JPH05133757A - リング共振型ジヤイロ - Google Patents
リング共振型ジヤイロInfo
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- JPH05133757A JPH05133757A JP3294709A JP29470991A JPH05133757A JP H05133757 A JPH05133757 A JP H05133757A JP 3294709 A JP3294709 A JP 3294709A JP 29470991 A JP29470991 A JP 29470991A JP H05133757 A JPH05133757 A JP H05133757A
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- Japan
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- waveguide
- light
- ring
- wave
- optical
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 リング共振型ジャイロ全体を小型化、低価格
化し、かつ外乱に対して安定なジャイロを構成する。 【構成】 第１，第２，第３の導波路１，２，３と、リ
ング導波路４と、第２，第３導波路２，３およびリング
導波路４を光結合する光結合部６，７とを電気光学効果
を有する共通の基板９上に集積して形成し、第１導波路
１の分岐部５から光結合部６までの間の第２導波路２に
変調用電極８を取り付ける。
化し、かつ外乱に対して安定なジャイロを構成する。 【構成】 第１，第２，第３の導波路１，２，３と、リ
ング導波路４と、第２，第３導波路２，３およびリング
導波路４を光結合する光結合部６，７とを電気光学効果
を有する共通の基板９上に集積して形成し、第１導波路
１の分岐部５から光結合部６までの間の第２導波路２に
変調用電極８を取り付ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は特に装置全体を小型化
し、かつ安定化したリング共振型ジャイロに関するもの
である。
し、かつ安定化したリング共振型ジャイロに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】光ジャイロの方式として、レーザジャイ
ロ、光ファイバジャイロ、リング共振型ジャイロの３方
式が提案されている。リング共振型ジャイロは、光ファ
イバ長が光ファイバジャイロに比して短くて済む利点が
ある。従来のリング共振型ジャイロの基本的構成および
その動作を図２について簡単に説明する。例えば半導体
レーザにより構成された光源１０からの光は、光カプラ
１６によって光ファイバ１３，１４に分岐され、それぞ
れ光カプラ１７，１８を経由した後、光カプラ１９によ
って光ファイバループ１５内に導入され、時計回り方向
の光（ＣＷ）と、反時計回り方向の光（ＣＣＷ）とにな
る。
ロ、光ファイバジャイロ、リング共振型ジャイロの３方
式が提案されている。リング共振型ジャイロは、光ファ
イバ長が光ファイバジャイロに比して短くて済む利点が
ある。従来のリング共振型ジャイロの基本的構成および
その動作を図２について簡単に説明する。例えば半導体
レーザにより構成された光源１０からの光は、光カプラ
１６によって光ファイバ１３，１４に分岐され、それぞ
れ光カプラ１７，１８を経由した後、光カプラ１９によ
って光ファイバループ１５内に導入され、時計回り方向
の光（ＣＷ）と、反時計回り方向の光（ＣＣＷ）とにな
る。
【０００３】ＣＷ光はループ１５内で多重干渉し、その
漏れ光は光カプラ１９−光ファイバ１３−光カプラ１７
を経由して検出器１２に入力される。同様にＣＣＷ光も
ループ１５内で多重干渉し、その漏れ光は光カプラ１９
−光ファイバ１４−光カプラ１８を経由して検出器１１
に入力される。光ファイバループ１５には、そのループ
長と光源１０より得られる光の波長とで決まる共振周波
数が存在し、共振状態では光ファイバループ１５内に光
が閉じ込められる。このようなジャイロに回転が加わら
ない場合は、ＣＷ光もＣＣＷ光も同一の共振周波数を持
つが、回転角速度が加わるとサニャック効果によりＣＷ
光とＣＣＷ光とで共振周波数が相違してくる。この相違
（ずれ）を検知することにより、回転角速度を知ること
ができる。
漏れ光は光カプラ１９−光ファイバ１３−光カプラ１７
を経由して検出器１２に入力される。同様にＣＣＷ光も
ループ１５内で多重干渉し、その漏れ光は光カプラ１９
−光ファイバ１４−光カプラ１８を経由して検出器１１
に入力される。光ファイバループ１５には、そのループ
長と光源１０より得られる光の波長とで決まる共振周波
数が存在し、共振状態では光ファイバループ１５内に光
が閉じ込められる。このようなジャイロに回転が加わら
ない場合は、ＣＷ光もＣＣＷ光も同一の共振周波数を持
つが、回転角速度が加わるとサニャック効果によりＣＷ
光とＣＣＷ光とで共振周波数が相違してくる。この相違
（ずれ）を検知することにより、回転角速度を知ること
ができる。
【０００４】図２に示す構成では、ＣＷ光の漏れ光の強
さが検出器１２で検出されてその検出出力が光源１０に
フィードバックされ、漏れ光の強さに応じて光源１０か
ら射出される光の周波数が制御され、光ファイバループ
１５内でＣＷ光が常時共振状態にあるように保持され
る。従ってこの例ではＣＷ光は温度などの外乱補正用と
