結果を示す。図６は、｛Ｘ−Ｚ｝面内の屈折率｛Ｎ｝分布の計算結果である。図６に示した数値（1.521〜1.529）は屈折率である。また、図７は、｛Ｘ−Ｚ｝面内の光強度分布｛Optical Field｝の計算結果である。図７に示した数値（0〜1.002）は、１を最大とした場合の光強度分布である。なお、図６及び図７のＸＹＺ軸は図８に示すように設定されている。 6 to 7 show the BPM calculation results when the coupling length is 530 μm. FIG. 6 shows the calculation result of the refractive index {N} distribution in the {XZ} plane. The numerical values (1.521 to 1.529) shown in FIG. 6 are refractive indexes. FIG. 7 shows the calculation result of the light intensity distribution {Optical Field} in the {XZ} plane. The numerical values (0 to 1.002) shown in FIG. 7 are light intensity distributions when 1 is the maximum. The XYZ axes in FIGS. 6 and 7 are set as shown in FIG.
以上に示したＢＰＭの結果から、例えば光取り出し距離ｄAが４μｍの場合に、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２のそれぞれ１％〜１０％程度を光導波路２０から検出路３０に移行させるには、光取り出し長ＬAを、３０８０μｍ〜３３６７μｍ程度にする。ただし、コア層２０１の屈折率ＮCOが１．５２８６、クラッド層２０２の屈折率ＮCLが１．５２１４、コア層２０１のコア径が６μｍであり、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の波長λが１５５０ｎｍの場合である。 From the BPM results shown above, for example, when the light extraction distance d A is 4 μm, about 1% to 10% of the first laser light L1 and the second laser light L2 are transferred from the optical waveguide 20 to the detection path 30. For this purpose, the light extraction length L A is set to about 3080 μm to 3367 μm. However, the refractive index N CO is 1.5286 of the core layer 201, the refractive index N CL is 1.5214 cladding layer 202, a core diameter of the core layer 201 is the 6 [mu] m, the first laser beam L1 and the second laser beam L2 In this case, the wavelength λ is 1550 nm.
以上に説明したように、光取り出し距離ｄA及び光取り出し長ＬAは、コア層２０１の屈折率ＮCO、クラッド層２０２の屈折率ＮCL、コア層２０１のコア径、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の波長λ等に応じて、設定される。 As described above, the light extraction distance d A and the light extraction length L A are the refractive index N CO of the core layer 201, the refractive index N CL of the cladding layer 202, the core diameter of the core layer 201, and the first laser light L1. And is set in accordance with the wavelength λ of the second laser light L2.
なお、光取り出し領域Ａ以外の領域において光導波路２０から検出路３０に第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２が移行することを防止するために、光取り出し部３０１以外の検出路３０と光導波路２０との距離は、光取り出し距離ｄAより大きくする必要があり、０％伝搬導波路間隔ｒ以上に設定されることが好ましい。「０％伝搬導波路間隔」は隣接する光導波路間で光移行が生じない間隔として規定される。０％伝搬導波路間隔ｒは、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の波長λの数倍程度に設定される。例えば、波長λが１５５０ｎｍの場合、０％伝搬導波路間隔ｒは５μｍ以上に設定される。 In addition, in order to prevent the first laser light L1 and the second laser light L2 from moving from the optical waveguide 20 to the detection path 30 in the area other than the light extraction area A, the detection path 30 and the optical path other than the light extraction section 301 are guided. The distance to the waveguide 20 needs to be greater than the light extraction distance d A and is preferably set to be equal to or greater than the 0% propagation waveguide interval r. The “0% propagation waveguide interval” is defined as an interval at which no optical transition occurs between adjacent optical waveguides. The 0% propagation waveguide interval r is set to about several times the wavelength λ of the first laser light L1 and the second laser light L2. For example, when the wavelength λ is 1550 nm, the 0% propagation waveguide interval r is set to 5 μm or more.
基板１は、シリコン（Ｓｉ）基板、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）基板、インジウムリン（ＩｎＰ）基板等が採用可能である。基板１に形成される光導波路２０や検出路３０の材料に応じて、基板１は選択される。また、光増幅器１０を基板１上に形成するエッチドミラータイプの場合は、所望の周波数の光が出力されるように、基板１が選択される。 As the substrate 1, a silicon (Si) substrate, a gallium arsenide (GaAs) substrate, an indium phosphide (InP) substrate, or the like can be used. The substrate 1 is selected according to the material of the optical waveguide 20 and the detection path 30 formed on the substrate 1. In the case of the etched mirror type in which the optical amplifier 10 is formed on the substrate 1, the substrate 1 is selected so that light having a desired frequency is output.
