JPH06140699A - Optical angular velocity detector and manufacturing method thereof - Google Patents

Optical angular velocity detector and manufacturing method thereof

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JPH06140699A
JPH06140699A JP32982492A JP32982492A JPH06140699A JP H06140699 A JPH06140699 A JP H06140699A JP 32982492 A JP32982492 A JP 32982492A JP 32982492 A JP32982492 A JP 32982492A JP H06140699 A JPH06140699 A JP H06140699A
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JP
Japan
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ring laser
optical waveguide
laser
substrate
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP32982492A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kichizo Saito
吉三 斉藤
Hiroshi Hattori
弘 服部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06140699A publication Critical patent/JPH06140699A/en
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Abstract

PURPOSE:To simplify and miniature the entire constitution in an optical angular velocity detector. CONSTITUTION:Laser beams LB1, LB2 propagated in each direction of a ring laser part 2 are sent to a light-receiving part 4 through an optical wave guide path 3 which is optically coupled with the ring laser part 2 and the ring laser part 2 being a semiconductor laser structure is formed on a substrate 1, and then a first clad layer of the optical wave guide path 3 is formed on the ring laser part 2 and the substrate 1, and on the first clad layer in a part formed on the substrate 1, a core of the optical wave guide path 3 having a light refractive index different therefrom is formed and further a second clad layer of the optical wave guide path 3 is formed therefrom.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、検出器本体に作用する
角速度を検出する光学式角速度検出器およびその製造方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical angular velocity detector for detecting an angular velocity acting on a detector body and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、リングレーザ部に互いに異なる方
向にそれぞれレーザ光を伝播させておき、そのリングレ
ーザ部に角速度が作用したときに、それに応じて各方向
のレーザ光のビートが変化することに着目し、リングレ
ーザ部から各方向のレーザ光をとり出して受光部に与え
ることにより各方向のレーザ光のビートに応じた信号を
得て、リングレーザ部に作用する角速度を検出するよう
にした光学式角速度検出器が開発されている。
2. Description of the Related Art Recently, laser light has been propagated in different directions in a ring laser section, and when an angular velocity acts on the ring laser section, the beat of the laser light in each direction changes accordingly. Focusing on, the laser light in each direction is extracted from the ring laser unit and given to the light receiving unit to obtain a signal corresponding to the beat of the laser light in each direction, so that the angular velocity acting on the ring laser unit is detected. An optical angular velocity detector has been developed.

【0003】従来、この種の光学式角速度検出器にあっ
ては、リングレーザ部に光学系を組み付けて、その光学
系を介してリングレーザ部から各方向のレーザ光をとり
出して受光部に与えるようにしている。
Conventionally, in this type of optical angular velocity detector, an optical system is assembled to the ring laser section, and laser light in each direction is taken out from the ring laser section through the optical system to the light receiving section. I am trying to give.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、リングレーザ部に各方向のレーザ光をとり出すた
めの光学系を組み付けるのでは、全体の構成が複雑かつ
大形化してしまうことであり、また、その製造が煩雑に
なってしまうことである。
The problem to be solved is that if an optical system for taking out laser light in each direction is attached to the ring laser portion, the whole structure becomes complicated and large. In addition, the manufacturing thereof becomes complicated.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、光学式角速度
検出器において、光学系を何ら用いることなく、全体の
構成を簡単かつ小形化できるように、リングレーザ部に
伝播する各方向のレーザ光をリングレーザ部と光結合す
る光導波路を通して受光部に送るようにし、基板上に半
導体レーザ構造によるリングレーザ部を形成したうえ
で、そのリングレーザ部およびその基板の上に光導波路
の第1のクラッド層を形成し、その基板上に形成されて
いる部分における第1のクラッド層上にそれとは光屈折
率を異にした光導波路のコアを形成し、さらにその上か
ら光導波路の第2のクラッド層を形成して、リングレー
ザ部およびそれに光結合する光導波路を同一の基板上に
一体的に形成した構成をとるようにしている。
According to the present invention, in an optical angular velocity detector, a laser in each direction propagating to a ring laser portion can be simply and miniaturized without using any optical system. Light is sent to the light receiving portion through an optical waveguide optically coupled to the ring laser portion, a ring laser portion having a semiconductor laser structure is formed on the substrate, and then the first portion of the optical waveguide is formed on the ring laser portion and the substrate. Clad layer is formed on the first clad layer in the portion formed on the substrate, and a core of an optical waveguide having a different optical refractive index from that of the clad layer is formed. The clad layer is formed so that the ring laser section and the optical waveguide optically coupled to the ring laser section are integrally formed on the same substrate.