して使用されている場合を示している。
さが検出器１２で検出されてその検出出力が光源１０に
フィードバックされ、漏れ光の強さに応じて光源１０か
ら射出される光の周波数が制御され、光ファイバループ
１５内でＣＷ光が常時共振状態にあるように保持され
る。従ってこの例ではＣＷ光は温度などの外乱補正用と
して使用されている場合を示している。
【０００５】一方ＣＣＷ光の漏れ光の強さは検出器１１
で検出されてその検出出力は周波数シフタ２０にフィー
ドバックされ、漏れ光の強さに応じて周波数シフタ２０
を通る光の周波数がシフトされ、ＣＣＷ光も光ファイバ
ループ１５内で共振状態に保持される。この周波数シフ
タ２０に対する周波数のシフト量からジャイロに加えら
れる回転角速度が算出される。
で検出されてその検出出力は周波数シフタ２０にフィー
ドバックされ、漏れ光の強さに応じて周波数シフタ２０
を通る光の周波数がシフトされ、ＣＣＷ光も光ファイバ
ループ１５内で共振状態に保持される。この周波数シフ
タ２０に対する周波数のシフト量からジャイロに加えら
れる回転角速度が算出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この従来のジャイロに
おいては、ループ１５として光ファイバを使用している
ために、振動などの外乱に弱い問題点があり、光ファイ
バ同士を結合するため光カプラの制作技術が必要であ
り、さらに周波数シフタ２０を光ファイバ中に取り付け
ねばならず、その取り付け作業および光学的調整に手数
を要する問題点があり、周波数シフタ２０としての音響
光学変調器（ＡＯＭ）が高価であるなど、小型化および
低価格化への障害となっていた。この発明は上述した問
題点を解決したリング共振型ジャイロを提供したもので
ある。
おいては、ループ１５として光ファイバを使用している
ために、振動などの外乱に弱い問題点があり、光ファイ
バ同士を結合するため光カプラの制作技術が必要であ
り、さらに周波数シフタ２０を光ファイバ中に取り付け
ねばならず、その取り付け作業および光学的調整に手数
を要する問題点があり、周波数シフタ２０としての音響
光学変調器（ＡＯＭ）が高価であるなど、小型化および
低価格化への障害となっていた。この発明は上述した問
題点を解決したリング共振型ジャイロを提供したもので
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めこの発明では、第１導波路１と、この第１導波路１か
ら２分岐された第２，第３導波路２，３と、この第２，
第３導波路２，３と光結合するリング導波路４とが電気
光学効果を有する共通の基板９上に集積され、第１導波
路１の分岐部５からリング導波路４との光結合部６，７
までの間の第２導波路２または第３導波路３に変調用電
極８が取り付けられたものである。
めこの発明では、第１導波路１と、この第１導波路１か
ら２分岐された第２，第３導波路２，３と、この第２，
第３導波路２，３と光結合するリング導波路４とが電気
光学効果を有する共通の基板９上に集積され、第１導波
路１の分岐部５からリング導波路４との光結合部６，７
までの間の第２導波路２または第３導波路３に変調用電
極８が取り付けられたものである。
【０００８】
【作用】電気光学効果を有する共通の基板９上に集積さ
れて、第１導波路１，第２導波路２，第３導波路３，リ
ング導波路４が形成され、かつ光結合部６，７が形成さ
れており、従来と同様の回転角速度の検出動作をするこ
とは勿論であるが、基板９上に集積されているので、小
型化，低価格化でき、かつ安定化できる。
れて、第１導波路１，第２導波路２，第３導波路３，リ
ング導波路４が形成され、かつ光結合部６，７が形成さ
れており、従来と同様の回転角速度の検出動作をするこ
とは勿論であるが、基板９上に集積されているので、小
型化，低価格化でき、かつ安定化できる。
【０００９】
【実施例】この発明に係わるリング共振型ジャイロの一
例を図１を参照して説明する。この発明では基板９とし
て電気光学材料、例えばニオブ酸リチウムまたはタンタ
ル酸リチウムなどを使用し、これに上述した図２で示す
従来の光ファイバ１３，１４、光ファイバループ１５お
よび光カプラ１６，１７，１８，１９と同一作用をなす
部分を直接集積して形成したものである。
例を図１を参照して説明する。この発明では基板９とし
て電気光学材料、例えばニオブ酸リチウムまたはタンタ
ル酸リチウムなどを使用し、これに上述した図２で示す
従来の光ファイバ１３，１４、光ファイバループ１５お
よび光カプラ１６，１７，１８，１９と同一作用をなす
部分を直接集積して形成したものである。
【００１０】即ち、図１に示す基板９の第１導波路１，
第２導波路２，第３導波路３，リング導波路４に対応す
る部分を、他部より高屈折率に形成するものである。基
板９の一部（導波路）を高屈折率に形成するためには、
周知のチタン拡散法あるいはプロトン変換法などが用い
られる。これにより基板９の拡散された部分が各導波路
１，２，３，４となる。光結合部６，７も同様な方法に
より基板９に対し集積して形成することができ、従来の
方向性結合器と同様に機能させ得る。
第２導波路２，第３導波路３，リング導波路４に対応す
る部分を、他部より高屈折率に形成するものである。基
板９の一部（導波路）を高屈折率に形成するためには、
周知のチタン拡散法あるいはプロトン変換法などが用い
られる。これにより基板９の拡散された部分が各導波路
１，２，３，４となる。光結合部６，７も同様な方法に
より基板９に対し集積して形成することができ、従来の
方向性結合器と同様に機能させ得る。