図９〜図１３を参照して、図１（ａ）及び図２に示した基板１の製造方法を説明する。なお、以下に述べる製造方法は一例であり、この変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により実現可能であることは勿論である。図９〜図１３のそれぞれにおいて、図（ａ）は図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ方向に沿った工程断面図、図（ｂ）は図１（ａ）のＩＩＶ−ＩＶ方向に沿った工程断面図である。 With reference to FIGS. 9-13, the manufacturing method of the board | substrate 1 shown to Fig.1 (a) and FIG. 2 is demonstrated. In addition, the manufacturing method described below is an example, and it is needless to say that it can be realized by various other manufacturing methods including this modified example. In each of FIGS. 9 to 13, FIG. (A) is a process sectional view along the II-II direction in FIG. 1 (a), and FIG. (B) is the process along the IIV-IV direction in FIG. It is sectional drawing.
（イ）図９に示すように、基板１上にクラッド層２０２の下側領域となる下側クラッド層２０２Ａ、及びコア層２０１を積層する。このとき、光増幅器１０や信号検出器４０を形成する領域にも下側クラッド層２０２Ａ及びコア層２０１を形成する。 (A) As shown in FIG. 9, a lower clad layer 202 </ b> A that is a lower region of the clad layer 202 and a core layer 201 are laminated on the substrate 1. At this time, the lower cladding layer 202A and the core layer 201 are also formed in the region where the optical amplifier 10 and the signal detector 40 are formed.
（ロ）図１０に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて形成したレジスト膜をマスクとしてエッチングする等して、光導波路２０及び検出路３０の所望の形状に応じてコア層２０１をパターニングする。その後、図１１に示すように、クラッド層２０２の上側領域となる上側クラッド層２０２Ｂを形成して、光導波路２０及び検出路３０が完成する。 (B) As shown in FIG. 10, the core layer 201 is patterned according to the desired shapes of the optical waveguide 20 and the detection path 30 by, for example, etching using a resist film formed by photolithography as a mask. Thereafter, as shown in FIG. 11, an upper cladding layer 202 </ b> B that is an upper region of the cladding layer 202 is formed, and the optical waveguide 20 and the detection path 30 are completed.
（ハ）図１２に示すように、光増幅器１０を配置する領域の光導波路２０のクラッド層２０２及びコア層２０１をエッチング除去して、空洞１０Ａを形成する。同時に、図示を省略するが、信号検出器４０を配置する検出路３０の端部のクラッド層２０２及びコア層２０１をエッチング除去して空洞を形成する。このとき、基板１の上部の一部をエッチング除去してもよい。 (C) As shown in FIG. 12, the cladding layer 202 and the core layer 201 of the optical waveguide 20 in the region where the optical amplifier 10 is disposed are removed by etching to form the cavity 10A. At the same time, although not shown, the cladding layer 202 and the core layer 201 at the end of the detection path 30 where the signal detector 40 is arranged are removed by etching to form a cavity. At this time, a part of the upper portion of the substrate 1 may be removed by etching.
（ニ）図１３に示すように、基板１の外部から光増幅器１０に電圧を印加するための引き出し電極１１０を、空洞１０Ａに形成する。その後、引き出し電極１１０と下部電極１０１とを半田付けする等して、基板１に光増幅器１０をマウントする。信号検出器４０も同様にして基板１にマウントする。以上により、図１（ａ）及び図２に示した基板１が完成する。 (D) As shown in FIG. 13, an extraction electrode 110 for applying a voltage to the optical amplifier 10 from the outside of the substrate 1 is formed in the cavity 10A. Thereafter, the optical amplifier 10 is mounted on the substrate 1 by soldering the extraction electrode 110 and the lower electrode 101 or the like. Similarly, the signal detector 40 is mounted on the substrate 1. Thus, the substrate 1 shown in FIGS. 1A and 2 is completed.
上記の各プロセスにおけるパターニングには、半導体プロセスで一般的に使用されるフォトリソグラフィ技術やエッチング法等を適用可能である。 For the patterning in each of the above processes, a photolithography technique or an etching method generally used in a semiconductor process can be applied.
なお、例えばＳＯＡを光増幅器１０に採用する場合には、ＳＯＡのキャビティと光導波路２０のコア層２０１とが光学的に結合するようにＳＯＡが基板１にマウントされる。また、例えばフォトダイオードを信号検出器４０に採用する場合には、フォトダイオードの受光領域が検出路３０のコア層２０１と光学的に結合するように、フォトダイオードが基板１にマウントされる。 For example, when SOA is employed in the optical amplifier 10, the SOA is mounted on the substrate 1 so that the cavity of the SOA and the core layer 201 of the optical waveguide 20 are optically coupled. For example, when a photodiode is employed in the signal detector 40, the photodiode is mounted on the substrate 1 so that the light receiving region of the photodiode is optically coupled to the core layer 201 of the detection path 30.