【0006】そして、本発明は、基板上に設けられた半
導体レーザ構造によるレーザエピタキシャル層をエッチ
ングすることによってリングレーザ部を形成する工程
と、そのリングレーザ部および前記基板の上に光導波路
の第1のクラッド層を形成する工程と、その第1のクラ
ッド層の上にそれとは光屈折率の異なる光導波路のコア
層を形成したうえで、そのコア層をエッチングすること
によって光導波路のコアを形成する工程と、さらにその
上から光導波路の第2のクラッド層を形成する工程とを
とることによって、リングレーザ部およびそれに光結合
する光導波路を同一基板上に形成するようにしている。
Then, the present invention provides a step of forming a ring laser portion by etching a laser epitaxial layer having a semiconductor laser structure provided on a substrate, and a step of forming an optical waveguide on the ring laser portion and the substrate. The step of forming the first clad layer, and the core layer of the optical waveguide having a different optical refractive index from that of the first clad layer are formed, and then the core layer is etched to form the core of the optical waveguide. The ring laser section and the optical waveguide optically coupled to the ring laser section are formed on the same substrate by taking the step of forming and the step of forming the second clad layer of the optical waveguide from above.

【0007】[0007]

【実施例】図1は本発明による光学式角速度検出器の一
構成例を示しており、同一の基板1上に、リングレーザ
部2と、そのリングレーザ部2の一辺に対向してそれと
エバネッセント結合(方向性光結合)するように設けら
れた光導波路3とが一体的に形成されている。
1 shows an example of the configuration of an optical angular velocity detector according to the present invention, in which a ring laser section 2 and an evanescent side thereof facing one side of the ring laser section 2 are provided on the same substrate 1. The optical waveguide 3 provided so as to be coupled (directional optical coupling) is integrally formed.

【0008】図2は図1におけるA−A線部分の断面図
であり、基板1上に形成されたリングレーザ部2および
その基板1の上に光導波路3のクラッド層31が形成さ
れ、その基板1上に形成されている部分におけるクラッ
ド層31上に、リングレーザ部2に離間してクラッド層
31とは光屈折率を異にした光導波路3のコア32が形
成され、さらにその上から光導波路3のクラッド層33
が形成されている。図中、21はリングレーザ部2にお
けるレーザ発光層を示しており、5は電極を示してい
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, in which the ring laser portion 2 formed on the substrate 1 and the cladding layer 31 of the optical waveguide 3 are formed on the substrate 1, and A core 32 of the optical waveguide 3 having a different optical refractive index from the cladding layer 31 is formed on the cladding layer 31 in the portion formed on the substrate 1 so as to be separated from the ring laser portion 2. Clad layer 33 of optical waveguide 3
Are formed. In the figure, 21 indicates a laser emitting layer in the ring laser section 2, and 5 indicates an electrode.