【００１１】分岐部５は第１導波路１に対して第２導波
路２および第３導波路３を単にＹ字型に形成すればよ
い。図１に示す第１導波路１は基板９の左端縁（図にお
いて）から右端縁に向かって比較的短尺に形成され、左
端部は光源１０に光学的に連結され、第２，第３の導波
路２，３は第１導波路１の延長方向に対して対称的に形
成され、それらの右端部は基板９の右端縁に達して、検
出器１１，１２に光学的に連結されている。
路２および第３導波路３を単にＹ字型に形成すればよ
い。図１に示す第１導波路１は基板９の左端縁（図にお
いて）から右端縁に向かって比較的短尺に形成され、左
端部は光源１０に光学的に連結され、第２，第３の導波
路２，３は第１導波路１の延長方向に対して対称的に形
成され、それらの右端部は基板９の右端縁に達して、検
出器１１，１２に光学的に連結されている。
【００１２】分岐部５から光結合部６までの間の第２導
波路２に対して、これを挟むように一対の変調用電極８
が基板９上に取り付けられている。ニオブ酸リチウムは
電気光学効果を有しているので、一対の電極８間に電場
をかければ、この電場の強さに応じてこの電極８間に挟
まれている光の導波路の屈折率が変わり、導波路中の光
の位相を変えることができ、即ち位相を時間に対して線
形に変えることにより光の周波数を変えることができる
（セロダイン変調法）。よって変調用電極８を周波数シ
フタとして機能させることができる。
波路２に対して、これを挟むように一対の変調用電極８
が基板９上に取り付けられている。ニオブ酸リチウムは
電気光学効果を有しているので、一対の電極８間に電場
をかければ、この電場の強さに応じてこの電極８間に挟
まれている光の導波路の屈折率が変わり、導波路中の光
の位相を変えることができ、即ち位相を時間に対して線
形に変えることにより光の周波数を変えることができる
（セロダイン変調法）。よって変調用電極８を周波数シ
フタとして機能させることができる。
【００１３】このジゃイロの動作を説明すると、光源１
０から射出された光は第１導波路１に導入され、分岐部
５で２分される。２分された一方の光は第２導波路２を
通り、光結合部６でリング導波路４に入りＣＷ光とな
る。分岐部５で２分された他方の光は第３導波路３を通
り、光結合部７でリング導波路４に入りＣＣＷ光とな
る。ＣＷ光はリング導波路４内で多重干渉し、その漏れ
光の強さは検出器１１で検出される。ＣＣＷ光も同様に
リング導波路４内で多重干渉し、その漏れ光の強さは検
出器１２で検出される。
０から射出された光は第１導波路１に導入され、分岐部
５で２分される。２分された一方の光は第２導波路２を
通り、光結合部６でリング導波路４に入りＣＷ光とな
る。分岐部５で２分された他方の光は第３導波路３を通
り、光結合部７でリング導波路４に入りＣＣＷ光とな
る。ＣＷ光はリング導波路４内で多重干渉し、その漏れ
光の強さは検出器１１で検出される。ＣＣＷ光も同様に
リング導波路４内で多重干渉し、その漏れ光の強さは検
出器１２で検出される。
【００１４】ＣＷ光およびＣＣＷ光にも光源１０からの
光の波長とリング導波路４のループ長とで決まる共振周
波数が存在し、共振状態ではジャイロに回転角速度が加
わらない場合は、これらの共振周波数は同一となってリ
ング導波路４内に閉じ込められる。ジャイロに回転角速
度が加わるとサニャック効果によりこれらの共振周波数
は互いにずれるので、このずれを検出することにより回
転角速度を算出することができる。なお周波数のずれを
算出する手段は従来周知であるから、その説明は省略す
る。この例ではＣＣＷ光を温度変化などの外乱補正用に
使用（図２で説明したＣＷ光と同様の使用）し、ＣＷ光
を測定用に使用している。
光の波長とリング導波路４のループ長とで決まる共振周
波数が存在し、共振状態ではジャイロに回転角速度が加
わらない場合は、これらの共振周波数は同一となってリ
ング導波路４内に閉じ込められる。ジャイロに回転角速
度が加わるとサニャック効果によりこれらの共振周波数
は互いにずれるので、このずれを検出することにより回
転角速度を算出することができる。なお周波数のずれを
算出する手段は従来周知であるから、その説明は省略す
る。この例ではＣＣＷ光を温度変化などの外乱補正用に
使用（図２で説明したＣＷ光と同様の使用）し、ＣＷ光
を測定用に使用している。
【００１５】なお光源１０および検出器１１，１２は基
板９に直接取り付けてもよく、または光ファイバを介し
て取り付けてもよい。また上述においては変調用電極８
を第２導波路２に対向させた場合であるが、第３導波路
３に対向させてもよい。この場合は検出器１２からの出
力で変調用電極８の電場の強さを制御し、検出器１１の
出力で光源１０からの光の周波数を制御する。
板９に直接取り付けてもよく、または光ファイバを介し
て取り付けてもよい。また上述においては変調用電極８
を第２導波路２に対向させた場合であるが、第３導波路
３に対向させてもよい。この場合は検出器１２からの出
力で変調用電極８の電場の強さを制御し、検出器１１の
出力で光源１０からの光の周波数を制御する。
【００１６】
【発明の効果】この発明に係わるリング共振型ジャイロ
によれば、各導波路と光結合部および分岐部を１枚の基
板上に集積して形成することができるので、ジャイロ全
体を小型化でき、低価格化できる効果がある。また導波
路などの各部は基板に集積されているので、外乱に対し
て安定なジャイロを構成することができる効果がある。
によれば、各導波路と光結合部および分岐部を１枚の基
板上に集積して形成することができるので、ジャイロ全