更に、活性層１０３とコア層２０１との界面における第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の反射によって光ジャイロセンサの性能が受ける影響を低減するように、光増幅器１０を基板１に実装する方法を工夫することが好ましい。例えば、レーザ光が伝搬する方向の活性層１０３の中心軸方向と光導波路２０の中心軸方向とが一致しないように、互いの中心軸方向が数度の角度をなすように光増幅器１０を基板１に実装する。図１４に示す例は、レーザ光が伝搬する光増幅器１０のストライプが光増幅器１０の出力面１１、１２と垂直ではなく、出力面１１、１２の面法線方向と一定の角度θ（例えばθ＝７〜８°程度）をなすように、光増幅器１０を形成した例である。このとき、ストライプの中心軸と光導波路２０の中心軸は出力面１１、１２において一致させる。また、活性層１０３とコア層２０１との界面に反射防止（ＡＲ）コーティングを行ってもよい。 Further, the optical amplifier 10 is mounted on the substrate 1 so as to reduce the influence of the performance of the optical gyro sensor due to the reflection of the first laser beam L1 and the second laser beam L2 at the interface between the active layer 103 and the core layer 201. It is preferable to devise a method. For example, the optical amplifier 10 is mounted on the substrate so that the central axis directions of the active layer 103 in the direction in which the laser light propagates and the central axis direction of the optical waveguide 20 do not coincide with each other. 1 is implemented. In the example shown in FIG. 14, the stripe of the optical amplifier 10 through which the laser light propagates is not perpendicular to the output surfaces 11 and 12 of the optical amplifier 10, and is at a certain angle θ (for example, θ) with the surface normal direction of the output surfaces 11 and 12. This is an example in which the optical amplifier 10 is formed so as to be approximately 7 to 8 degrees. At this time, the center axis of the stripe and the center axis of the optical waveguide 20 are made to coincide on the output surfaces 11 and 12. Further, an antireflection (AR) coating may be applied to the interface between the active layer 103 and the core layer 201.
以上に説明した製造方法では、光導波路２０及び検出路３０を形成した基板１上に光増幅器１０と信号検出器４０をマウントすることにより、図１（ａ）に示した光ジャイロセンサを容易に製造できる。このため、歩留まりが向上し、製造コストを低減できる。 In the manufacturing method described above, by mounting the optical amplifier 10 and the signal detector 40 on the substrate 1 on which the optical waveguide 20 and the detection path 30 are formed, the optical gyro sensor shown in FIG. Can be manufactured. For this reason, a yield improves and manufacturing cost can be reduced.
以上に説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る光ジャイロセンサでは、光導波路２０の周囲を囲むように検出路３０が配置されるため、基板１の面積の増大が抑制される。そのため、図１（ａ）に示す光ジャイロセンサによれば、検出精度が高く、且つ小型の光ジャイロセンサを実現することができる。 As described above, in the optical gyro sensor according to the first embodiment of the present invention, since the detection path 30 is arranged so as to surround the optical waveguide 20, an increase in the area of the substrate 1 is suppressed. The Therefore, according to the optical gyro sensor shown in FIG. 1A, it is possible to realize a small optical gyro sensor with high detection accuracy.
以上の説明では、光取り出し領域Ａにおいて、検出路３０の光取り出し部３０１が、光導波路２０と光取り出し長ＬAにわたって平行に配置された例を示した。しかし、光取り出し部３０１と光導波路２０が平行でなくてもよい。例えば、図１５（ａ）に示すように、光取り出し領域Ａにおける光取り出し部３０１が直線であり、光導波路２０が曲線であってもよい。或いは、光取り出し領域Ａにおける光取り出し部３０１が曲線であり、光導波路２０が直線であってもよい。または、図１５（ｂ）に示すように、光取り出し部３０１と光導波路２０が共に曲線であってもよい。 In the above description, in the light extraction region A, the example in which the light extraction unit 301 of the detection path 30 is arranged in parallel over the optical waveguide 20 and the light extraction length L A has been shown. However, the light extraction part 301 and the optical waveguide 20 may not be parallel. For example, as shown in FIG. 15A, the light extraction portion 301 in the light extraction region A may be a straight line, and the optical waveguide 20 may be a curve. Alternatively, the light extraction portion 301 in the light extraction region A may be a curve, and the optical waveguide 20 may be a straight line. Alternatively, as shown in FIG. 15B, both the light extraction unit 301 and the optical waveguide 20 may be curved.
