JPH05203454A - 光ファイバジャイロ用光集積回路 - Google Patents
光ファイバジャイロ用光集積回路Info
- Publication number
- JPH05203454A JPH05203454A JP1332392A JP1332392A JPH05203454A JP H05203454 A JPH05203454 A JP H05203454A JP 1332392 A JP1332392 A JP 1332392A JP 1332392 A JP1332392 A JP 1332392A JP H05203454 A JPH05203454 A JP H05203454A
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- JP
- Japan
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- integrated circuit
- coupler
- optical integrated
- waveguides
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板上に３ｄＢカプラの機能を集積化したに
も拘らず、３ｄＢカプラによる６ｄＢの損失が生じない
ような光ファイバジャイロ用光集積回路を提供する。 【構成】 この光集積回路は、基板（１）上に、プロト
ン交換法により作製された独立した二つの導波路（１
３，１８；１５，１６）と、二つの導波路に関連してプ
ロトン交換法により作製されていて分岐比が３ｄＢカプ
ラになるように設定された方向性結合器（１４）と、各
導波路に配設された二つの位相変調器（１９，２１）と
を備えている。
も拘らず、３ｄＢカプラによる６ｄＢの損失が生じない
ような光ファイバジャイロ用光集積回路を提供する。 【構成】 この光集積回路は、基板（１）上に、プロト
ン交換法により作製された独立した二つの導波路（１
３，１８；１５，１６）と、二つの導波路に関連してプ
ロトン交換法により作製されていて分岐比が３ｄＢカプ
ラになるように設定された方向性結合器（１４）と、各
導波路に配設された二つの位相変調器（１９，２１）と
を備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバジャイロ用
光集積回路の改良に関する。
光集積回路の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来の光集積回路の一例を用い
た鋸歯状波変調型光ファイバジャイロの構成を示してい
るが、図中、１は基板、１０はスパールネッセントダイ
オード（ＳＬＤ）の如き光源、１７はファイバコイル、
１９，２１は位相変調器、２０は光検出器、２２，２９
は光ファイバ、２３は３ｄＢカプラ、２４は入出力ポー
ト、２５，２７，２８は導波路、２６はＹ分岐である。
導波路２５，２７，２８及び変調器１９，２１は基板１
上に設けられていて、導波路２５はプロトン交換法によ
り作製され、ＴＥ（或いはＴＭ）モードの光波のみを通
過させるように構成されている。
た鋸歯状波変調型光ファイバジャイロの構成を示してい
るが、図中、１は基板、１０はスパールネッセントダイ
オード（ＳＬＤ）の如き光源、１７はファイバコイル、
１９，２１は位相変調器、２０は光検出器、２２，２９
は光ファイバ、２３は３ｄＢカプラ、２４は入出力ポー
ト、２５，２７，２８は導波路、２６はＹ分岐である。
導波路２５，２７，２８及び変調器１９，２１は基板１
上に設けられていて、導波路２５はプロトン交換法によ
り作製され、ＴＥ（或いはＴＭ）モードの光波のみを通
過させるように構成されている。
【０００３】光源１０を出射した光は、光ファイバー２
２，３ｄＢカプラ２３及びポート２４を介して導波路２
５へ導かれる。導波路２５により偏光せしめられた光波
は、Ｙ分岐２６により導波路２７，２８へ分波される。
この場合、変調器１９には正弦波電圧が印加され、変調
器２１にはファイバコイル１７の回転角速度に応じて生
じるサニヤック位相シフトが相殺されるような周波数の
鋸歯状波電圧が印加される。光検出器２０で変調器１９
に印加された正弦波電圧と同一の周波数成分を検出する
と、ファイバコイル１７内を右回りに回る光波と左回り
に回る光波との間にπ／２の位相バイアスのついた信号
が得られて、ファイバコイル１７の低回転角速度の検出
感度が高められ、変調器２１に印加される鋸歯状波電圧
の周波数から、ファイバコイル１７の回転角速度が検出
されるようになっている。
２，３ｄＢカプラ２３及びポート２４を介して導波路２
５へ導かれる。導波路２５により偏光せしめられた光波
は、Ｙ分岐２６により導波路２７，２８へ分波される。
この場合、変調器１９には正弦波電圧が印加され、変調
器２１にはファイバコイル１７の回転角速度に応じて生
じるサニヤック位相シフトが相殺されるような周波数の
鋸歯状波電圧が印加される。光検出器２０で変調器１９
に印加された正弦波電圧と同一の周波数成分を検出する
と、ファイバコイル１７内を右回りに回る光波と左回り
に回る光波との間にπ／２の位相バイアスのついた信号
が得られて、ファイバコイル１７の低回転角速度の検出
感度が高められ、変調器２１に印加される鋸歯状波電圧
の周波数から、ファイバコイル１７の回転角速度が検出
