JPH0694465A - Optical wave guide and ring interferometer - Google Patents

Optical wave guide and ring interferometer

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Publication number
JPH0694465A
JPH0694465A JP26924592A JP26924592A JPH0694465A JP H0694465 A JPH0694465 A JP H0694465A JP 26924592 A JP26924592 A JP 26924592A JP 26924592 A JP26924592 A JP 26924592A JP H0694465 A JPH0694465 A JP H0694465A
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JP
Japan
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optical
optical path
substrate
light
optical paths
Prior art date
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Application number
JP26924592A
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Japanese (ja)
Inventor
Yozo Nishiura
洋三 西浦
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To form a one corresponding to a fiber coil with one base, integrate optical members and reduce cost by forming a plurality of circular optical paths different in diameter so that those having larger diameters include those having smaller diameters, and adjacent optical paths are not concentric but partly situated in positions close to each other. CONSTITUTION:A circular optical path II is provided on the inside of the most outside optical path I, an optical path III on the inside thereof, and an optical path IV further on the inside thereof, whereby an optical wave guide is formed to be an aggregate of a number of eccentric optical paths. The optical paths I, II or the optical paths II, III have an evanescent coupling part A or B, respectively. For example, a right-handed light CW advances in the optical path I from an end part (a), enters the optical path II from the evanescent coupling part A, further enters the optical path III in the evanescent coupling part B. Since the coupling efficiency is 100%, the light is perfectly exchanged in two optical paths, turned clockwise in the optical path III, returned again to the optical path II, and returned to the optical path I in the point A through the optical path II, reaching an end part (b). Since the light reaching the inside goes out to the outside again, thus, no intersection is present.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバジャイロ
に代表されるような、多数の巻き数の円形光路を必要と
する光学機器において用いられる光導波路に関する。特
に、量産性に富み、安価に製造できる多数タ−ンの円形
光路を持つ光導波路に関する。さらにこの光導波光路を
用いたリング干渉計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide used in an optical device which requires a circular optical path with a large number of turns, as represented by an optical fiber gyro. In particular, the present invention relates to an optical waveguide having a large number of turns of a circular optical path, which has high mass productivity and can be manufactured at low cost. Further, it relates to a ring interferometer using this optical waveguide path.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術を光ファイバジャイロのファイ
バコイルを例として説明する。光ファイバジャイロは多
数回コイル状に巻かれた光ファイバ中を、左廻り光右廻
り光に光を伝搬させ、両方の光の伝搬時間の差からファ
イバコイルの角速度を検出するセンサである。両光の伝
搬時間差は、受光素子によって位相の異なる2つの光の
干渉光強度より求められる。右廻り光左廻り光の位相差
φはファイバコイルの角速度Ωに対して、
2. Description of the Related Art A conventional technique will be described by taking a fiber coil of an optical fiber gyro as an example. The optical fiber gyro is a sensor that propagates light to the left-handed light and the right-handed light in an optical fiber wound in a coil shape many times, and detects the angular velocity of the fiber coil from the difference in the propagation time of both lights. The propagation time difference between the two lights is obtained from the interference light intensity of the two lights having different phases depending on the light receiving element. The phase difference φ of the clockwise light and the counterclockwise light is relative to the angular velocity Ω of the fiber coil,

【0003】 φ=(4πLaΩ/cλ) (1)Φ = (4πLaΩ / cλ) (1)

【0004】の関係にある。ここでcは光速、λは光の
波長、Lはファイバコイルのファイバ長、aはコイルの
半径である。同じ角速度に対して、4πLa/cλが大
きい程位相差φが大きくなり感度が大きくなる。この係
数を大きくすることにより検出感度を上げることができ
る。cは光速であり定数である。λは光の波長であるか
らこれを下げることはできるが、実用的に有利な半導体
光源を使おうとすると、λの範囲も決まってしまう。
There is a relationship of Here, c is the speed of light, λ is the wavelength of light, L is the fiber length of the fiber coil, and a is the radius of the coil. For the same angular velocity, the larger 4πLa / cλ, the larger the phase difference φ and the greater the sensitivity. The detection sensitivity can be increased by increasing this coefficient. c is the speed of light and is a constant. Since λ is the wavelength of light, it can be lowered, but if a practically advantageous semiconductor light source is used, the range of λ is also determined.

【0005】設計条件として容易に変えうるのは、ファ
イバ長Lまたはコイルの半径aだけである。ところがコ
イル半径aは装置全体の寸法に影響を与える。ファイバ
コイルの半径が大きいと装置全体の寸法が大きくなって
しまう。装置の小型化が必要な場合は問題がある。ファ
イバ長Lを長くするのは巻き数を増やすことで装置全体
の寸法を大きくしない。しかしファイバ長が長いという
のは、ファイバを多用することであり、コストを押し上
げる。
Only the fiber length L or the radius a of the coil can be easily changed as a design condition. However, the coil radius a affects the size of the entire device. If the radius of the fiber coil is large, the size of the entire device becomes large. There is a problem when it is necessary to downsize the device. The length of the fiber L is increased by increasing the number of turns, and the size of the entire device is not increased. However, the fact that the fiber length is long means that the fiber is used a lot, which increases the cost.

【0006】この問題を解決するために、基板の上にフ
ァイバコイルと等価な渦巻き状の連続光導波路を2次元
的に設けるということが提案されている。2次元光導波
路であるから、フォトリソグラフィによって形成するこ
とができ光ファイバを不要とする。しかし基板の上に形
成された2次元的な光導波路であるから最内端を外部に
取り出すための困難がある。
In order to solve this problem, it has been proposed that a spiral continuous optical waveguide equivalent to a fiber coil is two-dimensionally provided on the substrate. Since it is a two-dimensional optical waveguide, it can be formed by photolithography and does not require an optical fiber. However, since it is a two-dimensional optical waveguide formed on the substrate, it is difficult to take the innermost end to the outside.

【0007】例えば特開昭64−64283号は、一つ
の半導体チップの上に渦巻き状の光導波路を形成し、同
じ基板状に発光素子、受光素子も設けている。一体型の
リングレ−ザジャイロである。渦巻き状の光導波路は基
板の上にフォトリソグラフィによって形成できる。ファ
イバコイルと等価なものとして作るので連続した渦巻き
状の光導波路になる。渦巻き状であるから半径が徐々に
変化する。半径が最も大きい最外端と、半径が最も小さ
い最内端ができる。最内端の光路を外部に取り出さなく
てはならない。このために他の渦巻き状光路の全てと直
交する引き出し光路部分を設けている。つまり光路同士
が交差するのである。
For example, in JP-A-64-64283, a spiral optical waveguide is formed on one semiconductor chip, and a light emitting element and a light receiving element are also provided on the same substrate. It is an integrated ring laser gyro. The spiral optical waveguide can be formed on the substrate by photolithography. Since it is made equivalent to a fiber coil, it becomes a continuous spiral optical waveguide. Since it is spiral, the radius changes gradually. The outermost edge with the largest radius and the innermost edge with the smallest radius are created. The innermost optical path must be taken out. For this purpose, an extraction optical path portion is provided which is orthogonal to all the other spiral optical paths. That is, the optical paths intersect each other.