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る光ジャイロセンサは、図１６に示すように、光導波路２０が、入れ子状に互いに離間してリング状に配置された複数の結合周回路２１〜２３を備える。結合周回路２１〜２３のそれぞれは、隣接する他の結合周回路２１〜２３との間隔が、光結合長ＬCにわたって光結合距離ｄCである結合部２１０を有する。結合周回路２１〜２３の結合部２１０が配置された光結合領域Ｃ１、Ｃ２において、結合周回路２１〜２３間を第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２が１００％移行する。つまり、隣接する結合周回路２１〜２３間を第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２が１００％移行する条件を満足する間隔（光結合距離ｄC）及び長さ（光結合長ＬC）で、結合周回路２１〜２３が配置されている。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 16, the optical gyro sensor according to the second embodiment of the present invention includes a plurality of coupled peripheral circuits 21 to 23 in which the optical waveguide 20 is nested and spaced from each other in a ring shape. Prepare. Each of the coupling circuits 21 to 23 includes a coupling unit 210 whose distance from the other adjacent coupling circuits 21 to 23 is the optical coupling distance d C over the optical coupling length L C. In the optical coupling regions C1 and C2 in which the coupling portions 210 of the coupling circuits 21 to 23 are disposed, the first laser light L1 and the second laser light L2 move 100% between the coupling circuits 21 to 23. That is, an interval (optical coupling distance d C ) and a length (optical coupling length L C ) satisfying the condition that the first laser light L1 and the second laser light L2 shift 100% between the adjacent coupling circuits 21 to 23. Thus, the coupling peripheral circuits 21 to 23 are arranged.
図１６に示した光ジャイロセンサでは、複数の結合周回路２１〜２３のうちの最内側に配置された結合周回路２１が光増幅器１０と接合して、光増幅器１０とともにリング状の光路を構成する。また、結合周回路２１〜２３のうちの最外側に配置された結合周回路２３の一部は、光取り出し領域Ａにおいて、光取り出し長ＬAにわたって光取り出し距離ｄAで検出路３０の光取り出し部３０１に隣接する。 In the optical gyro sensor shown in FIG. 16, the coupling peripheral circuit 21 arranged at the innermost side among the plurality of coupling peripheral circuits 21 to 23 is joined to the optical amplifier 10 to form a ring-shaped optical path together with the optical amplifier 10. To do. In addition, a part of the coupling circuit 23 arranged on the outermost side of the coupling circuits 21 to 23 is, in the light extraction region A, the light extraction of the detection path 30 at the light extraction distance d A over the light extraction length L A. Adjacent to the part 301.
つまり、図１６に示すジャイロセンサは、光導波路２０が互いに離間して配置された複数の周回路を有することが図１（ａ）に示した光ジャイロセンサと異なる点である。その他の構成については、図１に示す第１の実施の形態と同様である。 That is, the gyro sensor shown in FIG. 16 is different from the optical gyro sensor shown in FIG. 1A in that the optical waveguide 20 has a plurality of peripheral circuits arranged apart from each other. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG.
結合周回路２１〜２３には、第１の実施の形態で説明した光導波路２０や検出路３０と同様に、コア層２０１と、コア層２０１の周囲に配置されたクラッド層２０２からなる積層構造が採用可能である。このため、結合周回路２１〜２３は、第１の実施の形態で説明した製造方法と同様に形成可能である。 Similarly to the optical waveguide 20 and the detection path 30 described in the first embodiment, the coupling circuits 21 to 23 have a laminated structure including a core layer 201 and a clad layer 202 disposed around the core layer 201. Can be adopted. For this reason, the coupling peripheral circuits 21 to 23 can be formed in the same manner as the manufacturing method described in the first embodiment.
図１６に示した光ジャイロセンサでは、光増幅器１０が出力する第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２が結合周回路２１を伝搬する。以下では、光増幅器１０の出力面１１から出力された第１レーザ光Ｌ１が結合周回路２１を時計方向に伝搬し、出力面１２から出力された第２レーザ光Ｌ２が結合周回路２１を反時計方向に伝搬する例を説明する。図１６に示した例では、出力面１１から光結合領域Ｃ１までの光路長と出力面１２から光結合領域Ｃ１までの光路長は同じである。 In the optical gyro sensor shown in FIG. 16, the first laser light L 1 and the second laser light L 2 output from the optical amplifier 10 propagate through the coupling circuit 21. In the following, the first laser light L1 output from the output surface 11 of the optical amplifier 10 propagates clockwise in the coupling circuit 21 and the second laser light L2 output from the output surface 12 counteracts the coupling circuit 21. An example of propagation in the clockwise direction will be described. In the example shown in FIG. 16, the optical path length from the output surface 11 to the optical coupling region C1 and the optical path length from the output surface 12 to the optical coupling region C1 are the same.
結合周回路２１を伝搬する第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２は、光結合領域Ｃ１において、結合周回路２１から結合周回路２２に１００％移行する。つまり、光結合領域Ｃ１における結合周回路２１及び結合周回路２２は光結合器として機能する。 The first laser light L1 and the second laser light L2 propagating through the coupling circuit 21 shift 100% from the coupling circuit 21 to the coupling circuit 22 in the optical coupling region C1. That is, the coupling circuit 21 and the coupling circuit 22 in the optical coupling region C1 function as an optical coupler.