体を小型化でき、低価格化できる効果がある。また導波
路などの各部は基板に集積されているので、外乱に対し
て安定なジャイロを構成することができる効果がある。
【図１】この発明に係わるリング共振型ジャイロの一例
を示す平面図。
を示す平面図。
【図２】従来のリング共振型ジャイロの一例を示す平面
図。
図。
Claims (1)
- 【請求項１】 第１導波路と、 この第１導波路から２分岐された第２，第３導波路と、 この第２，第３導波路と光結合するリング導波路と、 が電気光学効果を有する共通の基板上に集積され、 上記第１導波路の分岐部からリング導波路との光結合部
までの間の上記第２または第３の導波路に変調用電極を
取り付けたことを特徴とするリング共振型ジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3294709A JP2511346B2 (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | リング共振型ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3294709A JP2511346B2 (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | リング共振型ジャイロ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05133757A true JPH05133757A (ja) | 1993-05-28 |
| JP2511346B2 JP2511346B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=17811296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3294709A Expired - Fee Related JP2511346B2 (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | リング共振型ジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2511346B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007309937A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-29 | Honeywell Internatl Inc | 集積光学回転センサおよび回転レートを検出する方法 |
| JP2009540484A (ja) * | 2006-06-14 | 2009-11-19 | サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド | ハードディスク用ヘッドジンバルアセンブリ、及びその組立方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6247516A (ja) * | 1985-08-23 | 1987-03-02 | ノ−スロツプ・コ−ポレ−シヨン | 薄膜レ−ザジャイロ |
| JPH04357408A (ja) * | 1991-01-25 | 1992-12-10 | Tokimec Inc | 光ジャイロの光学系の構造 |
-
1991
- 1991-11-12 JP JP3294709A patent/JP2511346B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6247516A (ja) * | 1985-08-23 | 1987-03-02 | ノ−スロツプ・コ−ポレ−シヨン | 薄膜レ−ザジャイロ |
| JPH04357408A (ja) * | 1991-01-25 | 1992-12-10 | Tokimec Inc | 光ジャイロの光学系の構造 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007309937A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-29 | Honeywell Internatl Inc | 集積光学回転センサおよび回転レートを検出する方法 |
| JP2009540484A (ja) * | 2006-06-14 | 2009-11-19 | サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド | ハードディスク用ヘッドジンバルアセンブリ、及びその組立方法 |
| US8111486B2 (en) | 2006-06-14 | 2012-02-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Head gimbals assembly of hard disk and method of assembling thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2511346B2 (ja) | 1996-06-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960123 |
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