【0009】このように構成されたものにあっては、図
示しないコントローラによって、リングレーザ部2に図
中実線で示す時計回りの方向と図中点線で示す反時計回
りの方向とにそれぞれレーザ光LB1,LB2が伝播す
るようにリングレーザ部2におけるレーザ発振が制御さ
れ、その各方向におけるレーザ光LB1,LB2が光導
波路3によりとり出されて外部に設けられた受光ダイオ
ード4に送られて、各方向のレーザ光LB1,LB2の
ビートに応じた電気信号が得られるようになっている。
In such a structure, laser light is emitted to the ring laser section 2 in the clockwise direction indicated by the solid line in the figure and in the counterclockwise direction indicated by the dotted line in the figure by the controller (not shown). Laser oscillation in the ring laser unit 2 is controlled so that LB1 and LB2 propagate, and laser lights LB1 and LB2 in respective directions thereof are extracted by the optical waveguide 3 and sent to the light receiving diode 4 provided outside. An electric signal corresponding to the beats of the laser beams LB1 and LB2 in each direction is obtained.

【0010】その際、リングレーザ部2の図中実線で示
す時計回りの方向に伝播するレーザ光LB1は光導波路
3にのり移ったのちその端面で反射して受光ダイオード
4に送られ、図中点線で示す反時計回りの方向に伝播す
るレーザ光LB2は光導波路3にのり移ってそのまま受
光ダイオード4に送られる。
At this time, the laser light LB1 propagating in the clockwise direction indicated by the solid line in the figure of the ring laser section 2 is transferred to the optical waveguide 3 and then reflected by the end surface thereof to be sent to the light receiving diode 4 in the figure. The laser light LB2 propagating in the counterclockwise direction shown by the dotted line is transferred to the optical waveguide 3 and is sent to the light receiving diode 4 as it is.

【0011】図3は、基板1上に一体的に形成されるリ
ングレーザ部2および光導波路3の製造工程を示してい
る。
FIG. 3 shows a manufacturing process of the ring laser section 2 and the optical waveguide 3 which are integrally formed on the substrate 1.

【0012】本発明では、図3に示すように、基板1上
に設けられた半導体レーザ構造によるレーザエピタキシ
ャル層を所定のパターンにエッチングすることによって
リングレーザ部2を形成する第1の工程と、そのリング
レーザ部2および基板1の上にSiOからなる光導波
路のクラッド層31をCVD法などによって形成する第
2の工程と、そのクラッド層31の上に、そのクラッド
層31とは光屈折率を異にするSiOからなるコア層
32′をCVD法などによって形成する第3の工程と、
そのコア層32′上のリングレーザ部2から離間した所
定の位置にコア形成のためのレジストパターン34を形
成する第4の工程と、コア層32′をエッチングして光
導波路のコア32を形成したうえで、レジストパターン
34を除去する第5の工程と、さらにクラッド層31お
よびコア32上に、クラッド層31と同一の光屈折率を
もったSiOからなるクラッド層33をCVD法など
によって形成したうえで、基板1の底面に電極5を形成
する第6の工程とをとるようにしている。
According to the present invention, as shown in FIG. 3, a first step of forming a ring laser portion 2 by etching a laser epitaxial layer having a semiconductor laser structure provided on a substrate 1 into a predetermined pattern, The second step of forming the cladding layer 31 of the optical waveguide made of SiO 2 on the ring laser portion 2 and the substrate 1 by the CVD method and the like, and the cladding layer 31 and the cladding layer 31 are used for optical refraction. A third step of forming a core layer 32 'made of SiO 2 having a different ratio by a CVD method or the like;
A fourth step of forming a resist pattern 34 for forming a core on the core layer 32 'at a predetermined position separated from the ring laser section 2, and etching the core layer 32' to form the core 32 of the optical waveguide. Then, a fifth step of removing the resist pattern 34 is performed, and a cladding layer 33 made of SiO 2 having the same optical refractive index as the cladding layer 31 is further formed on the cladding layer 31 and the core 32 by a CVD method or the like. After the formation, the sixth step of forming the electrode 5 on the bottom surface of the substrate 1 is performed.