光結合領域Ｃ１において第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２を結合周回路２１から結合周回路２２に１００％移行させるために、結合周回路２１の結合部２１０と結合周回路２２の結合部２１０は、光結合長ＬCにわたって光結合距離ｄCで配置される。図１６に示した例では、結合周回路２１の結合部２１０と結合周回路２２の結合部２１０は、平行に配置されている。 In order to shift 100% of the first laser light L1 and the second laser light L2 from the coupling circuit 21 to the coupling circuit 22 in the optical coupling region C1, the coupling unit 210 of the coupling circuit 21 and the coupling unit of the coupling circuit 22 210 is arranged with an optical coupling distance d C over the optical coupling length L C. In the example illustrated in FIG. 16, the coupling unit 210 of the coupling circuit 21 and the coupling unit 210 of the coupling circuit 22 are arranged in parallel.
既に説明したように、光導波路２０から検出路３０に移行する第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２のパワーの比率は、ＢＰＭ等のシミュレーション等により算出可能である。第１の実施の形態で説明したＢＰＭの結果から、例えば光結合距離ｄCが４μｍの場合に、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２のそれぞれ１００％を結合周回路２１から結合周回路２２に移行させるには、光結合長ＬCを、１７８３μｍ程度にする。ただし、コア層２０１の屈折率ＮCOが１．５２８６、クラッド層２０２の屈折率ＮCLが１．５２１４、コア層２０１のコア径が６μｍであり、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の波長λが１５５０ｎｍの場合である。 As already described, the ratio of the powers of the first laser light L1 and the second laser light L2 moving from the optical waveguide 20 to the detection path 30 can be calculated by simulation such as BPM. From the result of BPM described in the first embodiment, for example, when the optical coupling distance d C is 4 μm, 100% of each of the first laser beam L1 and the second laser beam L2 is coupled from the coupling circuit 21 to the coupling circuit. In order to shift to 22, the optical coupling length L C is set to about 1783 μm. However, the refractive index N CO is 1.5286 of the core layer 201, the refractive index N CL is 1.5214 cladding layer 202, a core diameter of the core layer 201 is the 6 [mu] m, the first laser beam L1 and the second laser beam L2 In this case, the wavelength λ is 1550 nm.
以上に説明したように、光結合距離ｄA及び光結合長ＬCは、コア層２０１の屈折率ＮCO、クラッド層２０２の屈折率ＮCL、コア層２０１のコア径、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の波長λ、等に応じて設定される。 As described above, the optical coupling distance d A and the optical coupling length L C are the refractive index N CO of the core layer 201, the refractive index N CL of the cladding layer 202, the core diameter of the core layer 201, and the first laser light L1. And the wavelength λ of the second laser light L2, etc.
結合周回路２１から結合周回路２２に移行した第１レーザ光Ｌ１は、光結合領域Ｃ１から光結合領域Ｃ２に向かって結合周回路２２を時計方向に伝搬する。一方、結合周回路２１から結合周回路２２に移行した第２レーザ光Ｌ２は、光結合領域Ｃ１から光結合領域Ｃ２に向かって結合周回路２２を反時計方向に伝搬する。図１６に示した結合周回路２２では、光結合領域Ｃ１から光結合領域Ｃ２までの光路長は左右の経路で同一である。 The first laser light L1 transferred from the coupling circuit 21 to the coupling circuit 22 propagates in the coupling circuit 22 in the clockwise direction from the optical coupling region C1 toward the optical coupling region C2. On the other hand, the second laser light L2 transferred from the coupling circuit 21 to the coupling circuit 22 propagates counterclockwise through the coupling circuit 22 from the optical coupling region C1 toward the optical coupling region C2. In the coupling circuit 22 shown in FIG. 16, the optical path length from the optical coupling region C1 to the optical coupling region C2 is the same for the left and right paths.
光結合領域Ｃ２において、結合周回路２２と結合周回路２３のそれぞれの結合部２１０は、光結合長ＬCにわたって光結合距離ｄCの間隔で配置される。このため、結合周回路２２を伝搬する第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２は、光結合領域Ｃ２において結合周回路２２から結合周回路２３に１００％移行する。つまり、光結合領域Ｃ２における結合周回路２２及び結合周回路２３は光結合器として機能する。 In the optical coupling region C2, the coupling units 210 of the coupling circuit 22 and the coupling circuit 23 are arranged at an optical coupling distance d C over the optical coupling length L C. For this reason, the first laser light L1 and the second laser light L2 propagating through the coupling circuit 22 shift 100% from the coupling circuit 22 to the coupling circuit 23 in the optical coupling region C2. That is, the coupling circuit 22 and the coupling circuit 23 in the optical coupling region C2 function as an optical coupler.