されるようになっている。
【０００４】従って、ファイバコイル１７を一巡した右
回りと左回りの光波のうち、回転角速度検出に利用され
る変調成分は、ファイバコイル１７の回転角速度には無
関係にπ／２の位相バイアスがついていて、Ｙ分岐２６
で合波された時この特性に従って３ｄＢの放射光を発生
する。従って、残りの３ｄＢの光波が信号光となって導
波路２５に導かれ、この信号光はポート２４を出射して
３ｄＢカプラ２３に達し、ここで光ファイバ２２に３ｄ
Ｂ，光ファイバ２９に３ｄＢの割合で分波される。かく
して光ファイバ２９へ分波された信号光は光検出器２０
で受信され、信号光強度の変動に応じて、変調器２１に
印加される鋸歯状波の周波数が制御されるようになって
いる。
回りと左回りの光波のうち、回転角速度検出に利用され
る変調成分は、ファイバコイル１７の回転角速度には無
関係にπ／２の位相バイアスがついていて、Ｙ分岐２６
で合波された時この特性に従って３ｄＢの放射光を発生
する。従って、残りの３ｄＢの光波が信号光となって導
波路２５に導かれ、この信号光はポート２４を出射して
３ｄＢカプラ２３に達し、ここで光ファイバ２２に３ｄ
Ｂ，光ファイバ２９に３ｄＢの割合で分波される。かく
して光ファイバ２９へ分波された信号光は光検出器２０
で受信され、信号光強度の変動に応じて、変調器２１に
印加される鋸歯状波の周波数が制御されるようになって
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
光集積回路を用いた光ファイバジャイロを動作させた場
合に問題となるのは、第一に、光源１０からの光波が光
ファイバ２２を介してポート２４に至るとき３ｄＢカプ
ラ２３によって最低３ｄＢの光損失を被ること、第二
に、信号光がポート２４から光ファイバ２９へ至るとき
３ｄＢカプラ２３により３ｄＢは光ファイバ２２へ導か
れて無駄になってしまうということである。一般に、光
ファイバジャイロの最高分解精度は信号光強度の１／２
に比例して向上するので、上記の合計６ｄＢの損失は分
解精度を３ｄＢ劣化させる結果となる。
光集積回路を用いた光ファイバジャイロを動作させた場
合に問題となるのは、第一に、光源１０からの光波が光
ファイバ２２を介してポート２４に至るとき３ｄＢカプ
ラ２３によって最低３ｄＢの光損失を被ること、第二
に、信号光がポート２４から光ファイバ２９へ至るとき
３ｄＢカプラ２３により３ｄＢは光ファイバ２２へ導か
れて無駄になってしまうということである。一般に、光
ファイバジャイロの最高分解精度は信号光強度の１／２
に比例して向上するので、上記の合計６ｄＢの損失は分
解精度を３ｄＢ劣化させる結果となる。
【０００６】又、図３に示された従来例のように、基板
１上に３ｄＢカプラを設けると、Ｙ分岐２６で発生する
放射光が再結合して、信号光の持つサニヤック位相シフ
トに関する情報を誤らせる位相ノイズとなるが、この位
相ノイズは極めて大きく、累積角度誤差にして数１００
度／時に達することが報告されている。更に、上述のよ
うにして信号光に位相バイアスがつくと、Ｙ分岐２６に
おいて放射光が生じ、これにより累積角度誤差は更に大
きくなる。従って、従来の光ファイバジャイロ用光集積
回路においては、３ｄＢカプラを変調器と同一の基板上
に集積化することはできず、何れにしても３ｄＢカプラ
による６ｄＢの損失は避けられないのが実情であった。
１上に３ｄＢカプラを設けると、Ｙ分岐２６で発生する
放射光が再結合して、信号光の持つサニヤック位相シフ
トに関する情報を誤らせる位相ノイズとなるが、この位
相ノイズは極めて大きく、累積角度誤差にして数１００
度／時に達することが報告されている。更に、上述のよ
うにして信号光に位相バイアスがつくと、Ｙ分岐２６に
おいて放射光が生じ、これにより累積角度誤差は更に大
きくなる。従って、従来の光ファイバジャイロ用光集積
回路においては、３ｄＢカプラを変調器と同一の基板上
に集積化することはできず、何れにしても３ｄＢカプラ
による６ｄＢの損失は避けられないのが実情であった。
【０００７】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところ
は、基板上に３ｄＢカプラの機能を集積化したにも拘ら
ず、３ｄＢカプラによる６ｄＢの損失が生じないように
した、光ファイバジャイロ用光集積回路を提供しようと
するものである。
問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところ
は、基板上に３ｄＢカプラの機能を集積化したにも拘ら
ず、３ｄＢカプラによる６ｄＢの損失が生じないように
した、光ファイバジャイロ用光集積回路を提供しようと
するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による光ファイバジャイロ用光集積回路
は、ニオブ酸リチウム基板又はタンタル酸リチウム基板
上に、入力ポートと出力ポートに夫々接続されていてプ
ロトン交換法により作製された二つの独立した導波路
と、この二つの導波路に関連してプロトン交換法により
作製されていて分岐比が３ｄＢになるように設定された
方向性結合器と、二つの導波路の各出射側に独立配置さ
れた二つの位相変調器とを配設することにより構成され
ている。
めに、本発明による光ファイバジャイロ用光集積回路