【0008】特開平1−191803号は矩形に近い渦
巻き状連続光路を基板の上に形成している。そして最外
端の光路を彎曲させ渦巻きの中心に導き、最内端の光路
とカップラを作るようになっている。この場合も最外端
光路を他の渦巻き状光路の全てと直交するように内側へ
導いている。これも光路同士が交差する。平面の上に2
次元的に形成した光路であるからどうしても交差する。
In Japanese Patent Laid-Open No. 1-191803, a spiral continuous optical path that is close to a rectangle is formed on a substrate. Then, the outermost optical path is curved and guided to the center of the spiral to form the innermost optical path and coupler. Also in this case, the outermost optical path is guided inward so as to be orthogonal to all the other spiral optical paths. Again, the optical paths intersect. 2 on the plane
Since they are three-dimensionally formed optical paths, they intersect each other.

【0009】特開平2−251189号も半導体基板の
上に渦巻き状の光路を形成したリングレ−ザジャイロで
ある。発光素子、受光素子、周波数変調器、ビ−ムスプ
リッタ、増幅器等を設けている。これも渦巻き状光路の
最内端を外部に引き出すために最内端から他の全ての光
路に直交する引き出し光路部分を設けている。2次元の
光路であるから、交差する光路ができるのはやむを得な
い。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-251189 is also a ring laser gyro in which a spiral optical path is formed on a semiconductor substrate. A light emitting element, a light receiving element, a frequency modulator, a beam splitter, an amplifier and the like are provided. Also in this case, in order to draw out the innermost end of the spiral optical path to the outside, an extraction optical path portion is provided which is orthogonal to the other optical paths from the innermost end. Since it is a two-dimensional optical path, it is unavoidable that there are intersecting optical paths.

【0010】特開昭61−184417号は1枚の基板
の両面に渦巻き状の光路をフォトリソグラフィによって
作り、渦巻きの内部の一箇所に穴を貫通しここにも高屈
折率部分を設けて表面裏面の渦巻き状光路の内端を穴に
よって結合している。このようにすると光路を交差させ
なくても内部光路を外側へ引き出すことができる。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-184417 discloses that a spiral optical path is formed on both sides of a single substrate by photolithography, and a hole is formed at one place inside the spiral, and a high refractive index portion is also provided on the surface to form a surface. The inner ends of the spiral optical paths on the back side are connected by holes. In this way, the internal optical path can be pulled out without crossing the optical paths.

【0011】特開昭62−247209号は基板の上に
渦巻き状光路を作ってなる光ファイバジャイロである。
これは渦巻き状光路の内端を独立の光ファイバの端に結
合し光ファイバによって外側へ引き出している。これは
光路が交差するという欠点を免れている。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 62-247209 is an optical fiber gyro having a spiral optical path formed on a substrate.
This joins the inner end of the spiral optical path to the end of an independent optical fiber and pulls it out by the optical fiber. This avoids the drawback of intersecting optical paths.

【0012】特開平1−143914号は同様に基板の
上に2次元的な渦巻き状光路を形成したリング干渉計を
提案している。レコ−ドの溝のように外から内へ連続す
る光路を作る。内端には独立の光ファイバを繋ぐ。外端
にも独立の光ファイバを繋ぐ。これも光路が相互に交差
するという欠点がない。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-143914 proposes a ring interferometer in which a two-dimensional spiral optical path is similarly formed on a substrate. Creates a continuous optical path from the outside to the inside like a groove in a record. An independent optical fiber is connected to the inner end. An independent optical fiber is also connected to the outer end. This also does not have the drawback that the optical paths intersect each other.

【0013】以上はファイバコイルに関する従来技術で
ある。光ファイバジャイロにはもうひとつ集積化、1チ
ップ化の要求がある。従来の光ファイバジャイロは独立
の光学部品を組み合わせたものであるのでコスト高にな
らざるを得ない。1チップ化が望まれる。位相変調器や
偏光子、カップラを基板の上に平面的に作ることは可能
で、図6のような光ファイバジャイロが提案されてい
る。
The above is the prior art relating to the fiber coil. The optical fiber gyro has another demand for integration and one chip. Since the conventional optical fiber gyro is a combination of independent optical components, the cost is inevitably high. One chip is desired. It is possible to form a phase modulator, a polarizer, and a coupler on a substrate in a plane, and an optical fiber gyro as shown in FIG. 6 has been proposed.

【0014】これは1枚の基板の上に偏光子、位相変調
器、カップラ、光導波路等を設けたものである。しかし
ファイバコイルを集積化できないために、これはファイ
バと基板上の光路との結合部が多くなる。これが実用化
の障害になっている。結合部の少ないことが望ましい。
This is one in which a polarizer, a phase modulator, a coupler, an optical waveguide and the like are provided on one substrate. However, due to the inability to integrate the fiber coil, this results in many couplings between the fiber and the optical path on the substrate. This is an obstacle to practical use. It is desirable to have few joints.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】フォトリソグラフィに
よって半導体または誘電体基板の上に渦巻き状の光路を
形成するのは、長いファイバを用いる必要がなく経済的
に有利である。また基板の上に他の受光素子、発光素
子、増幅器等を一体に形成するとこれらとの結合も基板
上に形成した光路によって行うことができ独立の光学部
品を組み立てる作業を減らすことができる。しかしこれ
らの連続的な渦巻き状光路を用いるリング干渉計やリン
グレ−ザジャイロには次の難点がある。
Forming a spiral optical path on a semiconductor or dielectric substrate by photolithography is economically advantageous because it does not require the use of long fibers. Further, if other light receiving elements, light emitting elements, amplifiers, etc. are integrally formed on the substrate, they can be coupled with each other by the optical path formed on the substrate, and the work of assembling independent optical components can be reduced. However, ring interferometers and ring laser gyros that use these continuous spiral optical paths have the following drawbacks.

