JPH05224045A - ニオブ酸リチウム基板用集積光学チップ及びそれへの光ファイバーの取付けのためのレーザー融除方法 - Google Patents

ニオブ酸リチウム基板用集積光学チップ及びそれへの光ファイバーの取付けのためのレーザー融除方法

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JPH05224045A
JPH05224045A JP4210553A JP21055392A JPH05224045A JP H05224045 A JPH05224045 A JP H05224045A JP 4210553 A JP4210553 A JP 4210553A JP 21055392 A JP21055392 A JP 21055392A JP H05224045 A JPH05224045 A JP H05224045A
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Ching F Chen
ファ チェン チング
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 光集積回路チップへの光ファイバの取付け方
法を提供する。 【構成】 少なくとも１つの光導波路１５を有するニオ
ブ酸リチウム（LiNbO3）製の基板１２の縁に形成された
長穴１４は、伝播の光軸に対してある端面角度で形成さ
れた光導波路の端面を露出する端壁１８を有する。光フ
ァイバー２０は、該光ファイバー内における光の伝播方
向に対してある端面角度で形成された端面を有する。光
ファイバーは、光が、光導波路と光ファイバー間を伝播
し得る程度に接合面を形成するように、光導波路の端面
に突合せ結合された端面で長穴内に位置決めされる。光
導波路は、中央導波路及び検知導波路との入力分岐点ま
で伸びている。第１及び第２のバリアー深溝または溝
は、中央導波路に隣接して実質的に平行に形成され、予
定距離により導波路からオフセットされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】本発明は、集積光学チップまたはデバイ
スの分野に関し、特に、ファイバー光学ジャイロスコー
プやマッハ−ゼンダー干渉計のような干渉計型式計器の
製作に使用されるチップのような、ニオブ酸リチウム
（LiNbO3）基板上に集積光学回路を作成する際に使用す
るチップへの光ファイバーの取付けに関するプロセスの
分野に関する。
【０００２】
【関連技術】本出願の発明プロセスは、高い電子−光学
係数を有する多機能集積光学チップの作成プロセスに関
すると共に、米国特許第５，０４６，８０８号と米国特
許出願第０７／４２８，１７４号の開示に関連してい
る。米国特許第５，０４６，８０８号は、コアからクラ
ッドの中への屈折を許すようにそれへ接続されるファイ
バーの軸線に対して５−２５度の範囲に光導波路の端部
における角度を設けることによって、ファイバー光学回
転センサーにおける逆反射を除去することを教える。ま
た、米国特許第５，０４６，８０８号は、深溝の端部の
表面で終わる導波路の光軸に対して予定角度をなすよう
に深溝の端部を形成する工程を教えている。米国特許出
願第０７／４２８，１７４号の内容は、陽子交換プロセ
スによってニオブ酸リチウム基板において拡張された性
能特性と長寿命を有する導波路を作成するためのプロセ
スを開示した。米国特許出願第０７／４２８，１７４号
の内容は、参照によりこの中に取り入れられている。
【０００３】まず、形成されるべき光導波路のセグメン
トは、通常の写真石版術でニオブ酸リチウムウェハの表
面に描画される。次に、ウェハのマスク表面の露出セグ
メントは、マスクを介して露出されたニオブ酸リチウム
の表面内に望ましい陽子交換を達成するために、予定時
間の間安息香酸の中に浸される。
【０００４】導波路を形成するための陽子交換工程を述
べることに加えて、米国特許出願第０７／４２８，１７
４号は、焼きなましのために許容される時間を制御する
ことによって、基板に形成される導波路の深さを制御す
る工程を説明している。導波路の深さは、ウェハにおけ
る導波路と、該導波路に連結されるべきものである光フ
ァイバーのコアとの間の結合を最大にするように制御さ
れる。焼きなましプロセスは、コアから出てくる光のス
ポットサイズが、ファイバーの端部に対向するウェハの
表面における露出された導波路接合面に一致するまで、
実行される。
【０００５】また、本出願における発明プロセスは、集
積光学チップへのファイバーの堅固な取付け方法及びそ
の製品に関する１９８９年２月１３日出願の米国特許第
４，９７６，５０６号に関連している。米国特許第４，
９７６，５０６号は、共有譲受人を有し、基板における
光導波路への取付けのために溶接可能な物質でファイバ
ー光ファイバーの被覆を被覆する工程を省くことを教え
ている。次に、基板の上層及び最下層は、溶接可能な物
質の層で覆われる。導波路は、ガイドの外側の縁まで伸
びている。次に、ファイバーの端部は、導波路の端部に
対抗してファイバー光ファイバーのコアを配置するよう
に、サンドイッチされた基板の縁に対向して位置決めさ
れる。次に、ファイバーの端部における金属またはガラ
ス被覆の外側表面は、基板におけるサンドイッチを形成
する上及び最下被覆層に対称的に仮付け溶接される。
【０００６】米国特許出願第０７／４２８，１７４号、
米国特許第４，９７６，５０６号、米国特許出願第０７
／４５１，５８８号のいずれも、光ファイバーの光軸に
対してある角度をなすように光ファイバーの端面を位置
決めすることの特徴を教えていない。これらの関連出願
は、予定周囲を有する限定ビームを形成するようにマス
クを照射するためにエキシマレーザーを使用する工程、
すなわち、基板上の予定パターンを露出するように基板
にフォーカスされる縮小パターンビームを形成するため
に、縮小光学系を介して限定ビームを通す工程と、ビー
ムの縮小パターンによって確立される予定寸法で少なく
とも１つの深溝または溝を融除する工程とを教えていな
い。これらの関連出願は、基板に音響波エネルギーのた
めのダンパーまたはサプレッサーを提供することを教え
ていない。
【０００７】米国特許出願第０７／４２８，１７４号、
米国特許出願第０７／４５１，５８８号のいずれも、基
板物質を溶かすことなく、ニオブ酸リチウム結晶の結晶
構造のような結晶構造を破壊するために要求されるエネ
ルギーに一致するように特別に選択される特定の予定周
波数でレーザービームを使用する工程を教えていない。
【０００８】反応イオンエッチング（ＲＥＩ）及び融解
エッチングは、本発明方法より一層遅い方法である代替
方法である。反応イオンエッチングは、１９８２年にマ
ッグローヒル社により発行された“集積回路製作技術”
の第２８２ページにデビッドＪ．エリオット氏により述
べられている。ＲＥＩは、イオンを加速することと、イ
オンが物理的に基板を置換することのみならずまた化学
反応によって基板をエッチングする場所の基板物質にイ
オンを向けることを含む。
【０００９】１９８９年６月１３日付け米国特許第４，
８３８，９８９号は、レーザー駆動融解エッチングプロ
セスに関してキャロル Ｉ．Ｈ．アシュビィ氏に発行さ
れたものであるが、ＲＥＩよりわずかに早くなり得るが
融除エッチングの本発明方法より一層遅い状態になり得
る融解エッチングと呼ばれる化学的に促進されたレーザ
ーエッチングを述べた。米国特許第４，８３８，９８９
号のプロセスは、ＫＦのような物質の固い層で被覆され
た加工部材表面においてエキシマレーザー描画パルスを
使用した。基板物質加工部材表面は、LiNbO3のバンドギ
ャップ（すなわち４．０ｅＶ，３１０ｎｍ）を超過する
陽子エネルギーを有する高出力密度レーザーパルスによ
りLiNbO3の局所的融解を発生させるレーザービームによ
って温度を上昇させられた。この温度上昇は、ＫＦ被覆
とLiNbO3基板表面間の融解反応を発生させる。レーザー
によって融解したLiNbO3は、錯ニオブオキシフッ化物陰
イオンを形成するようにＫＦと再反応する。LiNbO3が非
水溶性であるのに対して、その結果として生じる固体
は、高水溶性である。
【００１０】また、ニオブ酸リチウムをエッチングする
ためのレーザー駆動融解の使用は、上記に説明した米国
特許第４，８３９，９８９号、米国特許第４，９７６，
５０６号、米国特許出願第０７／４２８，１７４号と共
に参照によりこの中に取り入れられるAshby et al., in
Appl. Phys. Lett. 49(8), August 25, 1986, pp 475-
477 に記載されている。
【００１１】米国特許第４，８３９，９８９号は、ニオ
ブ酸リチウムのようなエッチング物質に対して有効なも
のとしてレーザー駆動融解エッチングプロセスを特徴づ
けた。しかしながら、米国特許第４，８３９，９８９号
のプロセスで生じたエッチング速度は、商業的応用には
遅過ぎる。また、この融解プロセスは、その中へ物質を
融解することによって溝を形成するので、溝の縁のため
の鮮明な描画を提供する能力に欠けている。
【００１２】米国特許第４，８３９，９８９号は、基板
に狭い溝をエッチングするために、ニオブ酸リチウム結
晶基板（LiNbO3）上へのＫＦまたはどんな水成の覆いも
なしに、２４８ｎｍの波長での融除エッチングのために
エキシマレーザーを使用することを示しておらずまたは
示唆していない。
【００１３】
【発明の概要】本発明は、光学的活性物質または電子光
学物質製の基板に形成される集積光学デバイスである。
基板は、その内部に描画される対応光導波路を遮断する
ようにその中へ形成された、少なくとも１つの長穴を有
する。導波路は、選択された伝播光軸に沿って光学信号
を導くように特徴づけられる。
【００１４】長穴は、基板の縁における第１の端部と、