【0013】なお、リングレーザ部2としては、図4に
示すように、ベース層n(+)GaAs上に、バッファ
層n(+)GaAs,N層nAlGaAs,発光層Al
GaAs,P層pAlGaAsおよびコンタクト層p
(+)GaAsを順次エピタキシャル成長によって積層
した通常の半導体レーザ構造によるものを矩形(または
三角形)のリング状にエッチングすることによって形成
される。
In the ring laser section 2, as shown in FIG. 4, a buffer layer n (+) GaAs, an N layer nAlGaAs, and a light emitting layer Al are formed on a base layer n (+) GaAs.
GaAs, P layer pAlGaAs and contact layer p
It is formed by etching a normal semiconductor laser structure in which (+) GaAs is sequentially laminated by epitaxial growth into a rectangular (or triangular) ring shape.

【0014】このように、本発明によれば、同一基板1
上に、リングレーザ部2およびそれに光結合した光導波
路3を容易に一体的に形成することができるようにな
る。
Thus, according to the present invention, the same substrate 1
The ring laser section 2 and the optical waveguide 3 optically coupled to the ring laser section 2 can be easily integrally formed thereon.

【0015】また、本発明によれば、基板1上にクラッ
ド層31を形成する際、リングレーザ部2における発光
層21と光導波路のコア32とが基板上同一高さをもっ
て対向することができるようにその膜厚を容易に調整可
能であり、それによりリングレーザ部2における各方向
のレーザ光を効率良く光導波路3にのり移らせることが
でき、角速度の検出を精度良く確実に行わせることがで
きるようになる。
Further, according to the present invention, when the cladding layer 31 is formed on the substrate 1, the light emitting layer 21 in the ring laser section 2 and the core 32 of the optical waveguide can face each other at the same height on the substrate. As described above, the film thickness can be easily adjusted, whereby the laser light in each direction in the ring laser unit 2 can be efficiently transferred to the optical waveguide 3, and the angular velocity can be detected accurately and reliably. Will be able to.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上、本発明による光学式角速度検出器
およびその製造方法にあっては、リングレーザ部に互い
に反対方向となるように伝播する各レーザ光を、従来の
ように何ら光学系を用いることなく、そのリングレーザ
部に光結合するように設けた光導波路によって効率良く
確実にとり出すことができるようになり、また、そのリ
ングレーザ部および光導波路を同一基板上に容易に一体
的に形成することができ、全体の構成を簡単かつ小形化
できるという利点を有している。
As described above, in the optical angular velocity detector and the method of manufacturing the same according to the present invention, the laser beams propagating in the ring laser section in opposite directions are transmitted by any optical system as in the prior art. Without using it, it becomes possible to take out efficiently and surely by the optical waveguide provided so as to be optically coupled to the ring laser portion, and the ring laser portion and the optical waveguide can be easily integrated on the same substrate. It has a merit that it can be formed, and the whole structure can be simplified and miniaturized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による光学式角速度検出器の一構成例を
示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a configuration example of an optical angular velocity detector according to the present invention.

【図2】図1に示した光学式角速度検出器のA−A線部
分の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the optical angular velocity detector shown in FIG.

【図3】基板上に一体的に形成されるリングレーザ部お
よび光導波路の製造工程を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of a ring laser section and an optical waveguide which are integrally formed on a substrate.

【図4】通常の半導体レーザ構造によるエピタキシャル
層の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an epitaxial layer having a normal semiconductor laser structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 リングレーザ部 3 光導波路 4 受光ダイオード 31 光導波路の第1のクラッド層 32 コア 33 光導波路の第2のクラッド層9 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Ring laser section 3 Optical waveguide 4 Light receiving diode 31 First clad layer of optical waveguide 32 Core 33 Second clad layer of optical waveguide 9