【0016】特開昭64−64283号、特開平1−1
91803号、特開平2−21189号等は、渦巻き状
光路の内端を外側に引き出すために、他の光路の全てと
直交する引き出し光路部分を設けている。直交部は同一
の平面上にある。光は直進するので、直交する導波路間
では結合がないと考えられているのであろう。
Japanese Patent Laid-Open Nos. 64-64283 and 1-1
No. 91803, JP-A-2-21189, etc., in order to draw the inner end of the spiral optical path to the outside, an extraction optical path portion orthogonal to all the other optical paths is provided. The orthogonal parts are on the same plane. Since light travels straight, it may be considered that there is no coupling between orthogonal waveguides.

【0017】しかしそうではない。光が直進するのは自
由空間を伝搬する時だけである。導波路の中では、導波
路の形状、屈折率分布に応じて、光は斜め方向にも直角
方向にもガイドされる。それに加えて交差部分ではクラ
ッドがなくなるため導波機能がない。この部分では光は
回折し損失となる。回折は導波路が細ければ細いほど大
きくなる。
However, this is not the case. Light travels straight only when it propagates in free space. In the waveguide, light is guided in both the oblique direction and the perpendicular direction depending on the shape of the waveguide and the refractive index distribution. In addition, since there is no cladding at the intersection, there is no waveguide function. In this part, light is diffracted and becomes a loss. The smaller the waveguide, the greater the diffraction.

【0018】また交差する導波路間で光の結合が発生す
る。光の一部が交差点で直角に曲がり相手の導波路に入
ってしまう。すると光路長の異なる成分の光が重畳され
るということになる。これは光ファイバジャイロや、リ
ングレ−ザジャイロのように光の位相を信号要素として
検出する装置にとっては大きな問題になる。回折散乱に
よる光の損失は信号光を弱める。導波路間の光の混合が
さらにノイズを増大させる。これらは検出器の感度を下
げ、S/N比を低下させる。つまり交差点での光の損失
と光の混合がこのような2次元導波路の難点である。
In addition, light coupling occurs between the intersecting waveguides. Part of the light bends at a right angle at the intersection and enters the partner's waveguide. Then, the light components having different optical path lengths are superimposed. This is a serious problem for a device such as an optical fiber gyro or a ring laser gyro that detects the phase of light as a signal element. Light loss due to diffraction scattering weakens the signal light. The mixing of light between the waveguides further adds noise. These reduce the sensitivity of the detector and reduce the S / N ratio. That is, the loss of light and the mixing of light at the intersection are the drawbacks of such a two-dimensional waveguide.

【0019】さらに表面と裏面に渦巻き状光路を設け貫
通穴で結合するようにしたものは、このような構成を可
能にする設計技術や、三次元導波路のプロセス技術の裏
付けがない。光は直進するのであるから面の上下にある
光路をスル−ホ−ルで結合するようなことはできない。
電流とは違う。これは単なる思いつきでしかない。
Further, a spiral optical path provided on the front surface and the back surface and coupled by a through hole does not support the design technology enabling such a configuration or the process technology of the three-dimensional waveguide. Since the light travels straight, it is not possible to connect the optical paths above and below the surface with a through hole.
Different from current. This is just an idea.

【0020】特開平1−143914号は導波路の内側
端に直接光ファイバを付けるといっているが、どうすれ
ば結合できるのか明らかでない。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-143914 mentions that an optical fiber is directly attached to the inner end of the waveguide, but it is not clear how the optical fiber can be coupled.

【0021】光ファイバジャイロには長い光ファイバが
必要とされてきた。これがコストを引き上げる一つの原
因であった。これを解決するために1枚の半導体、誘電
体の基板の上に渦巻き状の光路を設けるという試みがな
されるがすでに述べたような欠点があり実現していな
い。
Optical fiber gyros have long required long optical fibers. This was one of the reasons for raising the cost. In order to solve this, an attempt is made to provide a spiral optical path on a single semiconductor or dielectric substrate, but this has not been realized due to the drawbacks already mentioned.

【0022】本発明は1枚の基板の上に互いに交差する
ことのない光路を作りこれによって角速度測定器を構成
する。これは光ファイバを用いないのでリング干渉計と
ここでは呼ぶ。
According to the present invention, an optical path which does not intersect with each other is formed on a single substrate, and thereby an angular velocity measuring device is constructed. This is called a ring interferometer here since it does not use an optical fiber.

【0023】本発明は1枚の基板によってファイバコイ
ルに該当するものを作るのが目的である。また1枚の基
板によってファイバコイル、受光素子、発光素子、増幅
器に該当する部品を構成したリング干渉計を提供するこ
とがもう一つの目的である。
The object of the present invention is to make a fiber coil corresponding to one substrate. Another object is to provide a ring interferometer in which components corresponding to a fiber coil, a light receiving element, a light emitting element, and an amplifier are configured by one substrate.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明の光導波路は、光
に対して透明な基板の上に高屈折率部分を設けることに
よって形成された光路であって、互いに直径の異なる複
数の円形状の光路が、直径の大きいものが小さいものを
包含し、隣接する円形状光路同士は同芯でなく一部が光
結合する程度に近接した位置に形成されていることを特
徴とする。
The optical waveguide of the present invention is an optical path formed by providing a high refractive index portion on a substrate which is transparent to light, and has a plurality of circular shapes with different diameters. The optical paths of (1) and (2) have a large diameter and a small diameter, and adjacent circular optical paths are not concentric with each other, but are formed at positions close to each other such that some of them are optically coupled.

【0025】図1に本発明の光導波路の原理を示す。直
径の異なる複数の閉じられた円形状光路が、大きいもの
が小さいものを包含するように配置される。隣接する光
路同士は同芯でなく、一箇所においてエバネッセント結
合する程度に近接している。エバネッセント結合である
が、結合の効率が100%または100%に近いよう
に、導波路の間隔屈折率分布などを決めておく。100
%の結合効率というのは、2本の光導波路の間で全ての
光エネルギ−が完全に交換されるということである。最
外周の光路は閉じたものではなく両端が基板の端部に導
かれる。
FIG. 1 shows the principle of the optical waveguide of the present invention. A plurality of closed circular optical paths with different diameters are arranged so that the larger ones include the smaller ones. The optical paths adjacent to each other are not concentric with each other, but are close enough to each other to evanescently couple at one place. Although it is evanescent coupling, the interval refractive index distribution of the waveguide is determined so that the coupling efficiency is 100% or close to 100%. 100
A coupling efficiency of% means that all light energy is completely exchanged between the two optical waveguides. The outermost optical path is not closed, and both ends are guided to the ends of the substrate.