末端の端部壁における第２の端部とを有する。長穴の末
端の端部壁は、光導波路の端面を露出する。光導波路の
端面は、その部分で光導波路内に逆反射される光の量を
減じるために、光導波路内への伝播の光軸に対してある
角度で形成される。
【００１５】また、本発明は、コア及びクラッドを備え
る少なくとも１本の光ファイバーを有する。クラッドは
コアのまわりに形成される。光ファイバーは、典型的に
みがかれておりかつ端面と呼ばれる端部で終わる。光フ
ァイバーの端面は、その部分で光導波路内に逆反射され
る光の量を減じるために、光導波路における光の伝播の
方向に対してある角度をなすように形成される。長穴は
光ファイバーを収容するように形成される。光ファイバ
ーの端部は、長穴内に位置決めされ、その位置は、光が
光導波路と光ファイバーの間で伝播し得るほどの接合面
を形成するように光導波路の端面に突合せ結合されたコ
アの端面で固定される。基板内の音響波エネルギーは抑
圧される。
【００１６】また、本発明は、ニオブ酸リチウム基板、
または同様の結晶もしくは電子光学特性を有する他の結
晶物質に溝深溝を作る方法を教える。溝は、ファイバー
光ファイバーの外径にきわめてぴったり合った幅を有す
るように形成される。導波路の光軸とコアの心合わせは
クリティカルである。本発明の方法は、深溝に位置決め
された場合には、ニオブ酸リチウム（LiNbO3）基板に形
成された光導波路の端面の中心と実質的に心合せされる
ように、光ファイバーの中心軸を心合せするために特徴
づけられた予定深さを有する長穴または深溝を提供す
る。
【００１７】本発明方法は、基板の表面に対して実質的
に垂直になっている壁を備えた溝または長穴を描画また
は形成する際の融除エッチングの使用を教える。このよ
うにして形成された長穴は、初期の方法を使用して得ら
れなかった切削速度で、ニオブ酸リチウム基板における
予定寸法及び位置を有する。深溝は、実質的に滑らかな
側壁と、くずまたは熱損傷を実質的に免れた外側周辺と
を備えて形成される。ニオブ酸リチウム（LiNbO3）基板
【００１８】深溝の端部で終わる光導波路の端面に対向
してファイバー光ファイバーの端面の中心におけるコア
を位置決めするように、ニオブ酸リチウム基板における
深溝内に光ファイバーの端部を取付けるための本発明方
法の第１の実施態様。本発明の方法は次の各工程で始ま
る。 Ａ．溝が形成されるべき基板の平らな表面におけるある
領域を露出するように基板の表面をマスクする工程。溝
は、光軸を有し、末端の端部壁で終わり、端部壁は、実
質的に平らになるように、かつ端部壁における光導波路
の部分的表面を露出するように終わらせられ、光導波路
の光軸は、端部壁の表面で溝光軸を実質的に遮断する。 Ｂ．エキシマレーザーパルス化エネルギービームに基板
のマスクされた表面を露出することによって基板の物質
を融除する工程。レーザービームは、２４８ナノメータ
ー乃至３０８ナノメーターの範囲になるように予め決め
られた波長を有する。 Ｃ．溝内にファイバー光ファイバーの端部を位置決めす
る工程。溝は、溝光軸にとコア光軸を実質的に心合わせ
するように特徴づけられた予定長さ及び深さを有する。 Ｄ．予定光結合を得るように、露出された導波路表面に
中心的に対向して露出されたコア表面を調整する工程。 Ｅ．凹部にファイバー光ファイバーの端部を固着する工
程。
【００１９】代替方法において、溝のマスキング工程
は、写真石版術で実行される。別の代替方法において、
マスキング工程は、レーザービーム進路内に、拡大され
た事前用意された金属マスクを挿入することによって実
行される。レーザービームは、マスクを介して通過し、
予定寸法に縮小され、望ましい溝パターンのイメージを
形成するようにフォーカスされる。更に詳細な実施態様
において、基板は、融除前に金属の薄い層で被覆され、
形成されるべき溝の上部の金属は、融除プロセスで除去
され、溝に隣接する金属は、縁壁における基板金属を融
解から防ぐことによって、溝の縁の鮮明度を残しかつ高
める。
【００２０】
【実施例】図１は、集積電子光学Ｙ形接続器及び／また
は変調器に使用するための、典型的には単結晶ニオブ酸
リチウム（LiNbO3）のような光学的活性物質でできたウ
ェハまたは基板１２からなる集積光学デバイスを示す。
基板１２は、刻み目または長穴１４と、その中に描画ま
たは形成された少なくとも１つの光導波路１５とを備え
た上面１３を有している。第１、第２、及び第３の光導
波路１５、１６及び１７は、伝播の選択された通路また
は光軸に沿って光学信号を導くように基板内に形成され
ている。長穴１４は、該長穴の端部に位置づけられた端
部壁１８を有している。基部面１９は上面の真下に示さ
れている。図１のＹ形接続器及び変調器形態において、
第１の光導波路２０は、典型的に導波路１５へ光学信号
を供給するであろう。第２及び３の光ファイバー２１及
び２１は、それぞれ導波路１６及び１７から光学信号を
受信するであろう。図２は、図１の２−２切断線でとら
れた断面図であり、幅“Ｗ”を有する長穴１４の端部壁
１８を示す。端部壁１８は光導波路１５の端面２３を含
んでいる。
【００２１】導波路１５、１６及び１７は、実質的に同
一断面に形成され得る。導波路１５に関する記載は、導
波路１６及び１７に対して同様に適用する。導波路１５
は、一般に断面方形になり得るが、基板の内部に角を有
しており、それは、図１１及び１２に一層明確に示され
るように多少丸められ得る。導波路１５の断面領域、光
導波路の端面２３が好適である、は導波路１５と光ファ
イバー２０の間で光の効率的な結合を提供するために、
（図３及び４に示される）コア２４の断面領域とほとん
ど同一になっている。
【００２２】図１及び２の集積光学デバイスは、典型的
にＭＩＯＣ（多機能集積光学チップ）になり得ると共
に、それ自体、上面１３において導波路１６及び１７の
側面に位置する金属化領域に接続された電気的リード線
を有するであろう。例として、典型的なＭＩＯＣは、長
さ約４０ｍｍ及び幅約２ｍｍになっている。深溝１４
は、１５ｍｍの典型的な長さＬを有するように形成され
ている。深溝の幅Ｗは、使用されるべき光ファイバーの
直径に依存して、典型的に８０ｕｍ乃至１２５ｕｍの範
囲になっている。深溝の深さＤは、典型的に４０乃至７
０ｕｍの範囲になっている。この深さは、光ファイバー
の端面２５におけるコア２４の中心を光導波路の端面２
３の中心と心合せするように予め決められている。８０
ｕｍの幅と共に、我々は、この深さを、典型的に直径の
半分プラスコアの直径に等しい加算量の深さにセットし
た。
【００２３】図３は、見せかけの円２６内の領域の拡大
図であり、光導波路の端面２３は、該端面２３で反射さ
れる光の量を減じるために、伝播の光軸２８に対して端
面に関して１０度の端面角度２７で形成されている。
【００２４】光ファイバー２０は、長穴１４内に挿入さ
れた部分的に示されている。光ファイバー２０の端面角
度２９と光導波路１５の端面角度２７の明確な描写を可
能にするだけのために、図３において、光ファイバーの
端面２５と光導波路の端面２３の間に間隙がある。
【００２５】長穴１４の端部壁１８は、共通平面の光導
波路の端面２３を露出している。長穴の端部壁１８は、
光導波路の端面２３に向かって光導波路の中を進み、光
導波路の中へ逆反射される光が、偏向させられると共
に、光導波路から基板内への屈折を許し、それにより基
板１２に反射光を吸収または除去させる角度で、図８に
示される導波路基板境界３０に突き当たるほどの、光導
波路１５における光の伝播方向に関する光導波路１５の
端面角度２７で形成されている。
【００２６】光ファイバーの端面２５は、光ファイバー
２５の端面に向かって光ファイバーの中を進み、光ファ
イバー内に逆反射される光が、偏向されると共に、コア
からクラッド３１内への屈折を許し、それによりクラッ
ド３１に反射光を吸収または除去させる角度で、図６及
び８に示されるコアクラッド境界３２に突き当たるほど
の、光の伝播方向に対してある角度をなすように形成さ
れている。
【００２７】図１−３及び図４−５に示されるように、
集積光学デバイス１０は、少なくとも１本の光ファイバ
ー２０を有している。図４は、光ファイバー２０が長穴
１４内に位置決めされている斜視図における１本の光フ
ァイバーを示す。図５は、図１における左端のファイバ
ー光ファイバーの端部の一部の上面図である。図６は、
コア２４と、該コアのまわりのクラッド３１と、背景の
幻像の状態での応力棒３３、３４とを示すための、切断
線６−６でとられた図５におけるファイバー光ファイバ
ーの断面図である。図７は、光ファイバー２０の端面２
５を示す図５の光ファイバーの右側面図である。示され
たファイバーは、偏光維持ファイバーの一例である。示
された断面は、パンダ断面デザインと呼ばれ、日本の東
京の藤倉電線から入手できる。日立製作所は、偏光維持
になっている長円形断面のファイバーを提供している。
図８は、光が、接合面３８を介して光導波路１５と光フ
ァイバー２０間を効率的に伝播し得るほどの接合面３８
を形成するように、光導波路２０の端面２３に突合せ結
合された光ファイバー２０の端面２５を有する、長穴１
４内に位置決めされた光ファイバー２０を示す。光ファ
イバー２０の端面角度２９は、光コアを通って光ファイ
バーの端面２５に向かって移動する光のための入射角に
なる。光ファイバー２０の端面角度２９は、光ファイバ
ーの高速軸線４２及び光軸４４を含む平面で測定され
る。
【００２８】光ファイバー２０のコア２４を通って該光
ファイバーの端面２５に向かって移動する第１の光線４
６で表わされた伝播光の一部は、反射された第２の光線
４８として反射される。反射された第２の光線４８は、
クラッド入射角５０でクラッド３１を伝播しかつ遮断す
る。クラッド入射角５０は、反射された第２の光線４８
と光軸４４に対する垂線４９との間で形成された角度に