は、ニオブ酸リチウム基板又はタンタル酸リチウム基板
上に、入力ポートと出力ポートに夫々接続されていてプ
ロトン交換法により作製された二つの独立した導波路
と、この二つの導波路に関連してプロトン交換法により
作製されていて分岐比が３ｄＢになるように設定された
方向性結合器と、二つの導波路の各出射側に独立配置さ
れた二つの位相変調器とを配設することにより構成され
ている。
【０００９】
【作用】導波路はプロトン交換法によって作成されてい
るから、光源から導波路へ導かれた光波は５０ｄＢ以上
の高い消光比の直線偏光となり、方向性結合器により二
つに分波されるが、この際放射が生じない。
るから、光源から導波路へ導かれた光波は５０ｄＢ以上
の高い消光比の直線偏光となり、方向性結合器により二
つに分波されるが、この際放射が生じない。
【００１０】
【実施例】以下、図１を参照して本発明の一実施例を説
明する。図中、１はｘ−カットニオブ酸リチウムから成
る基板、１１は入力ポート、１２は出力ポート、１３，
１５，１６，１８は基板１上にプロトン交換法により作
製された導波路、１４は基板１上にプロトン交換法によ
り作製された方向性結合器である。方向性結合器１４は
導波路幅５μｍ，ギャップ間隔（導波路の中心軸線間距
離）４μｍ，相互作用長６mmとした。プロトンの交換
は、安息香酸リチウムを用いて９０分間行い、アニール
は３５０℃で６時間行った。これにより、伝播損０．１
ｄＢ／cm，消光比５５ｄＢ以上の良好な偏光子機能を備
えた導波路が得られた。方向性結合器１４の分岐比は、
４５：５５〜５５：４５の範囲であって実用上支障のな
い範囲であった。尚、図１において、従来例で用いたの
と同一の部材には同一符号が付されている。
明する。図中、１はｘ−カットニオブ酸リチウムから成
る基板、１１は入力ポート、１２は出力ポート、１３，
１５，１６，１８は基板１上にプロトン交換法により作
製された導波路、１４は基板１上にプロトン交換法によ
り作製された方向性結合器である。方向性結合器１４は
導波路幅５μｍ，ギャップ間隔（導波路の中心軸線間距
離）４μｍ，相互作用長６mmとした。プロトンの交換
は、安息香酸リチウムを用いて９０分間行い、アニール
は３５０℃で６時間行った。これにより、伝播損０．１
ｄＢ／cm，消光比５５ｄＢ以上の良好な偏光子機能を備
えた導波路が得られた。方向性結合器１４の分岐比は、
４５：５５〜５５：４５の範囲であって実用上支障のな
い範囲であった。尚、図１において、従来例で用いたの
と同一の部材には同一符号が付されている。
【００１１】次に、上記実施例の作用を説明する。光源
１０を出射した光波は、光ファイバ２２及び入力ポート
１１を介して導波路１３へ導かれ、ここで５０ｄＢ以上
の高い消光比の直線偏光になる。偏光した光波は、方向
性結合器１４により導波路１５と１６に分波されるが、
この際光波の放射は生じない。但し、導波路１５内を伝
播する光波に対して導波路１６内を伝播する光波は、方
向性結合器１４の特性によって、π／２の位相遅れが生
じる。更に、ファイバコイル１７内を左回りに一巡して
再び方向性結合器１４に戻る光波は、導波路１８に分波
されるとき、ファイバコイル１７を右回りに一巡する光
波に対して、更にπ／２の位相遅れが生じる。従って、
従来の光集積回路と同様変調器１９に正弦波電圧を印加
し光検出器２０で印加電圧と同一の周波数成分を検出す
ると、ファイバコイル１７内を右回りに一巡する光波と
左回りに一巡する光波との間に３π／２の位相バイアス
が与えられた信号が得られる。この位相バイアスは、従
来の場合と同様にファイバコイル１７の低回転角速度の
検出感度を高めるのに有効である。一方、変調器２１
は、フィードバックループにより、ファイバコイル１７
の回転角速度に応じて生じるサニヤック位相シフトが相
殺されるような周波数の鋸歯状波電圧が印加され、この
周波数からファイバコイル１７の回転角速度が検出され
る。
１０を出射した光波は、光ファイバ２２及び入力ポート
１１を介して導波路１３へ導かれ、ここで５０ｄＢ以上
の高い消光比の直線偏光になる。偏光した光波は、方向
性結合器１４により導波路１５と１６に分波されるが、
この際光波の放射は生じない。但し、導波路１５内を伝
播する光波に対して導波路１６内を伝播する光波は、方
向性結合器１４の特性によって、π／２の位相遅れが生
じる。更に、ファイバコイル１７内を左回りに一巡して
再び方向性結合器１４に戻る光波は、導波路１８に分波
されるとき、ファイバコイル１７を右回りに一巡する光
波に対して、更にπ／２の位相遅れが生じる。従って、
従来の光集積回路と同様変調器１９に正弦波電圧を印加
し光検出器２０で印加電圧と同一の周波数成分を検出す
ると、ファイバコイル１７内を右回りに一巡する光波と
左回りに一巡する光波との間に３π／２の位相バイアス
が与えられた信号が得られる。この位相バイアスは、従
来の場合と同様にファイバコイル１７の低回転角速度の
検出感度を高めるのに有効である。一方、変調器２１
は、フィードバックループにより、ファイバコイル１７
の回転角速度に応じて生じるサニヤック位相シフトが相
殺されるような周波数の鋸歯状波電圧が印加され、この
周波数からファイバコイル１７の回転角速度が検出され
る。
【００１２】尚、上記実施例では、基板としてニオブ酸
リチウムを用いたが、これに代えてタンタル酸リチウム