【0026】個々の光路は厳密に円形でなくてもよい。
楕円状であっても良い。滑らかな曲線で一つ一つが閉じ
ており、大が小を包含し、交差しなければ良い。円形状
というのは真円の他に楕円、長円なども含むということ
である。エバネッセント結合部はむしろ直線部に作るの
が容易であるから、楕円、長円のほうがエバネッセント
結合部の作製という点では有利である。
The individual optical paths need not be strictly circular.
It may be oval. Each curve is a smooth curve, and each one is closed. The circular shape includes an ellipse, an ellipse, etc. in addition to a perfect circle. Since it is easy to form the evanescent joint portion in a straight line portion, an ellipse or an ellipse is more advantageous in terms of producing the evanescent joint portion.

【0027】エバネッセント結合部は分布結合部ともい
う。最外周から円形状光路をI、II、III 、 IV 、V、
・・とする。IとIIはA点でエバネッセント結合する。
IIとIII とはB点でエバネッセント結合する。III と I
V はC点でエバネッセント結合する。以下同様である。
The evanescent joint is also called a distributed joint. Circular optical paths I, II, III, IV, V from the outermost circumference
・ ・I and II are evanescently bound at point A.
II and III are evanescently bound at point B. III and I
V is evanescently coupled at point C. The same applies hereinafter.

【0028】[0028]

【作用】本発明の作用を図2、図3によって説明する。
図2において最外周の光路Iの内側に、円形の光路IIを
設け、その内側に光路III 、さらに内側に光路IVを設け
ている。以下同様であり本発明の光導波路は多数の非同
芯円光路の集合であるが、ここでは3つの光導波路によ
って作用を説明する。A、Bは、それぞれI、II光路ま
たは、II光路、III 光路のエバネッセント結合部であ
る。光の進行経路は図3に示す。これらすべては光導波
路であるが、個々の光導波路は光路と呼び全体として光
導波路ということにして区別する。
The operation of the present invention will be described with reference to FIGS.
In FIG. 2, a circular optical path II is provided inside the outermost optical path I, an optical path III is provided inside the circular optical path II, and an optical path IV is provided further inside. The same applies to the following, and the optical waveguide of the present invention is a set of a large number of non-concentric optical paths. Here, the operation will be described by using three optical waveguides. A and B are evanescent coupling portions of I and II optical paths or II optical paths and III optical paths, respectively. The traveling path of light is shown in FIG. All of these are optical waveguides, but individual optical waveguides are called optical paths and are distinguished as optical waveguides as a whole.

【0029】右廻り光(CW)は、イから光路Iを進み
エバネッセント結合部Aから、光路IIに入りエバネッセ
ント結合部Bでさらに光路III に入る。結合効率が10
0%であるから光は二つの光路に於いて完全に交換され
る。光路III を右回りして点Bで再び光路IIに戻る。光
路IIを通りこの光は点Aで光路Iに戻る。そして端部ア
に出る。
The clockwise light (CW) travels along the optical path I from (a), enters the optical path II from the evanescent coupling section A, and further enters the optical path III at the evanescent coupling section B. Coupling efficiency is 10
Since it is 0%, the light is completely exchanged in the two optical paths. Turn right on the optical path III and return to the optical path II again at the point B. This light passes through the optical path II and returns to the optical path I at the point A. And it appears at the end.

【0030】左廻り光(CCW)は、アから光路Iを進
みエバネッセント結合部Aから、光路IIに入りエバネッ
セント結合部Bでさらに光路III に入る。結合効率が1
00%であるから光は二つの光路に於いて完全に交換さ
れる。光路III を左回りして点Bで再び光路IIに戻る。
光路IIを通りこの光は点Aで光路Iに戻る。そして端部
イに出る。
The counterclockwise light (CCW) travels along the optical path I from A, enters the optical path II from the evanescent coupling portion A, and further enters the optical path III at the evanescent coupling portion B. Coupling efficiency is 1
Since it is 00%, the light is completely exchanged in the two optical paths. Turn left in the optical path III and return to the optical path II again at the point B.
This light passes through the optical path II and returns to the optical path I at the point A. And it appears at the end.

【0031】実際にはもっと多くの光路があり、左廻り
光、右廻り光は何回もエバネッセント結合部を越えて外
から内へと進行してゆく。最内周に至ると今度は内から
外へとエバネッセント結合部を通って進行する。光はあ
る光路を約半分ずつ通過する。つまり外側から内側へ行
くときにある光路の一部を通るとする。この光は内側か
ら外側へ向かうときこの光路の残りの部分を通る。つま
りどの光路も左廻り光右廻り光が1周分伝搬するのであ
る。そうした左廻り光右廻り光は全く同じ光路を反対向
きに伝搬する。これは連続した渦巻き状の光路を伝搬す
るのと少し違うが、左廻り光、右廻り光の伝搬距離が同
一であるということが言える。
Actually, there are more optical paths, and the left-handed light and the right-handed light travel from the outside to the inside over the evanescent joint many times. When it reaches the innermost circumference, it proceeds from the inside to the outside through the evanescent joint. Light passes through an optical path about half each. In other words, it goes through a part of the optical path when going from the outside to the inside. This light travels through the rest of this path as it travels from the inside to the outside. In other words, the left-handed light and the right-handed light propagate for one round in every optical path. Such left-handed light and right-handed light propagate in the opposite directions in the exact same optical path. This is a little different from propagating in a continuous spiral optical path, but it can be said that the propagation distances of left-handed light and right-handed light are the same.

【0032】本発明の多重光路よりなる光導波路の長所
は交差点が一つもないということである。非同芯状に円
形光路が多重に形成されるが、大が小を必ず包含してい
るから交差点がない。従来の連続光路の場合は必ず交差
点ができる。Nタ−ンであるとN個の交差点ができた。
ところが本発明の場合は交差点がない。内側まで到達し
た光はまた外側へ向かって出てゆくので交差点を不要と
するのである。
The advantage of the optical waveguide comprising the multiple optical paths of the present invention is that there is no intersection. Multiple circular optical paths are formed in a non-concentric manner, but there is no intersection because the large and small ones are always included. In the case of the conventional continuous optical path, there is always an intersection. With N turns, there were N intersections.
However, in the case of the present invention, there is no intersection. The light that reaches the inside also goes out to the outside, thus eliminating the need for an intersection.

【0033】最外周の端部ア、イは基板の端部に設ける
ことができる。これは外部の光ファイバとの結合、ある
いはレンズを介した発光素子、受光素子との結合に適し
た構造である。
The outermost peripheral edges a and b can be provided at the edge of the substrate. This is a structure suitable for coupling with an external optical fiber or coupling with a light emitting element or a light receiving element via a lens.