等しい。光ファイバー２９の端面角度２９は、臨界角度
が達せられると共に、反射された第２の光線４８におけ
る全反射光が、コアクラッド境界３２においてコア２４
からクラッド３１内へ脱出するまで、クラッド入射角５
０を減じるように調整される。
【００２９】図８に関して、光が導波路から接合面３８
へ移動している場合に、次に、ほとんどの反射光は、全
内部反射に対する臨界角より小さい角度で導波路基板境
界に突き当たり、それ故に導波路から出て基板１２の中
へ屈折するであろう。接合面における面のでこぼこは、
導波路が散乱光のほんの一部を導くであろうほどの角度
で導波路へ戻る光の一部を散乱させるであろう。しかし
ながら、１０°乃至１５°の角度でファイバー／導波路
接合面に光を入射すると、約６０ｄＢだけ反射光が少な
くなる。
【００３０】図８は、約１０度の、光ファイバー２０の
端面角度２９を示す。試験は、１０度の端面角度２９
が、光ファイバーの光ファイバー端面２５からの反射の
実質的な吸収に備えるのに十分であることを示した。光
ファイバー２０の端面角度２９が、光ファイバーの光軸
に関して１０度乃至１５度の範囲になるように形成され
る場合、満足な動作が得られ得ることは確かである。光
導波路１５の端面角度２７は、スネルの法則を使用して
決定される。接合面における普通の入射に関して、すな
わち光ファイバーの光軸４４が導波路１５の光軸と心合
わせされる配置に関して、反射率Ｒは次の通りとなる。
【数１】
【００３１】Ｒに関するこの答は、光ファイバー２０か
ら導波路１５へ移動する入射光の約４％が、光ファイバ
ー２０内に逆反射されるであろうということを意味して
いる。光ファイバー２０が、図１３におけるロールルー
プコイル１３４のような検知コイルの先端部に相当した
場合、光ファイバー検知コイル１３４を通過した後に光
ファイバー検知コイル１３４内に戻る逆伝播信号のよう
な光の反射は、右回り及び左回りの波を混合し、光ファ
イバー回転検知システムの出力に重大なエラーを引き起
こす。
【００３２】光ファイバー検知コイル１３４内に残る反
射光の量をできるだけ少なくするために、長穴は、光が
図３及び８に示されるように１０°乃至１５°の角度で
光接合面３８に入射するように形成される。図８は、光
ファイバーの光軸４４が、導波路の伝播の光軸２８と実
質的に心合せされるように、光ファイバー２０の端面２
５の端部と導波路１５が突合せ接合されることを示す。
【００３３】１０度に設けられた光ファイバー端面角度
２９を伴って、また典型的に１．４５になることが知ら
れている光ファイバーのコアの屈折率を伴って、さらに
典型的に２．２になることが知られている光導波路の屈
折率を伴って、スネルの法則は、残る未知数すなわち約
１５度の光導波路１５の端面角度２７に関して解かれ
る。満足な動作は、光導波路１５の光軸に関して５度乃
至２５度の範囲における端面角度２７を有するように形
成された光導波路の端面２３で得られ得ることは確かで
ある。
【００３４】しかしながら、導波路及び光ファイバーの
複屈折は、本発明が克服する付加的困難を与える。光学
信号は２つの直交するリニアー偏光成分を有している。
複屈折は、２つの偏光成分にわずかに異なる伝播速度を
有するようにさせる。図１３における３軸ファイバー光
学ジャイロスコープのような光ファイバー回転センサー
を構成するための以前の試みは、光ファイバー検知コイ
ル１３４の複屈折の軸を、導波路１６及び１７の軸と心
合せすることを含んでいる。ファイバーの軸と突合せ接
合される導波路の軸の心ずれは、ファイバーにおける両
偏光に導波路における両軸に沿った成分を有するように
させる。同様に、導波路における両偏光は、ファイバー
における両軸に沿った成分を有せしめる。したがって、
光信号がファイバー／導波路接合面を横切る度に、２つ
の偏光の著しい交差結合が起きる。以前のシステムにお
いて、この偏光交差結合は、訂正され得ない正弦波的に
変化する偏向エラーを生じる。
【００３５】典型的な光ファイバー回転検知システムに
使用される光学信号源は、約５０μｍのコヒーレンス長
Ｌcoh を有する光学信号を出力する広帯域デバイスであ
る。導波路が複屈折になっているので、２つの偏光成分
は、一方の軸に沿った偏光成分と他方の軸に沿った偏光
成分間に識別できる関係がない程度に非相関になるであ
ろう。非相関にするために偏光成分に必要とされる間隔
は、偏光消滅長である。
【００３６】複屈折の軸の心合せは、非常に労力がかか
り、それゆえ費用がかかる。偏光交差結合を除去するた
めに十分に接近したファイバー軸と導波路軸を心合せす
るのは不可能であることが知られていた。
【００３７】再び図１に関して、本発明は、導波路１６
及び１７の複屈折の軸と光ファイバー検知コイル１３４
の端部２１及び２２の軸との心合せに厳しい要求を出す
ことなく、偏光交差結合の困難さを克服している。導波
路１６及び１７の長さの差（Ｌ２−Ｌ３）は、偏光消滅
長より大きくなるように形成される。導波路１６及び１
７の長さの差は、偏光交差結合において非対称を生じ
る。偏光交差結合においてこの非対称を有することは、
交差結合によって生じたエラーを減じる。
【００３８】反応イオンエッチ及びレーザー駆動融解技
術と融除エッチング方法は共に、接合面３８のような導
波路／ファイバー接合面において検知コイル内へ過大な
光量を逆反射させないために要求された場合、集積光学
チップ１０の縁に１０°乃至１５°の角度で鏡なみの端
面を作る。結合溝を形成するために以前使用された技術
は、光ファイバーが集積光学チップにおいて導波路に接
続され得るように、基板の縁をみがくことを含んでい
た。
【００３９】図９は、印刷回路基板（図示しない）の回
路構成要素と接触させるための貫通ピン５４を備える金
属製容器５２からなる場合の、基板１２を取付けるため
の手段を略図的に表わす。貫通ピン５４は、金属容器５
２から電気的に絶縁されている。金属容器５２には、長
穴１４内にある光ファイバー２０を備えた基板１２がは
いっている。普通の浮遊リード線５６は、貫通ピン５４
の上部のピン端子５８と基板１２の上部の電気的パッド
６０との間の電気的接続をさせることを示されている。
基板１２は、該基板１２を音響的にダンプするための手
段に相当する接着層６４を介して、金属容器５２または
パッケージの下部内側表面６２に接合されている。実際
には、接着層は、上面１３を含む全面を保護して基板を
完全にカプセルに包む。
【００４０】接着層６４は、基板１２の基部面または底
面１９に塗布されるか、または基板の基部面１９と金属
容器６２もしくはパッケージの下部内側表面の間に置か
れる。褐色のポリウレタン及びタングステン粉末の混合
物が、接着層６４として使用される。タングステン粉末
を体積の２５％乃至４６％の範囲にすると、接着層６４
としてかつ基板１２を音響的にダンプするための手段と
して適当である。
【００４１】製造方法 図１０（ａ）−（ｅ）は、その中に前もって形成された
導波路を備えた基板１２を有すると共に、その中に形成
された長穴１４を備える光学活性物質で形成される集積
光学デバイス１０の製造方法における各工程を示す流れ
図の正面図である。集積光学デバイス１０は、選択され
た伝播光軸に沿って光学信号を導くために基板１２内に
描画された少なくとも１つの光導波路１５を有してい
る。長穴１４は、末端の端部壁１８を有している。長穴
の端部壁１８は、光導波路１５の端面２３を露出してい
る。光導波路の端面は、該光導波路の端面２３から光導
波路内に逆反射される光の量を減じるために、伝播光軸
に対して端面角度２７で形成されている。第１の実施態
様において、本発明方法は次の工程を含む。
【００４２】Ａ．陽子のフォーカスされたビームで精密
機械加工されるべき溝の表面通路をスキャンすることに
よって、ニオブ酸リチウム（LiNbO3）基板から形成され
た結晶基板１２の表面に予定長さ、深さ及び幅の溝を精
密機械加工するために、Lumonics Inc. （住所：105 Sc
hneider Rd., Kanata, Ontario, Canada K2K1Y3 ）のよ
うな会社からの、またはImage Microsystems,Inc. （住
所：900 Middlesex Turnpike, Building 8, Billerica,
MA01821）からのエキシマレーザー精密機械加工システ
ムを使用する工程。
【００４３】図１０（ａ）は、ニオブ酸リチウム基板１
２が、エッチングプロセスの開始前にその上面に施され
る金属の薄いコーティング７０を最初有していることを
示す。エキシマレーザーは、図１１に関して後で説明さ
れるであろう。図１５及び１６は、それぞれ、溝が該溝
の代わりに基板の縁に沿った棚６６として好適に形成さ
れ得ることを示す基板１２の平面図及び側面図である。
溝に代わる棚６６は、導波路１５とコア２４の一層やり
やすい心合せの利点を提供する。
【００４４】陽子または光の波長は、近紫外線領域内に
ある。ビーム密度及びビーム周波数は、基板の局部的融
解を回避すると共に、結晶格子から分子を融除し、それ
により鮮明な縁とその溝縁に沿った高精細度を達成する
ように、選択されている。３０８ｎｍのビーム波長が、
ニオブ酸リチウム（LiNbO3）を融除するのに好適である
ことが知られていた。溝もしくは長穴１４または棚６６
の精密機械加工プロセスは、溝端部壁１８で鮮明に溝を
終わらせる。融除は、溝が形成されるチップの領域に対
する融解及び他の外傷を回避する。融除された溝の深さ
は、光導波路の光軸と溝に置かれるべきファイバーの光
軸の心合せを達成するために、精密機械加工システムに
おいて精密に制御される。溝端部壁１８は、光導波路の
端面２３を包含する。
【００４５】ニオブ酸リチウム（LiNbO3）単結晶は立方
体に見える。２個のセルを連結するリチウムイオンは、
２個の立方体を連結するスプリングとしてふるまう。本
発明の融除工程は、光が、化学結合を破壊するのに十分