結合周回路２２から結合周回路２３に移行した第１レーザ光Ｌ１は、光結合領域Ｃ２から光取り出し領域Ａに向かって時計方向に結合周回路２３を伝搬する。一方、結合周回路２２から結合周回路２３に移行した第２レーザ光Ｌ２は、光結合領域Ｃ２から光取り出し領域Ａに向かって反時計方向に結合周回路２３を伝搬する。図１６に示した結合周回路２３では、光結合領域Ｃ２から光取り出し領域Ａまでの光路長は左右の経路で同一である。 The first laser light L1 transferred from the coupling circuit 22 to the coupling circuit 23 propagates through the coupling circuit 23 in the clockwise direction from the optical coupling region C2 toward the light extraction region A. On the other hand, the second laser light L2 transferred from the coupling circuit 22 to the coupling circuit 23 propagates through the coupling circuit 23 in the counterclockwise direction from the optical coupling region C2 toward the light extraction region A. In the coupling circuit 23 shown in FIG. 16, the optical path length from the optical coupling area C2 to the light extraction area A is the same in the left and right paths.
なお、光結合領域Ｃ１、Ｃ２以外の領域において第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の移行が生じないように、結合部２１０以外の結合周回路２１〜２３間の間隔は、光結合距離ｄCより大きくする必要があり、０％伝搬導波路間隔ｒ以上に設定されることが好ましい。更に、光導波路２０における第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光の損失を抑制するために、結合周回路２１〜２３の各曲線部の曲率半径は、導波路最小曲げ半径Ｒ以上に設定される。 It should be noted that the distance between the coupling peripheral circuits 21 to 23 other than the coupling unit 210 is the optical coupling distance so that the first laser beam L1 and the second laser beam L2 do not shift in the region other than the optical coupling regions C1 and C2. It is necessary to make it larger than d C, and it is preferable to set it to 0% or more of the propagation waveguide interval r. Further, in order to suppress the loss of the first laser light L1 and the second laser light in the optical waveguide 20, the curvature radius of each curved portion of the coupling circuit 21 to 23 is set to be equal to or larger than the waveguide minimum bending radius R. .
上記のように、図１６に示した光ジャイロセンサでは、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２が、隣接する結合周回路２１〜２３間を１００％移行する。このため、移行時におけるレーザ光の反射がなく、光導波路２０内での雑音の発生を抑制できる。 As described above, in the optical gyro sensor shown in FIG. 16, the first laser light L1 and the second laser light L2 move 100% between the adjacent coupling circuits 21 to 23. For this reason, there is no reflection of the laser beam at the time of transition, and the generation of noise in the optical waveguide 20 can be suppressed.
第１の実施の形態と同様に、結合周回路２３を伝搬する第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の一部は、光取り出し領域Ａにおいて、結合周回路２３から検出路３０に移行する。第１レーザ光Ｌ１の一部が結合周回路２３から検出路３０に移行した第１検出レーザ光Ｌ１ａは、光取り出し領域Ａから信号検出領域Ｂに時計方向に検出路３０を伝搬する。一方、第２レーザ光Ｌ２の一部が結合周回路２３から検出路３０に移行した第２検出レーザ光Ｌ２ａは、光取り出し領域Ａから信号検出領域Ｂに反時計方向に検出路３０を伝搬する。 Similar to the first embodiment, part of the first laser light L1 and the second laser light L2 propagating through the coupling circuit 23 is transferred from the coupling circuit 23 to the detection path 30 in the light extraction region A. . The first detection laser light L1a in which a part of the first laser light L1 has moved from the coupling circuit 23 to the detection path 30 propagates in the detection path 30 from the light extraction area A to the signal detection area B in the clockwise direction. On the other hand, the second detection laser light L2a in which a part of the second laser light L2 has moved from the coupling circuit 23 to the detection path 30 propagates the detection path 30 from the light extraction area A to the signal detection area B in the counterclockwise direction. .
検出路３０を伝搬する第１検出レーザ光Ｌ１ａ及び第２検出レーザ光Ｌ２ａは、信号検出領域Ｂにおいて合波する。そして、第１検出レーザ光Ｌ１ａの周波数と第２検出レーザ光Ｌ２ａの周波数との間に周波数差が存在する場合には、第１検出レーザ光Ｌ１ａと第２検出レーザ光Ｌ２ａとが重ね合わさったビート信号が検出部３０２で生じる。検出部３０２に生じたビート信号は、信号検出器４０により検出される。 The first detection laser beam L1a and the second detection laser beam L2a propagating through the detection path 30 are combined in the signal detection region B. When there is a frequency difference between the frequency of the first detection laser light L1a and the frequency of the second detection laser light L2a, the first detection laser light L1a and the second detection laser light L2a are overlapped. A beat signal is generated at the detection unit 302. The beat signal generated in the detection unit 302 is detected by the signal detector 40.
検出されたビート信号の光強度の変化を用いて、基板１の角速度を算出できる。他は、第１の実施の形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。 The angular velocity of the substrate 1 can be calculated using the change in the light intensity of the detected beat signal. Others are substantially the same as those in the first embodiment, and redundant description is omitted.