を用いることもでき、同様の作用効果を得ることができ
る。
リチウムを用いたが、これに代えてタンタル酸リチウム
を用いることもでき、同様の作用効果を得ることができ
る。
【００１３】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、同一の基板
上に３ｄＢカプラ，偏光子及び変調器の機能を集積化し
たにも拘らず、３ｄＢカプラによる６ｄＢの損失を生じ
させない、高性能の光ファイバジャイロ用光集積回路を
提供することができる。
上に３ｄＢカプラ，偏光子及び変調器の機能を集積化し
たにも拘らず、３ｄＢカプラによる６ｄＢの損失を生じ
させない、高性能の光ファイバジャイロ用光集積回路を
提供することができる。
【図１】本発明による光集積回路の一実施例を用いた光
ファイバジャイロの構成を示す図である。
ファイバジャイロの構成を示す図である。
【図２】従来の光集積回路の一例を用いた光ファイバジ
ャイロの構成を示す図である。
ャイロの構成を示す図である。
【図３】従来の光集積回路の他の例を用いた光ファイバ
ジャイロの構成を示す図である。
ジャイロの構成を示す図である。
１ 基板 １０ 光源 １１，１２，２４ ポート １３，１５，１６，１８，２５，２７，２８ 導波路 １４ 方向性結合器 １７ ファイバコイル １９，２１ 変調器 ２０ 光検出器 ２２，２９ 光ファイバ ２３ ３ｄＢカプラ ２６ Ｙ分岐
Claims (1)
- 【請求項１】 ニオブ酸リチウム基板又はタンタル酸リ
チウム基板上に、入力ポートと出力ポートに夫々接続さ
れていてプロトン交換法により作製された二つの独立し
た導波路と、該二つの導波路に関連してプロトン交換法
により作製されていて分岐比が３ｄＢになるように設定
された方向性結合器と、該二つの導波路の各出射側に独
立配置された二つの位相変調器とを配設して成る、光フ
ァイバジャイロ用光集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1332392A JPH05203454A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 光ファイバジャイロ用光集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1332392A JPH05203454A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 光ファイバジャイロ用光集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05203454A true JPH05203454A (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=11829952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1332392A Pending JPH05203454A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 光ファイバジャイロ用光集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05203454A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0782017A3 (en) * | 1995-12-28 | 1998-08-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical waveguide optical wavelength conversion device, and methods for fabricating the same |
-
1992
- 1992-01-28 JP JP1332392A patent/JPH05203454A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0782017A3 (en) * | 1995-12-28 | 1998-08-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical waveguide optical wavelength conversion device, and methods for fabricating the same |
| US5872884A (en) * | 1995-12-28 | 1999-02-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical waveguide conversion device |
| US5991490A (en) * | 1995-12-28 | 1999-11-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical waveguide and optical wavelength conversion device |
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