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リングレーザ部に互いに反対方向となる
ようにそれぞれレーザ光を伝播して、各方向のレーザ光
を受光部により受光して、各方向のレーザ光のビートに
応じた信号を得ることによってリングレーザ部に作用す
る角速度を検出するようにした光学式角速度検出器にお
いて、リングレーザ部に伝播する各方向のレーザ光をリ
ングレーザ部と光結合する光導波路を通して受光部に送
るようにし、基板上に半導体レーザ構造によるリングレ
ーザ部が形成され、そのリングレーザ部および前記基板
の上に光導波路の第1のクラッド層が形成され、その基
板上に形成されている部分における第1のクラッド層上
にそれとは光屈折率を異にした光導波路のコアが形成さ
れ、さらにその上から光導波路の第2のクラッド層が形
成されていることを特徴とする光学式角速度検出器。
1. A laser beam is propagated through a ring laser section in opposite directions, and a laser beam in each direction is received by a light receiving section to obtain a signal according to the beat of the laser beam in each direction. In an optical angular velocity detector designed to detect the angular velocity acting on the ring laser unit, the laser light propagating to the ring laser unit is sent to the light receiving unit through an optical waveguide that optically couples with the ring laser unit. A ring laser portion having a semiconductor laser structure is formed on a substrate, a first clad layer of an optical waveguide is formed on the ring laser portion and the substrate, and a first cladding layer is formed on the substrate. The core of the optical waveguide having a different optical refractive index from that of the clad layer is formed, and the second clad layer of the optical waveguide is further formed thereon. Characteristic optical angular velocity detector.
【請求項2】 リングレーザ部に互いに反対方向となる
ようにそれぞれレーザ光を伝播して、各方向のレーザ光
をリングレーザ部と光結合する光導波路を通して受光部
により受光して、各方向のレーザ光のビートに応じた信
号を得ることによってリングレーザ部に作用する角速度
を検出するようにした光学式角速度検出器の製造方法で
あって、基板上に設けられた半導体レーザ構造によるレ
ーザエピタキシャル層をエッチングすることによってリ
ングレーザ部を形成する工程と、そのリングレーザ部お
よび前記基板の上に光導波路の第1のクラッド層を形成
する工程と、その第1のクラッド層の上に、その第1の
クラッド層とは光屈折率の異なる光導波路のコア層を形
成したうえで、そのコア層をエッチングすることによっ
て光導波路のコアを形成する工程と、さらにその上から
光導波路の第2のクラッド層を形成する工程とをとるよ
うにしたことを特徴とする光学式角速度検出器の製造方
法。
2. A laser beam is propagated to the ring laser section in opposite directions, and the laser beam in each direction is received by the light receiving section through an optical waveguide optically coupled to the ring laser section, and the laser beam in each direction is received. A method of manufacturing an optical angular velocity detector for detecting an angular velocity acting on a ring laser portion by obtaining a signal according to a beat of a laser beam, the laser epitaxial layer having a semiconductor laser structure provided on a substrate. To form a ring laser portion by etching, a step of forming a first cladding layer of the optical waveguide on the ring laser portion and the substrate, and a step of forming a first cladding layer on the first cladding layer. After forming the core layer of the optical waveguide having a different optical refractive index from the clad layer of No. 1, the core of the optical waveguide is formed by etching the core layer. A method of manufacturing an optical angular velocity detector, characterized in that a step of forming and a step of forming a second cladding layer of the optical waveguide from above are taken.
【請求項3】 基板上に形成する第1のクラッド層を、
リングレーザ部における発光層と光導波路のコアとが基
板上同一高さをもって対向する膜厚となるように形成し
たことを特徴とする前記第2項の記載による光学式角速
度検出器の製造方法。
3. A first cladding layer formed on a substrate,
The method for manufacturing an optical angular velocity detector according to the above-mentioned item 2, wherein the light emitting layer in the ring laser portion and the core of the optical waveguide are formed so as to have a film thickness facing each other at the same height on the substrate.
JP32982492A 1992-10-27 1992-10-27 Optical angular velocity detector and manufacturing method thereof Pending JPH06140699A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008197058A (en) * 2007-02-15 2008-08-28 Japan Aviation Electronics Industry Ltd Ring laser gyro

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