【0034】[0034]

【実施例】本発明による光導波路を用いてリング干渉計
を構成した例を図4と図5に示す。光ファイバジャイロ
と原理は同じであるが、光ファイバを用いていないので
リング干渉計と呼ぶ。
EXAMPLE An example in which a ring interferometer is constructed using the optical waveguide according to the present invention is shown in FIGS. Although it has the same principle as an optical fiber gyro, it is called a ring interferometer because it does not use an optical fiber.

【0035】[実施例(図4)]従来の光ファイバジ
ャイロのセンシングル−プの代わりに本発明の導波路を
用いた例である。これは平面の基板1の上に多数の非同
芯円形状の光路からなる光導波路2を設けたものをファ
イバコイルの代わりに用いる。他の素子は従来と同じで
ある。光源3から出た光がカップラ4を通り、偏光子5
を通って第2のカップラ6に入る。ここで2分割されて
基板1上の光導波路2の両端アとイに入射する。
[Example (FIG. 4)] This is an example in which the waveguide of the present invention is used instead of the sensing loop of the conventional optical fiber gyro. In this case, a flat substrate 1 provided with a large number of non-concentric optical waveguides 2 is used instead of a fiber coil. Other elements are the same as the conventional ones. The light emitted from the light source 3 passes through the coupler 4 and the polarizer 5
Through the second coupler 6. Here, the light is divided into two and enters both ends a and a of the optical waveguide 2 on the substrate 1.

【0036】アから入った光は右廻り光として光路を伝
搬し、分布結合部A、B、C、・・・分布結合部を反対
向きに通って最内周部から外側へ向けて進行する。そし
てイから出射されてカップラ6を反対に通る。さらに偏
光子5、カップラ4を通り受光素子7に入る。
The light entering from A propagates in the optical path as clockwise light and travels from the innermost peripheral portion to the outer side through the distributed coupling portions A, B, C, ... . Then, it is emitted from a and passes through the coupler 6 in the opposite direction. Further, the light passes through the polarizer 5 and the coupler 4 and enters the light receiving element 7.

【0037】イから入った光は左廻り光として光導波路
の中を伝搬する。そしてアから出射しカップラ6、偏光
子5カップラ4を通り、受光素子7に入る。左廻り光右
廻り光が干渉し干渉光の強度が受光素子によって検出さ
れる。このような原理は従来の光ファイバジャイロと同
様である。光ファイバ10〜15は基板外にあるシング
ルモ−ドファイバである。
The light entering from (i) propagates in the optical waveguide as counterclockwise light. Then, the light exits from A, passes through the coupler 6, the polarizer 5 and the coupler 4, and enters the light receiving element 7. The counterclockwise light and the clockwise light interfere with each other, and the intensity of the interference light is detected by the light receiving element. Such a principle is similar to that of the conventional optical fiber gyro. The optical fibers 10 to 15 are single mode fibers outside the substrate.

【0038】導波路の材料はガラス、半導体、誘電体等
の光に対して透明であるものであれば良い。この例のよ
うにパッシブな光導波路だけであれば、ガラスとくに石
英を用いるのが良い。導波損失が少ないからである。こ
のような導波路はフォトリソグラフィの技術を用いて導
波路パタ−ンを形成し、このパタ−ンに対して屈折率を
局所的に高くすることによって形成される。
The material of the waveguide may be glass, a semiconductor, a dielectric or the like and is transparent to light. If only a passive optical waveguide is used as in this example, it is preferable to use glass, especially quartz. This is because the waveguide loss is small. Such a waveguide is formed by forming a waveguide pattern using a photolithography technique and locally increasing the refractive index with respect to this pattern.

【0039】屈折率分布の形成は半導体基板の場合は、
エピタキシャル成長、誘電体基板の場合は拡散、プロト
ン交換、ガラス基板の場合はイオン交換、石英の場合
は、CVDが適している。もちろんこれ以外の方法を用
いて屈折率分布を形成することもできる。
In the case of a semiconductor substrate, the formation of the refractive index distribution is
Epitaxial growth, diffusion for a dielectric substrate, proton exchange, ion exchange for a glass substrate, and CVD for quartz are suitable. Of course, the refractive index distribution can be formed by using a method other than this.

【0040】次に本発明の光導波路がどれほどの感度を
持ちうるかということを従来のものとの比較によって説
明しよう。本発明によって基板の上に実際に形成すべき
導波路は弱導波路である。波長1μm前後の光に対して
は、5〜10μmの導波路幅となる。分布結合部の導波
路の距離であるが、結合の長さにもよるが、大体導波管
の幅と同じ程度の間隔とする。光エネルギ−がここで1
00%交換するように分布結合部の長さと光路間隔を決
める。
Next, the sensitivity of the optical waveguide of the present invention can be explained by comparison with the conventional one. The waveguide to be actually formed on the substrate according to the present invention is a weak waveguide. For light with a wavelength of about 1 μm, the waveguide width is 5 to 10 μm. It is the distance of the waveguide of the distributed coupling portion, but the distance is approximately the same as the width of the waveguide although it depends on the length of the coupling. Light energy is here 1
The length of the distributed coupling portion and the optical path interval are determined so that they are exchanged by 100%.

【0041】分布結合部以外では2本の光路が結合しな
いようにしなければならない。この場合隣接する光路の
間隔を25μm以上にすれば良い。この程度離れると結
合しない。つまり外から数えてn番目の光路の半径をr
n とすると、rn −rn+1 >25μmとすれば良い。光
ファイバジャイロの感度は次の式で示すように、
It is necessary to prevent the two optical paths from being coupled except in the distributed coupling section. In this case, the distance between adjacent optical paths should be 25 μm or more. If they are separated by this amount, they will not combine. That is, the radius of the nth optical path counted from the outside is r
If n , then r n −r n + 1 > 25 μm. The sensitivity of an optical fiber gyro is as shown in the following formula.

【0042】 φ=(4πLaΩ/cλ) (2)Φ = (4πLaΩ / cλ) (2)

【0043】Laに比例する。Lはファイバ長で、aは
コイルの半径である。これは半径が同一である場合の式
である。ファイバコイルの場合は直径の大きいボビンに
細いファイバを巻き付けるから半径が大体一定と考えら
れる。しかし本発明では2次元的な光導波路を形成する
のであるから、光路によって半径が異なる。n番目の光
路の半径をrn としているから、この光路の部分的な長
さは2πrn である。(2)式のLaの部分は、次のよ
うに置き換えることができる。
It is proportional to La. L is the fiber length and a is the radius of the coil. This is the formula when the radii are the same. In the case of a fiber coil, since the thin fiber is wound around a bobbin having a large diameter, the radius is considered to be approximately constant. However, since the two-dimensional optical waveguide is formed in the present invention, the radius differs depending on the optical path. Since the radius of the nth optical path is r n , the partial length of this optical path is 2πr n . The La part of the equation (2) can be replaced as follows.