なエネルギーを有する２４８ｎｍまたは３０８ｎｍのエ
キシマレーザーから発射されることを必要とする。いっ
たん化学結合が破壊されると、結晶全体は膨張し、適所
にリチウムイオンを保持するエネルギーはなくなる。
【００４６】各陽子のエネルギーは、陽子の波長に依存
している。波長は、プロセスに対して臨界的であり、ほ
ぼ３０８ｎｍに調整されなければならない。光源は、ニ
オブ酸リチウム結晶の化学結合を破壊するのに十分なエ
ネルギーを陽子に与えるように調整される。
【００４７】結晶中の２個の陽子に関するエネルギー式
は次の通りである。 １． Ｅ＝ｈν ここで、Ｅはエネルギー、ｈはプランク常数、νは周波
数である。我々が、エネルギーはコロンブスの法則で与
えられると仮定する場合。すなわち、 ２． Ｅ0 ＝Sigma ｑ１＊ｑ２／ｒ ここで、ｑ１及びｑ２の符号は引力または結合エネルギ
ーに関する＋及び−である。Sigma は総和を意味する。
【００４８】レーザーの波長は、特定の結晶におけるエ
ネルギーが該結晶がもはや存在し得なくなる共振点まで
増加する段階に達するまでは、より短い値に調整されて
いる。エキシマレーザーは、結晶構造が存在しなくなる
にしたがって化合物がその各要素に分解される段階ま
で、結晶物質のエネルギーを増加させる。
【００４９】図１０（ｂ）は、マスクを使用する融除プ
ロセスによってまたは書込みを向けることによってその
中に形成される溝１４を有する基板を示す。図１０
（ｃ）は、金属層が上面１３において端子パッド７１及
び変調器板７５のような場所または領域を残して、除去
された後の基板を示す。図１０（ｄ）は、光学エポキシ
樹脂で部分的に充填された溝１４または棚６６を示す。
【００５０】Ｂ．光ファイバー２０の先端部を溝１４ま
たは棚６６内に位置決めする工程。長さ及び深さを予め
決められた溝１４または棚６６は、光導波路の端面２３
とコアの端面を同軸的に心合せしかつ接するように特徴
づけられる。偏光維持ファイバーが、光学信号源または
受信機を光導波路１５へ接続するのに使用するための溝
に位置決めされる所で、光ファイバーの固定軸線は、該
ファイバーが溝内に固定される前に、基板の固定軸線と
心合せされる。
【００５１】心合せを達成するために、ファイバーの先
端部は、長穴１４内に位置決めされると共に、図８に示
されるような心合わせを得るために光ファイバー２０の
偏光軸を光導波路１５の偏光軸と心合せするように長穴
１４内で回転される。 Ｃ．次に、光ファイバーの先端部は、導波路端面２３に
実質的に接する光ファイバーの端面２５に対するコア中
心の端面と共に、溝内に固定される。図１０（ｅ）は、
溝１４または棚６６内にファイバーを固定するために光
学エポキシ樹脂内に埋め込まれた光ファイバー２０を示
す。
【００５２】上記工程Ａにおいて、精密機械加工の工程
は、さらに、形成されるべき溝の予定進路に沿って予定
深さに結晶基板を融解することが実質的に自由な融除を
達成するために、陽子の波長と、該陽子を含むフォーカ
スされたビームのスポットサイズ、パルス率、パルス密
度及びスキャン速度とを調整する工程を含む。述べられ
たように、３０８ｎｍの波長は、ニオブ酸リチウム（Li
NbO3）製の基板を加工する時、融解なしに融除を達成す
るように決定された。
【００５３】図１２（ａ）は、本発明方法の工程“Ａ”
の代替実施態様における第１の工程を提供する。図１２
（ａ）は、基板が、融除プロセスが開始される前に、金
属の薄い層７０で最初被覆されていることを示す。同様
に、ファイバーの端部は、形成されるべき溝内にファイ
バーを固着するために使用される半田または融解物質と
互換性のある金属被覆物で被覆されている。金属の薄い
層７０は、基板上面１３を覆い、精密機械加工されるべ
き溝１４または棚６６の表面を越えて広がっている。融
除プロセスは、機械加工されるべき長穴または溝１４を
覆う金属を除去する。図１２（ｂ）は、基板内に溝１４
を精密機械加工した結果を示す。光導波路１５の端面２
３は露出される。図１２（ｂ）は、精密機械加工される
べき溝の近くの基板表面を覆う金属の薄い層７０が、融
除プロセスの後残り、金属の薄い層を通して水平的にか
つ外部へ溝１４の縁における熱を急速に消失させ、それ
により結晶基板の表面における溝の縁壁の基板物質の融
解を防ぐことによって、精密機械加工される溝の縁の鮮
明度を高めることを示す。
【００５４】金属の薄い層７０は、精密機械加工される
溝の縁から熱を除去するための改善された熱通路を提供
し、より顕著な精密度で溝の縁を機械加工することを可
能にせしめると思われる。金属の薄い層７０は、真空蒸
着または他の在来のプロセスを使用することによって基
板上面１３に付けられる。薄い金属層７０層は、クロム
の第１のまたは下部の層と、金の第２のまたは上部の層
からなる。
【００５５】本発明方法の詳細な実施態様において、長
穴内に光ファイバーを挿入する工程“Ｂ”と、長穴内に
光ファイバーの端部を固定する工程“Ｃ”は、実質的に
平らにみがかれた端面を形成するために、ファイバーの
先端部において光ファイバーの端面２５を予めみがく工
程と、光ファイバーの端面角度は同様に形成される、端
部壁１８と実質的に相互平行になるようにファイバーの
みがかれた端面を心合せする工程と、ファイバーの偏光
軸を光導波路１５の偏光軸と心合せするために長穴１４
内において光ファイバー２０の先端部を回転させる工程
とを含むように拡張される。
【００５６】さらに別の代替実施態様において、光導波
路２３の端面に対向して光ファイバーの端面２５を心合
せしかつ接するように、端部壁１８に対して端面２５を
接する工程は、さらに、損失をできるだけ少なくするた
めに、接合面を横切って導波路に至るコアの屈折率に合
うように、光学エポキシ樹脂のような光学的整合媒体
で、光ファイバーの端面２５とコアの端面と光導波路の
端面２３との間のいかなるスペースも充填する工程を含
む。
【００５７】別の実施態様において、長穴１４内に光フ
ァイバー２０の先端部を固定する工程は、第１に、湿っ
た光学エポキシ樹脂を溝に充填すること、第２に、湿っ
たエポキシ樹脂が充填された溝内にファイバー光ファイ
バーの先端部を位置決めすること、第３に、その中に固
定されたファイバー光ファイバーの先端部を伴う光学エ
ポキシ樹脂を硬化することによって、予定長さの溝内に
ファイバー光ファイバーの先端部を固着する追加工程を
含むように拡張される。
【００５８】図１２（ｅ）は、長穴１４内に光ファイバ
ー２０の先端部を固定する工程の別の代替実施態様を示
す。その方法は、まず、蒸着によって金の層が続くクロ
ムの層で、溝の内側及びファイバー光ファイバーの外側
を被覆する工程と、次に、まず充填された溝内にファイ
バー光ファイバーの先端部を位置決めし、次にインジウ
ムのような低温半田で溝内にファイバー光ファイバーの
先端部を半田付けすることによって、予定長さの金被覆
された溝内にクロム及び金被覆されたファイバー光ファ
イバーの先端部を固着する工程との追加工程を含むよう
に拡張される。また、レーザー溶接技術は、物質を局部
的に融解または溶融するために用いることができる。
【００５９】半田取付方法はＢＳＯタイプの半田を使用
する。ＢＳＯ半田で、基板及びファイバーの表面はそれ
ほど予め被覆される必要はない。インジウムのような通
常の半田を使用するために、ファイバーの表面及び深溝
の表面は被覆される必要がある。
【００６０】上述のもののようなその中に形成された長
穴１４を備えた、光学的活性物質で形成された基板１２
を有する集積光学デバイスを製造するための本発明の別
の実施態様は、次の各工程を含む。
【００６１】Ａ．長穴が形成される基板の平らな表面の
予定領域を露出するように、基板の表面にマスクを施す
工程。マスクは、長穴の平行な壁及び端部壁１８を限定
するように基板の表面を露出する。長穴は、光軸が端部
壁１８で終る程度に長穴内に置かれるべき光ファイバー
の中心の縦軸または光軸を位置決めするのに十分な深さ
で形成される。端部壁１８は、実質的に平らになるよう
に、かつ端部壁１８において光導波路の端面２３を露出
するように仕上げられる。光導波路の光軸は、端部壁の
表面で長穴光軸を実質的に遮断する。 Ｂ．基板のマスクされた表面をエキシマレーザーパルス
化エネルギービームに露出することによって長穴から基
板物質を融除することにより、形成されるべき長穴から
基板物質を除去する工程。エキシマレーザーパルス化エ
ネルギービームは、２４８ｎｍ乃至３０８ｎｍの範囲に
なるように選択された波長を有する。レーザービーム
は、マスクにおける開いた領域を介してパルス化エネル
ギービームに露出された単結晶ニオブ酸リチウム（LiNb
O3）基板の表面を融除する。 Ｃ．長穴内にファイバー光ファイバーの端部を位置決め
する工程。長穴は、長穴光軸及び導波路１５の光軸とコ
ア光軸を実質的に心合せするためにマスクにおける空所
により特徴づけられる、予定長さ及び深さを有する。 Ｄ．予定光結合を得るために、露出された導波路表面に
中心的に対向して露出されたコア表面を位置決めする工
程。 Ｅ．長穴内にファイバー光ファイバー２０の端部を固着
する工程。
【００６２】図１１は、エキシマレーザーを使用する精
密機械加工システムのブロック図である。ＩＭＳ社（Im
age Micro Systems, Inc. ）（住所：Billercia, MA, 0
1821）で販売されたもののような、典型的精密機械加工
システムにおいて使用されるエキシマレーザーは、ルナ
ミクス社またはラムダフィジック社を含むいくつかの供
給元から入手される。ルナミクス社は、このタイプのレ
ーザーに関するレーザー市場の約７０％を占める主要供
給者であると思われる。ブロック８０はレーザー源を表
わす。ＩＭＳシステム内のレーザー源７０は、レーザー
からのパルス化エネルギーで開口部７２をみなぎらせる
ように設計されている。開口部８２は、レーザー源８０