以上に説明したように、本発明の第２の実施の形態に係る光ジャイロセンサでは、入れ子状に配置された複数の結合周回路２１〜２３を光結合させることによって、第１レーザ光Ｌ１と第２レーザ光Ｌ２が伝搬する光導波路２０の全周回路長を長くでき、且つ光導波路２０の周回路が囲む面積を実質的に大きくできる。そのため、基板１の面積の増大を抑制しつつ、角速度の検出精度を向上できる。 As described above, in the optical gyro sensor according to the second embodiment of the present invention, the first laser light L1 and the plurality of coupling peripheral circuits 21 to 23 arranged in a nested manner are optically coupled to each other. The entire circuit length of the optical waveguide 20 through which the second laser light L2 propagates can be increased, and the area surrounded by the peripheral circuit of the optical waveguide 20 can be substantially increased. Therefore, the angular velocity detection accuracy can be improved while suppressing an increase in the area of the substrate 1.
なお、図１６では、光導波路２０の有する結合周回路数が３である例を示したが、結合周回路が４つ以上であってもよい。つまり、互いに光結合長ＬCにわたって光結合距離ｄCの間隔で平行に配置された結合部２１０をそれぞれ有するｎ個の結合周回路２１〜２ｎで光導波路２０を構成できる（ｎ：２以上の整数）。そして、最外周に配置された結合周回路２ｎの一部と検出路３０との距離が、光取り出し長ＬAにわたって光取り出し距離ｄAになるよう光導波路２０を配置すればよい。 In FIG. 16, an example in which the number of coupled peripheral circuits included in the optical waveguide 20 is three is shown. However, the number of coupled peripheral circuits may be four or more. That is, it constitutes an optical waveguide 20 with n bonds peripheral circuit 21~2n each having a coupling portion 210 which is parallel spaced optical coupling distance d C over optical coupling length L C from each other (n: 2 or more integer). Then, the optical waveguide 20 may be arranged so that the distance between a part of the coupling circuit 2n arranged on the outermost periphery and the detection path 30 becomes the light extraction distance d A over the light extraction length L A.
以上の説明では、光結合領域Ｃ１、Ｃ２において、結合周回路２１〜２３が互いに平行に配置された例を示した。しかし、結合周回路２１〜２３の間隔が光結合距離ｄCである長さが光結合長ＬCであれば、光結合領域Ｃ１、Ｃ２において結合周回路２１〜２３が平行でなくてもよい。 In the above description, an example is shown in which the coupling circuits 21 to 23 are arranged in parallel with each other in the optical coupling regions C1 and C2. However, if a light coupling length is L C is the length interval optical coupling distance d C of the coupling peripheral circuits 21 to 23, coupled peripheral circuits 21 to 23 in the optical coupling region C1, C2 do not have to be parallel .
＜変形例＞
図１６では、結合周回路２１〜２３のうちの最内側の結合周回路２１と光増幅器１０とがリング状の光路を構成する光ジャイロセンサの例を示した。しかし、光増幅器１０を周回路の一部に含めずに、光導波路２０の外部に光源を配置した光ジャイロセンサでも、リング状に配置された複数の周回路を光結合させることにより、光導波路２０の全周回路長及び光導波路２０の周回路が囲む面積を増大させて検出精度を向上する効果は得られる。
<Modification>
FIG. 16 illustrates an example of an optical gyro sensor in which the innermost coupling circuit 21 of the coupling circuits 21 to 23 and the optical amplifier 10 form a ring-shaped optical path. However, even in an optical gyro sensor in which a light source is disposed outside the optical waveguide 20 without including the optical amplifier 10 as a part of the peripheral circuit, the optical waveguide is obtained by optically coupling a plurality of peripheral circuits arranged in a ring shape. The effect of improving the detection accuracy by increasing the total circuit length of 20 and the area surrounded by the peripheral circuit of the optical waveguide 20 can be obtained.
例えば、図１７に示すような光拡散型光ファイバジャイロ（Ｒ−ＦＯＧ）タイプの光ジャイロセンサにおいても、周回路長を長くすることにより検出精度を向上することができる。光導波路２０の内側に配置された光源６０から出力されたレーザ光Ｌ６０が光導入器６５で５０％ずつに分岐されて、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２として光導波路２０に導入される。光源６０には、スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）等が採用可能である。光源６０を光導波路２０の外側に配置してもよい。 For example, even in a light diffusion optical fiber gyro (R-FOG) type optical gyro sensor as shown in FIG. 17, the detection accuracy can be improved by increasing the peripheral circuit length. The laser light L60 output from the light source 60 disposed inside the optical waveguide 20 is branched by 50% by the light introducing device 65 and introduced into the optical waveguide 20 as the first laser light L1 and the second laser light L2. The As the light source 60, a super luminescent diode (SLD) or the like can be employed. The light source 60 may be disposed outside the optical waveguide 20.