【0044】[0044]

【数3】
[Equation 3]

【0045】nは光路の外側から数えた番号である。N
は最内周の光路の番号である。隣接光路の半径の差をΔ
rとする。
N is a number counted from the outside of the optical path. N
Is the number of the innermost optical path. The difference between the radii of adjacent optical paths is Δ
Let r.

【0046】 Δr=rn −rn+1 (4)Δr = r n −r n + 1 (4)

【0047】これは一定である必要がない。ここでは一
定値として(3)を計算しよう。
This need not be constant. Here, let's calculate (3) with a constant value.

【0048】[0048]

【数5】 [Equation 5]

【0049】[0049]

【数6】 [Equation 6]

【0050】[0050]

【数7】 [Equation 7]

【0051】感度を決める係数式(7)は、最外周の光
路の半径r0 と、光路数Nと隣接光路の半径差Δrによ
って決まる。感度を高めるためには光路数Nを高めれば
良い。ところが基板の大きさは制限があるので、光路数
Nを大きくするには、光路幅を狭くしなければならな
い。さきほど説明したように波長1μmに対しては隣接
光路の間隔は25μm以上ある必要がある。このように
隣接光路の最小間隔の制限があるから、基板の大きさが
決まると最大光路数が決まってしまう。
The coefficient expression (7) for determining the sensitivity is determined by the radius r 0 of the outermost optical path, the number N of optical paths, and the radius difference Δr between adjacent optical paths. To increase the sensitivity, the number N of optical paths may be increased. However, since the size of the substrate is limited, in order to increase the number N of optical paths, the optical path width must be narrowed. As described above, the distance between adjacent optical paths must be 25 μm or more for a wavelength of 1 μm. Since the minimum distance between adjacent optical paths is thus limited, the maximum number of optical paths is determined when the size of the substrate is determined.

【0052】4インチ程度の直径のウエハに対するフォ
トリソグラフィは現在では容易なことである。この場合
最外周の光路の半径r0 を50×10-3mとすることが
できる。光路数Nは基板の大きさと最内周光路の半径と
から最大値が決まる。最小曲げ半径を10mmと仮定す
る。rN =10×10-3mである。隣接の光路間の距離
Δrは光路幅を5μm、間隔を25μmとすると、最小
の値としてΔr=30μmとすることができる。光路の
数Nは
Photolithography for wafers with diameters on the order of 4 inches is now easy. In this case, the radius r 0 of the outermost optical path can be set to 50 × 10 −3 m. The maximum number of optical paths N is determined from the size of the substrate and the radius of the innermost peripheral optical path. Assume a minimum bend radius of 10 mm. r N = 10 × 10 −3 m. The distance Δr between the adjacent optical paths can be set to Δr = 30 μm as the minimum value when the optical path width is 5 μm and the interval is 25 μm. The number of optical paths N is

【0053】 N=(r0 −rN )/Δr=40×10-3/30×10-6=1333 (8)N = (r 0 −r N ) / Δr = 40 × 10 −3 / 30 × 10 −6 = 1333 (8)

【0054】となる。N=1333、r0 =50×10
-3m、Δr=30μmの値を(7)に代入して、
It becomes N = 1333, r 0 = 50 × 10
Substituting the value of -3 m and Δr = 30 μm into (7),

【0055】[0055]

【数9】 [Equation 9]

【0056】となる。これだけのLaを4インチの基板
に形成した光導波路によって得ることができる。
It becomes This amount of La can be obtained by an optical waveguide formed on a 4-inch substrate.

【0057】現在実際の光ファイバジャイロのファイバ
コイルに比較する。自動車用に現在用いられているの
は、L=100m、a=65×10-3mである。この場
合Laの値は6.5m2 となる。これに比べると本発明
の光導波路は十分な感度が得られるものである事が分か
る。
A comparison will now be made with the fiber coil of an actual optical fiber gyro. Currently used for automobiles is L = 100 m and a = 65 × 10 −3 m. In this case, the value of La is 6.5 m 2 . In comparison with this, it can be seen that the optical waveguide of the present invention has sufficient sensitivity.

【0058】[実施例(図5)]図5に本発明の第2
の実施例を示す。これは光導波路を形成する基板の上
に、位相変調器や偏光子も一体に製作したものである。
基板1は電気光学効果のある材料とする。例えばLiN
bO3 である。前述の光同芯円形状光導波路2が基板1
の上に形成される。最外周の光路はル−プの外側の一箇
所で結合しカップラ16を作っている。
[Embodiment (FIG. 5)] FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
An example of is shown. This is one in which a phase modulator and a polarizer are also integrally manufactured on a substrate forming an optical waveguide.
The substrate 1 is made of a material having an electro-optical effect. For example LiN
bO 3 . The optical concentric circular optical waveguide 2 is the substrate 1
Formed on. The outermost optical path is coupled at one place outside the loop to form a coupler 16.

【0059】最外周の光路の両側には位相変調器18、
19がある。これは1対の電極であり、電圧を印加する
ことによって電気光学効果により電極近傍の光路が伸縮
する。偏光子20の基板の上に作ったものである。偏光
子20より前にも2本の光導波路21、22がありカッ
プラ17で結合している。
A phase modulator 18 is provided on both sides of the outermost optical path.
There is 19. This is a pair of electrodes, and when a voltage is applied, the optical path near the electrodes expands and contracts due to the electro-optic effect. It is made on the substrate of the polarizer 20. Two optical waveguides 21 and 22 are provided in front of the polarizer 20 and are coupled by the coupler 17.

【0060】光源3から出た光は、光ファイバ23を通
り、光導波路21に端部に入射する。この結合をレンズ
によって行うこともできる。光導波路22から出た光
は、光ファイバ24を通り、基板外の受光素子7に入
る。ここの部分の結合もレンズ等で行うことができる。
この実施例ではセンサコイルが基板の上にフォトリソグ
ラフィによって作られているので、カップラ、位相変調
器、偏光子を同一の基板上に形成しコイルと基板上の導
波路によって結合することができる。
The light emitted from the light source 3 passes through the optical fiber 23 and enters the end portion of the optical waveguide 21. This coupling can also be done with a lens. The light emitted from the optical waveguide 22 passes through the optical fiber 24 and enters the light receiving element 7 outside the substrate. The connection of this portion can also be performed by a lens or the like.
Since the sensor coil is photolithographically fabricated on the substrate in this embodiment, the coupler, phase modulator and polarizer can be formed on the same substrate and coupled by the coil and the waveguide on the substrate.