から出る典型的に１４ミリメーターになっているレーザ
ービームの直径より小さくなるように設計されている。
開口部８２は、該開口部の口領域（図示しない）からか
なり均一な密度のエネルギーを発する寸法に作られてい
る。本発明の実施態様において、XeClは、３０８ｎｍの
波長及び４．０ｅＶのエネルギーの陽子でビームを与え
るようにイオン化される。
【００６３】レーザー源８０は、典型的に、運転用コン
ピューター制御８４からＲＳ２３２バスを通る信号によ
って制御可能になっている。レーザーは、操縦装置、表
示装置、標本テーブル、Ｘ−Ｙ駆動電子工学、開口部、
縮小光学系を備えるＩＭＳシステムに内蔵されている。
【００６４】開口部８２は、均一な密度を有するビーム
をビーム密度の更なる調整のためのビーム形成光学系８
６へ送る。ビーム形成光学系は、ワイン−ダイソン１Ｘ
投影レンズに典型的になり得る。
【００６５】レーザービームは、ビーム形成光学系８６
からレチクルまたはマスク８８へ送られる。レチクルま
たはマスク８８は、エッチングされるべきパターンを限
定するように、またはエッチングされるべきパターンの
個々の特徴を限定するように設計される特大のマスクで
ある。マスク開口部は、ターゲット９２（基板）が載置
されているＸ−Ｙ駆動テーブル９０を制御することによ
ってエキシマビームに関連して基板を移動させることに
より、基板の多数の領域を融除するのに使用され得る、
長穴１４のような単純な長穴になり得る。次に、エキシ
マビームは、ターゲット９２の表面に突き当たるイメー
ジビームのサイズを縮小する多素子調整可能倍率投影レ
ンズ９４を通して送られる。
【００６６】かけがえにおいて、プロセスは、通常の写
真石版技術を使用して基板の表面にクロム及び金の金属
層マスクを形成することによって始めることができる。
このように形成されたマスクは、融除されるべきパター
ンの全ての細部を限定するであろう。基板は固定位置に
保持されるであろう。次に、精密機械加工システムが、
エキシマビームをマスクと基板の露出面とに当てるため
に使用されるであろう。
【００６７】かけがえにおいて、基板の表面上のマスク
は、真空蒸着法を使用して付けられる金属の薄い層であ
り得る。次に、長穴のために望ましい領域は、金属層に
おいて望ましいパターンを作り出すために通常の写真石
版術及び化学的エッチング技術を使用することによっ
て、金属面に開いた領域として限定されるであろう。融
除されるべき領域は、エキシマレーザービームの開口部
サイズによって制限されるであろう。融除されるべきパ
ターンのサイズは、均一な出力密度で利用できるビーム
の開口部サイズに制限されるであろう。次に、パターン
は、光ビームでマスク面をみなぎらせることによって粉
砕され、マスクの露出領域における基板物質は、融除に
よって除去される。
【００６８】再び図１１に関して、拡大されたレチクル
またはマスク８８は、直接書き込みプロセスにおいて使
用される場合、典型的に、望ましいパターンサイズの数
倍になっている。Ｘ−Ｙ駆動テーブル９０は、制御バス
９６を介するコンピュータ制御８４によるＸ−Ｙ座標駆
動システムによって駆動される。基板に転写されるべき
パターンは、コンピューター制御８４からＸ−Ｙ駆動テ
ーブル９０へＸ−Ｙ駆動命令を送ることによって、直接
書き込み技術を使用してエッチングされ得る。観測光学
系９８は、操作者が、融除プロセスを最適制御するため
にパルス繰り返し率及びエネルギーとテーブルの回転速
度を調整できるようにする。ビーム出力密度は、システ
ム内の出力計器をモニターすることにより操作者によっ
て制御される。波長が短く、したがって回折が非常に小
さいので、非常に鮮明なビーム輪郭が露出領域に送られ
る。典型的な精密機械加工システムは、該システムで利
用できるレーザーに依存して１９３，２４８，３０８ナ
ノメーターのようないくつかの波長でパルスを送ること
ができる。エネルギーは、典型的に１秒間に１及び４０
０パルス間で連続的に変化するＰＲＦ率のパルスの状態
で送られる。述べられたように、いくつかの商業的に利
用可能な機械におけるレーザービームの直径は、典型的
に１４ｍｍになっている。典型的なパルスエネルギーレ
ベルは、１９３ナノメーターで動作する２００ｍＪか
ら、２４８ナノメーターで動作する３００ｍＪまでと、
３０８ナノメーターで動作する２００ｍＪまで変動す
る。
【００６９】マスク８８を通過するエネルギーは、精密
機械加工されるべきターゲット９２加工部材上にイメー
ジを形成するために３６倍率の縮小ができる多素子倍率
投影レンズ９４によってフォーカスされる。方形の開口
部が使用される場合には、光学系は、１マイクロメータ
ー及び５００マイクロメーター間で連続的に変化する辺
寸法を有する、加工部材上の方形のイメージをフォーカ
スすることができる。
【００７０】図１３は、１つのポンプ光源１０２と３つ
のダブルＹ形ＭＩＯＣ（多機能集積光学チップ）デバイ
ス１０４、１０６及び１０８を使用する典型的なＦＯＧ
（ファイバー光学ジャイロスコープ）の３軸配置を示
す。基板上のダブルＹ形ＭＩＯＣ導波路パターン１０
４、１０６及び１０８は、図１における基板１２上のＹ
パターンと関連して開示されるシングルＹ形態の拡張を
表わす。再び図１３に関して、各ダブルＹ形ＭＩＯＣ
は、１つのポンプ光源１０２から光を受光する。ポンプ
光源は、第１、第２及び第３のファイバー１１４、１１
６及び１１８への出力分配接続器１１２に供給元ファイ
バー１１を介して光を供給するダイオード源１１０を有
する。ファイバー１１４、１１６及び１１８は、出力分
配接続器出力ポート１２０、１２２及び１２４から３つ
のＭＩＯＣデバイスの入力ポート１２６、１２８及び１
３０へ光を結合する。ファイバー１１４は、第１の長穴
に収容された一端を有すると共に光源から入力導波路１
３１へ光を結合する供給元ファイバーに相当する。
【００７１】各ダブルＹ形ＭＩＯＣチップは、現在のと
ころ長さ４０ｍｍが典型的である。ドープされた導波路
１３１、１３２、及び１３３は、広帯域導波路のもとを
形成するためにエルビウムでドープされる。エルビウム
イオンは、熱拡散及び／またはイオン注入の使用により
単結晶ニオブ酸リチウム（LiNbO3）基板内にドープされ
る。エルビウム濃度は数１０ｐｐｍから数１０００ｐｐ
ｍまで変動する。ドープされた導波路は、幅５ミクロン
及び深さ４ミクロンが典型的である。導波路は、拡散を
使用してチタニウムでドープされても良いし、それらの
実行を改善するために陽子交換プロセスを使用しても良
い。それぞれの導波路を作成する陽子交換方法は、導波
路を偏光させる。このように形成された導波路は、光導
波路で導かれた光の偏光を制御するための手段に相当す
る。
【００７２】変調板７５ａ及び７５ｂは、光導波路で導
かれた光の位相を変調するための手段に相当する。それ
ぞれの変調器板のための駆動信号は、１２Ｘ１バスを介
して３軸制御１５２によって供給される。
【００７３】２１０のような検出器と３軸制御は、検知
分岐点１８７において結合する光波の干渉を検出し、光
ファイバー検知コイル１３４の回転速度を決定するため
に検出信号を処理する検出器及び信号処理手段に相当す
る。
【００７４】将来、１個の基板内に３つのＭＩＯＣデバ
イスの全部を集積することが可能になるかも知れない。
今は、シングルダブルＹ形デバイスは、３つのダブルＹ
形デバイスが１個のチップまたは基板上に形成されるよ
うになる場合が可能になるよりも高い歩留りを得るよう
に製造される。
【００７５】回転検知コイル１３２、１３４及び１３６
は、それぞれの第１、第２及び第３のＭＩＯＣの第１及
び第２の出力ポート１４０、１４２、１４４、１４６、
１４８及び１５０から逆回転光ビームをそれぞれ受信す
る。図１３の３軸におけるＦＯＧジャイロスコープは、
ダブルＹ形ＭＩＯＣをそれぞれ使用し、また第１、第２
及び第３のＭＩＯＣの中央導波路セグメント１７８、１
８０及び１８２の側面に隣り合ったバリアー溝１６６，
１６８，．．．１７６を使用している。
【００７６】第１、第２及び第３のドープされた導波路
１３１、１３２及び１３３と入力導波路からの光は、基
板の縁からそれぞれ入力分岐点１８４、１８５及び１８
６へ伸びている第１の長穴の末端の端部壁から、第１、
第２及び第３のＭＩＯＣ中央導波路セグメント１７８、
１８０及び１８２の入力端へ、短い導波路セグメントを
介して結合される。
【００７７】第１、第２及び第３のＭＩＯＣ中央導波路
セグメント１７８、１８０及び１８２の出力端部は、第
１、第２及び第３の検知分岐点１８７、１８８及び１８
９に接続され、これらの場所で、供給光は、第１、第２
及び第３の検知導波路対１９０及び１９１、１９２及び
１９３、１９４及び１９５の各々におけるそれぞれの第
１、第２及び第３の検知導波路間に分かれる。各個々の
ロール、ピッチ及びヨーファイバー検知コイル１３４、
１３６及び１３８の第１及び第２の端部１９６及び１９
７、１９８及び１９９、２００及び２０１は、それぞれ
第１、第２及び第３のＭＩＯＣ検知ポート１４０及び１
４２、１４４及び１４６、１４８及び１５０において長
穴内に取付けられ、その結果、光学ファイバー検知コイ
ルの端部は、対応する導波路に突合せ結合される。
【００７８】その結果、各個々の広帯域供給元１３１、
１３２、１３３からの光は、導波路１９０及び１９１、
１９２及び１９３、１９４及び１９５、１４及び１５に
現われ、サグナック効果の手段による回転検出のために
必要とされる各個々の検知コイルにおいて２つの逆伝播
波を形成するために、ロール、ピッチ及びヨー光ファイ
バー検知コイル１３４、１３６、１３８、４１の端部１
９６．．．２０１のそれぞれに入る。図１３に見られる
ように、ロールファイバー検知コイル１３４の端部１９
７への光入力は、左回り波を形成し、端部１９６への光
入力は右回り波を形成する。
【００７９】例として、逆伝播波は、ロールループコイ