第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２は、光結合領域Ｃ１で１００％移行しながら光導波路２０を周回する。つまり、光導波路２０はセンシングコイルと同様の機能を果たす。そして、光取り出し領域Ａにおいて第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２のそれぞれ一部が光導波路２０から検出路３０に移行し、第１検出レーザ光Ｌ１ａ及び第２検出レーザ光Ｌ２ａが検出路３０を伝搬する。第１検出レーザ光Ｌ１ａ及び第２検出レーザ光Ｌ２ａにより生じるビート信号が検出器７０で検出され、角速度が検出される。 The first laser beam L1 and the second laser beam L2 circulate around the optical waveguide 20 while moving 100% in the optical coupling region C1. That is, the optical waveguide 20 performs the same function as the sensing coil. In the light extraction region A, a part of each of the first laser beam L1 and the second laser beam L2 moves from the optical waveguide 20 to the detection path 30, and the first detection laser beam L1a and the second detection laser beam L2a are detected paths. 30 is propagated. The beat signal generated by the first detection laser beam L1a and the second detection laser beam L2a is detected by the detector 70, and the angular velocity is detected.
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は第１及び第２の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
As described above, the present invention has been described according to the first and second embodiments. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
既に述べた第１及び第２の実施の形態の説明においては、検出路３０の備える光取り出し部３０１が１箇所であったが、光取り出し部３０１を２箇所備え、第１レーザ光Ｌ１と第２レーザ光Ｌ２の取り出しを異なる光取り出し部３０１で行ってもよい。 In the description of the first and second embodiments already described, the light extraction unit 301 provided in the detection path 30 is provided at one location. However, the light extraction unit 301 is provided at two locations, and the first laser beam L1 and the first light extraction unit 301 are provided. The two laser beams L2 may be extracted by different light extraction units 301.
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
本発明の光ジャイロセンサは、ジャイロセンサを製造する製造業を含む電子機器産業に利用可能である。 The optical gyro sensor of the present invention can be used in the electronic equipment industry including the manufacturing industry that manufactures gyro sensors.
１…基板
１０…光増幅器
１１、１２…出力面
２０…光導波路
２１〜２３…結合周回路
３０…検出路
４０…信号検出器
５０…角速度検出回路
６０…光源
６５…光導入器
７０…検出器
１０１…下部電極
１０２…下部クラッド層
１０３…活性層
１０４…上部クラッド層
１０５…上部電極
２０１…コア層
２０２…クラッド層
２１０…結合部
３０１…光取り出し部
３０２…検出部
Ａ…光取り出し領域
Ｂ…信号検出領域
Ｃ１、Ｃ２…光結合領域
Ｌ１…第１レーザ光
Ｌ１ａ…第１検出レーザ光
Ｌ２…第２レーザ光
Ｌ２ａ…第２検出レーザ光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate 10 ... Optical amplifier 11, 12 ... Output surface 20 ... Optical waveguide 21-23 ... Coupling circuit 30 ... Detection path 40 ... Signal detector 50 ... Angular velocity detection circuit 60 ... Light source 65 ... Optical introducer 70 ... Detector DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Lower electrode 102 ... Lower clad layer 103 ... Active layer 104 ... Upper clad layer 105 ... Upper electrode 201 ... Core layer 202 ... Cladding layer 210 ... Coupling part 301 ... Light extraction part 302 ... Detection part A ... Light extraction area B ... Signal detection region C1, C2 ... optical coupling region L1 ... first laser beam L1a ... first detection laser beam L2 ... second laser beam L2a ... second detection laser beam
Claims (8)
リング状の光路を構成するように前記基板上に配置され、第１及び第２レーザ光が互いに異なる周回方向に伝搬する光導波路と、
前記光導波路を囲むように前記基板上に配置され、前記光導波路から前記第１及び第２レーザ光のそれぞれ一部が移行する光取り出し距離で光取り出し長にわたって前記光導波路に隣接して配置された光取り出し部を有する検出路と、
前記光導波路から前記光取り出し部に移行した前記第１及び第２レーザ光のそれぞれ一部が合波して前記検出路に生じるビート信号を検出する信号検出器と
を備えることを特徴とする光ジャイロセンサ。 A substrate,
An optical waveguide disposed on the substrate so as to form a ring-shaped optical path, wherein the first and second laser beams propagate in different circumferential directions;
It is disposed on the substrate so as to surround the optical waveguide, and is disposed adjacent to the optical waveguide over a light extraction length at a light extraction distance at which a part of each of the first and second laser beams moves from the optical waveguide. A detection path having a light extraction portion;
A signal detector configured to detect a beat signal generated in the detection path by combining a part of each of the first and second laser beams transferred from the optical waveguide to the light extraction unit. Gyro sensor.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20120403 |