【0061】既に述べたように、位相変調器や偏光子、
カップラを基板の上に平面的に作った図6のような光フ
ァイバジャイロが提案されている。しかしこれはファイ
バと基板上の光路との結合部が多くて、実用化できてい
ない。もっと結合部の少ないことが望ましい。
As already mentioned, the phase modulator, the polarizer,
There has been proposed an optical fiber gyro as shown in FIG. 6 in which a coupler is planarly formed on a substrate. However, this has not been put to practical use because there are many coupling portions between the fiber and the optical path on the substrate. It is desirable to have fewer joints.

【0062】図5の実施例はこのような要望に答えるも
のである。光源と光導波路21端部との結合にのみ注意
を払えば良い。光導波路22の光を受光素子7に導くの
はマルチモ−ドファイバでも良い。また基板の光導波路
22の終端に直接受光素子7を貼り付けても良い。さら
に、基板材料として、半導体等のように光源や受光素子
の形成が可能な材料を用いれば、図5の光源や受光素子
を含めて、同一基板上に形成することができる。
The embodiment of FIG. 5 answers such a demand. It suffices to pay attention only to the coupling between the light source and the end of the optical waveguide 21. A multimode fiber may be used to guide the light of the optical waveguide 22 to the light receiving element 7. Alternatively, the light receiving element 7 may be directly attached to the end of the optical waveguide 22 on the substrate. Further, if a material capable of forming a light source or a light receiving element such as a semiconductor is used as the substrate material, the light source and the light receiving element shown in FIG. 5 can be formed on the same substrate.

【0063】図示したように、位相変調器のような能動
素子も基板上に作る場合は、電気光学効果のある材料例
えば、LiNbO3 単結晶基板などを用いる必要があ
る。位相変調器が不要な場合はガラス基板を用いるとコ
スト的に有利である。また位相変調器があっても、電気
光学効果の代わりに熱光学効果を用いる場合もガラス基
板を用いることができる。
As shown in the figure, when an active element such as a phase modulator is also formed on the substrate, it is necessary to use a material having an electro-optical effect, such as a LiNbO 3 single crystal substrate. If a phase modulator is not needed, it is cost effective to use a glass substrate. Even if there is a phase modulator, the glass substrate can be used when the thermo-optical effect is used instead of the electro-optical effect.

【0064】あるいは、図6のファイバコイルの部分
を、図1のセンシングコイルで置き換えることも可能で
ある。つまり図6のように、1枚の基板の上に、位相変
調器、偏光子、これらを繋ぐ光導波路等を形成し、図1
のようにもう一つの基板の上に多数の円形光路を形成し
これら二つの基板をファイバによって結合し、さらに光
源、受光素子をこれらにファイバで結合する。
Alternatively, the fiber coil portion of FIG. 6 can be replaced with the sensing coil of FIG. That is, as shown in FIG. 6, a phase modulator, a polarizer, an optical waveguide connecting them, and the like are formed on one substrate, and
As described above, a large number of circular optical paths are formed on another substrate, these two substrates are coupled by a fiber, and further, a light source and a light receiving element are coupled to these by a fiber.

【0065】[0065]

【発明の効果】従来の光ファイバジャイロは光ファイバ
を巻き回したファイバコイルをセンシングコイルとして
用いていた。本発明は基板上にセンシングコイルを形成
できる。これにより光ファイバジャイロの製造コストを
引き下げることができる。また従来の光ファイバジャイ
ロは、各光学部品を光ファイバ、バルク部品で作り、こ
れを組み立てていた。
According to the conventional optical fiber gyro, a fiber coil formed by winding an optical fiber is used as a sensing coil. The present invention can form a sensing coil on a substrate. This can reduce the manufacturing cost of the optical fiber gyro. Further, in the conventional optical fiber gyro, each optical component is made of an optical fiber and a bulk component and then assembled.

【0066】本発明では長年待ち望まれてきた1チップ
リング干渉計を与えることができる。光学部品が集積化
できるので材料費、加工費等大幅に低減することができ
る。量産に適した安価なリング干渉計を提供できる。こ
れまで提案されている渦巻き状光路を基板上に作ったも
のは、交差点が必ずできてしまうので、光の損失やノイ
ズが多くて感度が良くて高S/N比のセンサが出来なか
った。本発明はこのような難点を克服できる。
The present invention can provide a long-awaited one-chip ring interferometer. Since optical parts can be integrated, material costs, processing costs, etc. can be significantly reduced. An inexpensive ring interferometer suitable for mass production can be provided. In the case where the spiral optical path that has been proposed so far is formed on a substrate, an intersection is always formed, so that a high S / N ratio sensor cannot be obtained because of high light loss and noise and high sensitivity. The present invention can overcome such difficulties.

【0067】隣接光路間のエバネッセント結合部が10
0%の交換比率を持つというのはいささか困難な条件で
あるが、これは材料定数に基づく導波路設計及びプロセ
ス条件の選択により可能である。
The evanescent coupling between adjacent optical paths is 10
Having a 0% exchange ratio is a rather difficult condition, but this is possible due to the choice of waveguide design and process conditions based on material constants.

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

【図1】本発明の光導波路の平面図。FIG. 1 is a plan view of an optical waveguide of the present invention.

【図2】本発明の光導波路の動作を説明するための平面
図。
FIG. 2 is a plan view for explaining the operation of the optical waveguide of the present invention.

【図3】図2の構成に於いて、CW光とCCW光の経路
を説明する図。
FIG. 3 is a diagram illustrating paths of CW light and CCW light in the configuration of FIG.

【図4】本発明の実施例に掛かるリング干渉計の構成
図。
FIG. 4 is a configuration diagram of a ring interferometer according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例に掛かるリング干渉計の構
成図。
FIG. 5 is a configuration diagram of a ring interferometer according to another embodiment of the present invention.