ル１３４を介して進み、ロールループ光検知コイル１３
４がコイル面に垂直な線の回りを回転している場合、位
相シフトを経験する。次に、右回り波は、第１の検知導
波路対の第１の検知導波路１９０に入り、左回り波は、
第１の検知導波路対の第２の導波路１９１に入る。
【００８０】次に、それらの位相シフトされた波は、第
１の検知分岐点１８７へ伝播し、それによって干渉パタ
ーンを形成するように結合する。第１のＭＩＯＣ中央導
波路セグメント１７８は、第１の入力分岐点１８４へ前
記結合波を結合する。次に、結合ビームは、第１の出力
導波路２０４内に送られる光の一部に分光される。第１
の出力導波路は、それから検出器２１０のような検出器
へ伸びる検出器に相当する。
【００８１】第１、第２及び第３の検知導波路は、検出
されたロール、ピッチ及びヨー信号を与えるための各検
出器において干渉パターンを形成するように、それぞれ
のロール、ピッチ及びヨー検出器２１０、２１２及び２
１４に、結合ビームの一部をそれぞれ結合する。そこ
で、検出されたロール、ピッチ及びヨー信号は３軸制御
１５２へ結合され、次に、該３軸制御１５２における信
号処理回路構成要素が、ロール、ピッチ及びヨーループ
回転検知コイル１３４、１３６及び１３８の回転速度を
めいめいに決定する。各光ファイバー検知コイルは第１
及び第２の端部を有している。光ファイバーの端面は、
該端面において反射された光の量を減じるために、光フ
ァイバーにおける光の伝播の方向に対してある端面角度
で形成される。
【００８２】各光ファイバー検知コイルの各端部は、第
２及び第３の長穴内に取り付ける。各長穴は、それぞれ
の検知導波路１９０、１９１の端面を露出するように、
基板の縁における別々の位置すなわち１４０、１４２か
ら末端の端部壁（図示しない）まで伸びている。基板内
の各第２及び第３の長穴は、光ファイバー検知コイル１
３４の端部を収容するように形成される。各個々の端部
は、光が光検知導波路１９０、１９１と光ファイバーす
なわちロールループ１３４との間で伝播する程の接合面
を形成するように光導波路の端面へ突合せ結合される光
ファイバーの端面を有するそれぞれの長穴に配置され
る。
【００８３】バリアー深溝１６６、１６８．．．１７６
は、非相互効果からジャイロスコープに固有の偏向エラ
ーを除去するために使用される。深溝は、本発明の融除
方法を使用して形成される。約１．５５ｕｍにおける広
帯域供給元と共に動作するＦＯＧにおいて、深溝の深さ
は１０−２０ｕｍ、深溝の幅は１０−１５ｕｍになるで
あろう。深溝の側面と最も近い導波路の壁との間の壁の
厚さは、２ｕｍが典型的である。深溝の目的は、該深溝
で光の更なる通過を遮断することによって、中央導波路
１７８、１８０、１８２の両側の領域へ光が入ることを
止めることである。深溝は、ワックスのような光吸収媒
体で充填されるかまたは開いたスペースとして残され
る。深溝の使用は、バイアス影響を３０−４０ｄｂだけ
減衰させ得る。
【００８４】図１４は、棚２１６に載置されかつ導波路
１３１に対向して光ファイバーコアの端部を接するよう
に心合せされた、誇張されたファイバー１２６を示すよ
うに一部変更されたＭＩＯＣ１のようなＭＩＯＣの入力
端の平面図である。図１５は、導波路１３１に心合せさ
れたコア２４を示す図１４の拡大部分断面部分図であ
る。導波路表面及びファイバー表面は、上記図３及び図
８の説明にしたがって反射を減じるように仕上げられ
る。深溝または溝に代わる棚２１６の使用は、縮小され
た許容誤差に備え、その結果導波路１３１とコアのより
容易な心合せに備える。
【００８５】図１６は、検出器２１０を通る切断線１６
−１６でとられた図１４の部分断面図である。ロール検
出器２１０は、表面に取付けられたピンダイオードチッ
プが典型的であり、電源付きプリアンプを備える基部に
それ自体の光学系と共にパッケージされ得るか、または
図のように導波路１３１の表面に単に固着されたダイに
なり得る。示されたロール検出器は、Ｎ領域２１８と、
固有領域２１９と、Ｐ領域２２０とを有する。リード線
は、接点２２２及び２２４に接続されて示される。ロー
ル検出器を通り過ぎて露出された導波路の表面は、反射
を回避するように、光を吸収する面に仕上げられる。
【００８６】図１７は、棚２１６上のロール検出器のた
めの代替取付配置を示す。棚２１６の深さは、導波路と
ファイバーのコア、及び導波路と検出器の固有領域を心
合せするように予め決められる。
【００８７】図１８は、第１のＭＩＯＣの第１及び第２
のバリアー深溝１６６、１６８と導波路１７８の関係を
示すために、切断線１８−１８でとられた図１３におけ
るＭＩＯＣ１の部分断面図である。導波路１７８の部分
に対する中央の点線の長円は、導波路内の光がシングル
モード光であることを示す。図１９（ａ）は、導波路の
断面の間隔の関数として光の相対振幅を略図的に示す。
第１のＭＩＯＣの第１及び第２のバリアー深溝１６６、
１６８の存在は、図１９（ｂ）に示されるようなデュア
ルモード光の通過を妨げる。光は、基板内への透過を妨
げれられると共に、導波路１７８の隣接面における深溝
の遮断動作によって第２のモードの形成を妨げられる。
【００８８】ここに開示された構成及び方法は、本発明
の原理を説明している。本発明は、その精神及び本質的
な特徴に反することなく他の特定形式に具体化され得
る。それゆえ、述べられた実施態様は、限定的よりむし
ろ見本的かつ例示的なものとして全ての点で見なされる
べきものである。したがって、前述の記載よりむしろ添
付の特許請求の範囲が、本発明の範囲を限定する。特許
請求の範囲の等価の意味及び範囲内になるここに述べら
れた実施態様のあらゆる変更は、本発明の範囲内に包含
される。
【図面の簡単な説明】
【図１】３個の各溝内に挿入されると共に各々が集積光
学基板から伸びている３本のファイバー光ファイバーを
用いて基板に形成された、集積光学シングルＹ接続器の
上面図である。
【図２】溝の端部壁と、その上に輪郭を描かれた光導波
路の端面とを示すために、溝の最右端における切断線２
−２でとられた図１の断面図である。
【図３】図１の中の見せかけの円内の領域の概略表示で
ある。図において、ファイバー光ファイバーは溝内にあ
り、クリアランスは誇張され、ファイバーの端部は、光
ファイバーの端面角度及び光導波路の端面角度の図解的
描写を可能にするために、溝の端部壁から引っ込められ
ている。
【図４】図１の見せかけの円内のファイバー光ファイバ
ー、基板及び溝の斜視図である。
【図５】図１の左端のファイバー光ファイバーの上面図
である。
【図６】切断線６−６でとられた図５のファイバー光フ
ァイバーの断面図である。
【図７】図５における光ファイバーの端面の右側面図で
ある。
【図８】図１の見せかけの円内の領域の拡大立面図であ
る。図において、ファイバー光ファイバーは溝内にあ
り、クリアランスは誇張され、ファイバーの端部は、溝
の端部壁に接していると共に、光ファイバーの端面角度
及び光導波路の端面角度を示している。
【図９】図１の切断線９−９における基板１２及び光フ
ァイバー２０の略断面図である。この断面図は断面とし
た取付け容器内に描かれている。
【図１０】（ａ）は本発明プロセスに使用される精密機
械加工装置のブロック図の１である。（ｂ）は本発明プ
ロセスに使用される精密機械加工装置のブロック図の２
である。（ｃ）は本発明プロセスに使用される精密機械
加工装置のブロック図の３である。（ｄ）は本発明プロ
セスに使用される精密機械加工装置のブロック図の４で
ある。（ｅ）は本発明プロセスに使用される精密機械加
工装置のブロック図の５である。
【図１１】本発明方法における各工程の第１のフローチ
ャートである。
【図１２】（ａ）は本発明プロセスに使用される精密機
械加工装置の別の実施例のブロック図の１である。
（ｂ）は本発明プロセスに使用される精密機械加工装置
の別の実施例のブロック図の２である。（ｃ）は本発明
プロセスに使用される精密機械加工装置の別の実施例の
ブロック図の３である。（ｄ）は本発明プロセスに使用
される精密機械加工装置の別の実施例のブロック図の４
である。（ｅ）は本発明プロセスに使用される精密機械
加工装置の別の実施例のブロック図の５である。
【図１３】３つの各々のファイバー光検知ループを補助
する３つのＹ−Ｙ ＭＩＯＣデバイス（集積光学チッ
プ）を使用するＦＯＧ ＴＲＩＡＸの略図である。
【図１４】棚に取付けられかつ導波路に対向して光ファ
イバーコアを接するように心合わせされた、誇張された
ファイバーを示すように修正された、ＭＩＯＣ１のよう
なＭＩＯＣの入力端部の平面図である。
【図１５】図１４における切断線１５−１５でとられた
図１４の拡大部分断面部分図である。
【図１６】表面に取付けられた検出器を示す図１４にお
ける切断線１６−１６でとられた部分断面図である。
【図１７】図１４に示された検出器の代替取付配置を示
す。
【図１８】第１のＭＩＯＣの第１及び第２のバリアー深
溝と導波路１７８の関係を示すために、切断線１８−１
８でとられた図１３におけるＭＩＯＣ１の部分断面図で
ある。
【図１９】（ａ）は中央導波路の断面を横切る距離の関
数としての光の相対振幅を示す。（ｂ）は中央導波路の
断面を横切る距離の関数としての、中央導波路における
デュアルモード光の相対振幅を示す。
【符号の説明】
１０２ シングルポンプ光源 １２６，１２８，１３０ 検出器 １３４ ロールループ １３６ ピッチループ １３８ ヨーループ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チング ファ チェン アメリカ合衆国，91790 カリフォルニア, ウエスト コヴィナ，グレンミアー スト リート 1516

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光学的活性物質から形成されると共に、
    該基板に形成された長穴と、選択された伝播光軸に沿っ
    て光学信号を導くために基板内に描画された少なくとも
    １つの光導波路とを有し、前記長穴は末端の端部壁を有
    し、該長穴の末端の端部壁は光導波路の端面を露出し、
    該光導波路の端面は、この部分で反射される光の量を減
    じるために伝播光軸に対してある端面角度で形成されて
    いる基板と、 クラッドで囲まれたコアと、端面とを有し、該端面は、
    この部分で反射される光量を減じるために光ファイバー
    における光の伝播方向に対してある端面角度で形成され
    ている少なくとも１本の光ファイバーと、 該光ファイバーを収容するように形成され、該光ファイ
    バーは、光が光導波路と光ファイバー間を伝播し得る程
    度に接合面を形成するように光導波路の端面に突合せ結
    合された端面を有している基板内の長穴と、 前記基板を取付けるための手段とからなる集積光学デバ
    イス。
  2. 【請求項２】 光導波路の端面及び光導波路の端面は、
    接合面で反射された光が、光ファイバー内に逆反射さ
    れ、コアからクラッド内へ屈折を許す角度でコアクラッ
    ド境界につき当たる程度に、光の伝播方向に対して角度
    をなすように形成される請求項１記載の集積光学デバイ
    ス。
  3. 【請求項３】 光導波路の端面は、該光導波路の光軸に
    関して５度乃至２５度の範囲の角度を有するように形成
    される請求項１記載の集積光学デバイス。
  4. 【請求項４】 光ファイバーの端面は、該光導波路の光
    軸に関して１０度乃至１５度の範囲の角度を有するよう
    に形成される請求項１記載の集積光学デバイス。
  5. 【請求項５】 光導波路の一部は、光ファイバーの端面
    からの光によってエンドポンプされる場合に光源として
    使用するのに適する希土類元素イオンの濃淡でドープさ
    れる請求項１記載の集積光学デバイス。
  6. 【請求項６】 光導波路は、さらに、入力分岐点と、入
    力導波路と、中央導波路とを含み、前記入力導波路は入
    力分岐点から基板の縁まで伸びており、前記中央導波路
    は入力分岐点から伸びており、第１及び第２のバリアー
    深溝が、中央導波路に隣接しかつ実質的に平行になるよ
    うに形成されると共に、予定間隔だけ導波路からオフセ
    ットされており、各々の深溝はある幅及び深さを有し、
    該深溝の幅及び深さと前記オフセット間隔は導波路から
    出る光に対するバリアーを提供するように選択される請
    求項１記載の集積光学デバイス。
  7. 【請求項７】 光導波路は、さらに、入力分岐点と、入
    力導波路と、前記入力分岐点から基板の縁まで伸びる出
    力導波路と、中央導波路とを含み、該中央導波路は入力
    分岐点から伸びており、第１及び第２のバリアー深溝
    が、中央導波路に隣接しかつ実質的に平行になるように
    形成されると共に、予定間隔だけ導波路からオフセット
    されており、各々の深溝はある幅及び深さを有し、該深
    溝の幅及び深さと前記オフセット間隔は導波路から出る
    光に対するバリアーを提供するように選択され、前記中
    央導波路は、第１及び第２の検知導波路を有する検知分
    岐点まで伸びている請求項１記載の集積光学デバイス。
  8. 【請求項８】 光導波路は、さらに、入力分岐点と、該
    入力分岐点から基板の縁まで伸びる入力導波路及び出力
    導波路と、中央導波路とを含み、該中央導波路は入力分
    岐点から伸びており、第１及び第２のバリアー深溝が、
    中央導波路に隣接しかつ実質的に平行になるように形成
    されると共に、予定間隔だけ導波路からオフセットされ
    ており、各々の深溝はある幅及び深さを有し、該深溝の
    幅及び深さと前記オフセット間隔は導波路から出る光に
    対するバリアーを提供するように選択され、前記中央導
    波路は、第１及び第２の検知導波路を有する検知分岐点
    まで伸びており、前記検知導波路の長さは相違するよう
    に予め決められており、その差は光源のコヒーレンス間
    隔より大きくなるように選択される請求項１記載の集積
    光学デバイス。
  9. 【請求項９】 光導波路は、さらに、入力分岐点と、該
    入力分岐点から基板の縁まで伸びる入力導波路及び出力
    導波路と、中央導波路とを含み、該中央導波路は入力分
    岐点から伸びており、第１及び第２のバリアー深溝が、
    中央導波路に隣接しかつ実質的に平行になるように形成
    されると共に、予定間隔だけ導波路からオフセットされ
    ており、各々の深溝はある幅及び深さを有し、該深溝の
    幅及び深さと前記オフセット間隔は導波路から出る光に
    対するバリアーを提供するように選択され、前記入力導
    波路の一部は、光ファイバーの端面からの光によってエ
    ンドポンプされる場合に光源として使用するのに適する
    希土類元素イオンの濃淡でドープされており、前記中央
    導波路は、第１及び第２の検知導波路を有する検知分岐
    点まで伸びており、前記検知導波路の長さは相違するよ
    うに予め決められており、その差は光源のコヒーレンス
    間隔より大きくなるように選択される請求項１記載の集
    積光学デバイス。
  10. 【請求項１０】 光ファイバーを収容するように形成さ
    れた基板内の長穴は、棚として形成され、光ファイバー
    は、光が光導波路と光ファイバー間を伝播し得る程度に
    接合面を形成するように光導波路の端面に突合せ結合さ
    れた端面を有して、前記棚に位置決めされる請求項１記
    載の集積光学デバイス。
  11. 【請求項１１】 基板を取付けるための手段は、さらに
    基板を音響的にダンプするための手段を含む請求項１記
    載の集積光学デバイス。
  12. 【請求項１２】 基板を取付けるための手段は、さらに
    接着層を含み、その接着位置は、基板の底面と、容器内
    に基板を保持するための金属取付容器の内側表面との間
    にある請求項１記載の集積光学デバイス。
  13. 【請求項１３】 基板は、刻み目を有する上面と、その
    中に描画された光導波路と、前記上面の真下の基部面と
    を有するように特徴づけられ、基板を音響的にダンプす
    るための前記手段は、さらに、音響的にダンプする物質
    の層が基板の表面に付けられることを含む請求項５記載
    の集積光学デバイス。
  14. 【請求項１４】 希土類元素イオンは、エルビウムであ
    る請求項５記載の集積光学デバイス。
  15. 【請求項１５】 音響的にダンプする物質の層は、基板
    の底面と取付容器の内側表面との間に配置される請求項
    １２記載の集積光学デバイス。
  16. 【請求項１６】 音響的にダンプする物質の層は、基板
    の底面と取付容器の内側表面との間に配置され、また基
    板上面を完全にカプセルに入れるように広げられる請求
    項１２記載の集積光学デバイス。
  17. 【請求項１７】 音響的にダンプする物質の層は、さら
    に、褐色のポリウレタンとタングステン粉末の混合物を
    含む請求項１３記載の集積光学デバイス。
  18. 【請求項１８】 音響的にダンプする物質の層は、さら
    に、褐色のポリウレタンとタングステン粉末の混合物を
    含み、該タングステン粉末は体積の２５％乃至４６％の
    範囲にある請求項１３記載の集積光学デバイス。
  19. 【請求項１９】 その中に形成された長穴を有する光学
    的活性物質から形成された基板と、選択された伝播光軸
    に沿って光学信号を導くために基板内に描画された少な
    くとも１つの光導波路とを有し、前記長穴は末端の端部
    壁を有し、該長穴の末端の端部壁は光導波路の端面を露
    出し、該光導波路の端面は、この部分で反射される光の
    量を減じるために伝播光軸に対してある端面角度で形成
    されている集積光学デバイスの製造方法において、次の
    各工程からなる方法。 Ａ．精密機械加工されるべき長穴の表面通路を陽子のフ
    ォーカスされたビームでスキャンすることによって、結
    晶基板の表面に予定長さ、深さ及び幅の長穴を精密機械
    加工する工程。陽子の波長及びビーム密度は、結晶格子
    から分子を融除するように選択され、長穴は長穴端面で
    終わり、長穴端面は導波路端面を包含する。 Ｂ．前記長穴内へファイバー光ファイバーの先端部を位
    置決めする工程。長さ及び深さを予め決められた前記長
    穴は、導波路端面とコアの端面を同軸的に心合せしかつ
    突合せ結合するように特徴づけられる。 Ｃ．導波路端面に実質的に突合せ結合するコアの端面を
    有する長穴内のファイバー光ファイバーの先端部を固定
    する工程。
  20. 【請求項２０】 精密機械加工工程は、形成されるべき
    長穴の予定通路に沿って予定深さまで結晶基板を溶融す
    ることが実質的に自由にできる融除を達成するために、
    陽子の波長と、陽子を含むフォーカスされたビームのス
    ポットサイズ、パルス率及びパルス密度、スキャン速度
    を調整する工程をまず含む請求項１９記載の方法。
  21. 【請求項２１】 精密機械加工されるべき長穴の表面通
    路をスキャンする工程は、さらに、融除前に金属の薄い
    層で基板をコーティングする工程を含み、精密機械加工
    されるべき長穴の付近の基板の表面を覆う金属は、精密
    機械加工されるべき長穴の縁から熱を除去するために改
    善された熱通路を提供することによって、結晶基板の表
    面における長穴の縁壁の基板物質を溶融から防ぐことに
    より、精密機械加工されるべき長穴の縁の鮮明度を残し
    かつ高める請求項１９記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記光ファイバー及び光導波路は、各
    々さらに、それぞれの偏光軸を有するように特徴づけら
    れ、光導波路端面へファイバー光ファイバーの先端部を
    固定する工程は、さらに、光導波路の偏光軸とファイバ
    ーの偏光軸を心合せするように長穴におけるファイバー
    の先端部を回転する工程を含む請求項１９記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記光ァイバー及び光導波路は、各々
    さらに、それぞれの偏光軸を有するように特徴づけら
    れ、光導波路端面へファイバー光ファイバーの先端部を
    固定する工程は、さらに、 実質的に平らにみがかれた端面を形成するようにファイ
    バーの先端部におけるコアの端面をみがく工程と、 端部壁と実質的に相互平行になるようにファイバーのみ
    がかれた端面を心合せする工程と、 光導波路の偏光軸とファイバーの偏光軸を心合せするよ
    うに長穴におけるファイバーの先端部を回転する工程と
    を含む請求項１９記載の方法。
  24. 【請求項２４】 導波路端面内にファイバー光ファイバ
    ーの先端部を固定する工程は、さらに、コアの端面と導
    波路端面間のいかなるスペースにも光学的整合媒体を充
    填する工程を含む請求項１９記載の方法。
  25. 【請求項２５】 コアの端面と導波路端面間のいかなる
    スペースにも光学的整合媒体を充填する工程は、さら
    に、コアの端面と導波路端面間に光学エポキシ樹脂を充
    填する工程を含む請求項２４記載の方法。
  26. 【請求項２６】 導波路端面内にファイバー光ファイバ
    ーの先端部を固定する工程は、さらに、 光学エポキシ樹脂で長穴を充填する工程と、 充填された長穴内へファイバー光ファイバーの先端部を
    位置決めする工程と、 その中に固定されたファイバー光ファイバーの先端部を
    伴う光学エポキシ樹脂を硬化させる工程とによって、予
    定長さの長穴内へファイバー光ファイバーの先端部を固
    着する工程を含む請求項２４記載の方法。
  27. 【請求項２７】 導波路端面内にファイバー光ファイバ
    ーの先端部を固定する工程は、さらに、 真空蒸着によって、長穴の内側とファイバー光ファイバ
    ーの先端部の外側とを金で被覆する工程と、 充填された長穴内にファイバー光ファイバーの先端部を
    位置決めする工程と、低温半田で長穴内へファイバー光
    ファイバーの先端部を半田付けする工程とによって、予
    定長さの金被覆された長穴内に金被覆されたファイバー
    光ファイバーの先端部を固着する工程とを含む請求項２
    ４記載の方法。
  28. 【請求項２８】 その中に形成された長穴を有する光学
    活性物質で形成された基板と、選択された伝播光軸に沿
    って光学信号を導くように基板内に描画された少なくと
    も１つの光導波路とを有し、長穴は末端の端部壁を有
    し、該長穴の末端の端部壁は光導波路の端面を露出し、
    光導波路の端面は、その部分で反射される光の量を減じ
    るように電波の光軸に対してある角度で形成される集積
    光学デバイスの製造方法において、次の各工程からなる
    方法。 Ａ．長穴が形成される基板の平らな表面においてある領
    域を露出するように基板の表面をマスクする工程。前記
    長穴は、光軸を有し、末端の端部壁で終り、該端部壁
    は、実質的に平らになるように、かつ端部壁において光
    導波路の部分的表面を露出するように終わらせられ、光
    導波路の光軸は、端部壁の表面で長穴光軸を実質的に遮
    断する。 Ｂ．基板のマスクされた表面をエキシマレーザーパルス
    化エネルギービームに露出することにより長穴から基板
    物質を融除することによって、形成されるべき長穴から
    基板物質を除去する工程。前記レーザービームは、エキ
    サイマーレーザーパルス化エネルギービームに露出され
    た単結晶基板の表面を融除するように選択された波長を
    有する。 Ｃ．長穴内にファイバー光ファイバーの端部を位置決め
    する工程。前記長穴は、長穴光軸とコア光軸を実質的に
    心合せするように特徴づけられた、予定長さ及び深さを
    有する。 Ｄ．予定光結合を得るために、露出された導波路表面に
    中心的に対向して露出されたコア表面を位置決めする工
    程。 Ｅ．凹部内にファイバー光ファイバーの端部を固着する
    工程。
  29. 【請求項２９】 長穴から基板物質を融除することによ
    って、形成されるべき長穴から基板物質を除去する工程
    は、さらに、２４８ナノメーター乃至３０８ナノメータ
    ーの範囲になるようにエキシマレーザーパルス化エネル
    ギービームの波長を選択する工程を含む請求項２８記載
    の方法。
  30. 【請求項３０】 長穴が形成される基板の平らな表面に
    おいてある領域を露出するように基板の表面をマスクす
    る工程は、さらに、レーザービーム進路内に、拡大され
    た事前準備された金属マスクを挿入する工程を含み、前
    記レーザービームは、マスクを通過し、予定サイズに縮
    小され、望ましい長穴パターンのイメージを形成するよ
    うにフォーカスされる請求項２８記載の方法。
  31. 【請求項３１】 長穴が形成される基板の平らな表面に
    おいてある領域を露出するように基板の表面をマスクす
    る工程は、さらに、融除前に金属の薄い層で基板を被覆
    する工程を含み、精密機械加工されるべき長穴の表面を
    覆う金属は融除によって除去され、精密機械加工される
    べき長穴の付近の基板の表面を覆う金属は、精密機械加
    工されるべき長穴の縁から熱を除去するために改善され
    た熱通路を提供することによって、結晶基板の表面にお
    ける長穴の縁壁の基板物質を溶融から防ぐことにより、
    精密機械加工されるべき長穴の縁の鮮明度を残しかつ高
    める請求項２８記載の方法。
  32. 【請求項３２】 長穴内にファイバー光ファイバーの端
    部を位置決めする工程は、さらに、長穴光軸とコア光軸
    を実質的に心合せするように特徴づけられた、予定長さ
    及び深さを有する長穴内に、ファイバー光ファイバーの
    端部を位置決めする工程からなる請求項２８記載の方
    法。
  33. 【請求項３３】 長穴内にファイバー光ファイバーの端
    部を位置決めする工程は、さらに、予定光結合を得るた
    めに、露出された導波路表面に中心的に対向して露出さ
    れたコア表面を調整する工程を含む請求項２８記載の方
    法。
  34. 【請求項３４】 光学信号源と、 光学的活性物質から形成されると共に、その中に形成さ
    れた少なくとも１つの光導波路を有する基板と、 基板の縁から末端の端部壁まで伸びる第１の長穴と、 入力分岐点と、入力導波路と、中央導波路とを有し、入
    力導波路は、光ファイバーの端面からの光によってエン
    ドポンプされた場合に、光源として使用に適する希土類
    元素イオンの濃淡でドープされると共に、入力分岐点か
    ら末端の端部壁まで伸びており、長穴の末端の端部壁は
    光導波路の端面を露出し、光導波路の端面は、その部分
    で反射された光の量を減じるために伝播光軸に対してあ
    る端面角度で形成され、中央導波路は、入力分岐点から
    第１及び第２の検知導波路を有する検知分岐点まで伸び
    ており、検知導波路の長さは相違するように予め決めら
    れている光導波路と、 コアと該コアのまわりにクラッドを有する光ファイバー
    検知コイルであって、該検知コイルの各端部は端面を有
    し、光ファイバーの端面は、該光ファイバーの端面で反
    射される光の量を減じるために、光の伝播方向に対して
    ある端面角度で形成されている光ファイバー検知コイル
    と、 第２及び第３の長穴であって、各長穴は、それぞれの検
    知導波路の端面を露出するように、基板の縁における別
    々の位置から末端の端部壁まで伸びており、基板内の第
    ２及び第３の長穴は、光ファイバー検知コイルの端部を
    収容するように形成され、各個々の端部は、光が光導波
    路と光ファイバー間を伝播し得る程度に接合面を形成す
    るように、光導波路の端面に突き合わせ結合される光フ
    ァイバーの端面と共にそれぞれの長穴内で位置決めされ
    ている第２及び第３の長穴と、 入力分岐点から伸びる検出器導波路と、 第１の長穴内におけるそれへ光源からの光を結合するた
    めに 内に収容された一端を有し、光源から入力導波路
    まで光を結合するための供給元ファイバーと、 光導波路によってガイドされた光の偏光を制御するため
    の手段と、 光導波路によってガイドされた光の位相を変調するため
    の手段と、 検知分岐点において結合する光波の干渉に応答して検出
    干渉信号を与えるための検出器手段と、 検出のための検出干渉信号に応答し、光ファイバー検知
    コイルの回転速度を決定するために検出信号を処理する
    ための信号処理手段とからなるファイバー光学系回転セ
    ンサー。
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