【図6】偏光子、カップラ、位相変調器を基板上に一体
化した光ファイバジャイロの提案例の平面図。
FIG. 6 is a plan view of a proposed example of an optical fiber gyro in which a polarizer, a coupler, and a phase modulator are integrated on a substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 光導波路 3 光源 4 カップラ 5 偏光子 6 カップラ 7 受光素子 1 substrate 2 optical waveguide 3 light source 4 coupler 5 polarizer 6 coupler 7 light receiving element

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光に対して透明な基板の上に高屈折率部分
を設けることによって形成された光路であって、互いに
直径の異なる複数の円形状の光路が、直径の大きいもの
が小さいものを包含し、隣接する円形状光路同士は同芯
でなく一部が光結合する程度に近接した位置に形成され
ていることを特徴とする光導波路。
1. An optical path formed by providing a high refractive index portion on a substrate transparent to light, wherein a plurality of circular optical paths having different diameters have a large diameter and a small diameter. And the adjacent circular optical paths are not concentric with each other, but are formed at positions close to each other such that some of them are optically coupled.
【請求項2】多成分ガラスまたは石英の基板の上に高屈
折率を設けることによって形成された光路であって、互
いに直径の異なる複数の円形状の光路が、直径の大きい
ものが小さいものを包含し、隣接する円形状光路同士は
同芯でなく一部が光結合する程度に近接した位置に形成
されていることを特徴とする光導波路。
2. An optical path formed by providing a high refractive index on a multi-component glass or quartz substrate, wherein a plurality of circular optical paths having different diameters have a large diameter and a small diameter. An optical waveguide characterized in that adjacent circular optical paths are not concentric with each other, but are formed at positions close to each other such that some of them are optically coupled.
【請求項3】光に対して透明な基板の上に高屈折率部分
を設けることによって形成された光路であって、互いに
直径の異なる複数の円形状の光路が、直径の大きいもの
が小さいものを包含し、隣接する円形状光路同士は同芯
でなく一部が光結合する程度に近接した位置に形成さ
れ、基板の他の部分には、偏光子、または分岐合流素子
が形成されこれら偏光子、分岐合流素子と、前記の円形
状光路の最外周のものとが、光路によって結合している
ことを特徴とする光導波路。
3. An optical path formed by providing a high refractive index portion on a substrate transparent to light, wherein a plurality of circular optical paths having different diameters have a large diameter and a small diameter. The adjacent circular optical paths are not concentric with each other and are formed at positions close to each other so that some of them are optically coupled, and a polarizer or a branching / merging element is formed on the other part of the substrate. An optical waveguide characterized in that a child, a branching / merging element, and the outermost one of the circular optical paths are coupled by an optical path.
【請求項4】光に対して透明な基板の上に高屈折率部分
を設けることによって形成された光路であって、互いに
直径の異なる複数の円形状の光路が、直径の大きいもの
が小さいものを包含し、隣接する円形状光路同士は同芯
でなく一部が光結合する程度に近接した位置に形成され
ており、最外周の光路はその両端が基板の端部に一致し
ているようにした光導波路を角速度検出のためのコイル
として用い、光源、受光素子、偏光子、分岐合流素子な
どはシングルモ−ドファイバで結合し、分岐合流素子両
端のシングルモ−ドファイバを、前記の光導波路の最外
周光路の両端に結合してあることを特徴とするリング干
渉計。
4. An optical path formed by providing a high refractive index portion on a substrate transparent to light, wherein a plurality of circular optical paths having different diameters have a large diameter and a small diameter. The adjacent circular optical paths are not concentric and are formed at positions close to each other such that some of them are optically coupled, and the outermost optical path has its both ends aligned with the ends of the substrate. The optical waveguide is used as a coil for angular velocity detection, and the light source, the light receiving element, the polarizer, the branching and merging element, etc. are coupled by a single mode fiber, and the single mode fibers at both ends of the branching and merging element are connected to the above-mentioned optical waveguide. A ring interferometer characterized in that it is coupled to both ends of the outer optical path.
【請求項5】光に対して透明な第1の基板の上に高屈折
率部分を設けることによって形成された光路であって、
互いに直径の異なる複数の円形状の光路が、直径の大き
いものが小さいものを包含し、隣接する円形状光路同士
は同芯でなく一部が光結合する程度に近接した位置に形
成されており、最外周の光路はその両端が基板の端部に
一致しているようにした光導波路を角速度検出のための
コイルとして用い、光に対して透明な第2の基板の上に
変調器、偏光子、第1、第2の分岐合流素子とこれらを
接続する光導波路を形成し、第1の基板上の最外周の光
路端と、第2の基板の第2分岐合流素子から分岐した光
導波路の端部とをファイバによりあるいは直接に結合
し、第2の基板の第1の分岐合流素子の両端の光導波路
と、光源、受光素子を結合したことを特徴とするリング
干渉計。
5. An optical path formed by providing a high refractive index portion on a first substrate which is transparent to light,
A plurality of circular optical paths having different diameters, one having a large diameter and one having a small diameter are included, and adjacent circular optical paths are not concentric with each other, but are formed in positions close to each other so that some of them are optically coupled. , The outermost optical path is such that both ends of the optical path are aligned with the ends of the substrate, and the optical waveguide is used as a coil for angular velocity detection. An optical waveguide that connects the child, the first and second branching and joining elements and an optical waveguide connecting them, and branches from the outermost optical path end on the first substrate and the second branching and joining element of the second substrate. A ring interferometer characterized in that the optical waveguides at both ends of the first branching / merging element of the second substrate, the light source, and the light receiving element are coupled to each other by a fiber or directly.
【請求項6】光に対して透明な基板の上に高屈折率部分
を設けることによって形成された光路の集合であって、
互いに直径の異なる複数の円形状の光路が、直径の大き
いものが小さいものを包含し、隣接する円形状光路同士
は同芯でなく一部が光結合する程度に近接した位置に形
成されており、最外周の光路はその両端が基板の端部に
一致しているようにした多重光路集合である光導波路を
設け、同一の基板の上に変調器、偏光子、第1、第2の
分岐合流素子とこれらを接続する光路を形成し、前記多
重光路集合の光導波路の最外周の光路と、前記の第2分
岐合流素子から分岐した光路とを結合し、前記の第1の
分岐合流素子の両端の光導波路と、光源、受光素子を結
合したことを特徴とするリング干渉計。
6. A set of optical paths formed by providing a high refractive index portion on a substrate which is transparent to light,
A plurality of circular optical paths having different diameters, one having a large diameter and one having a small diameter are included, and adjacent circular optical paths are not concentric with each other, but are formed in positions close to each other so that some of them are optically coupled. , The outermost optical path is provided with an optical waveguide that is a set of multiple optical paths in which both ends are aligned with the ends of the substrate, and the modulator, the polarizer, and the first and second branches are provided on the same substrate. A converging element and an optical path connecting them are formed, and the outermost optical path of the optical waveguide of the multiple optical path set and the optical path branched from the second branching converging element are coupled to each other to form the first branching converging element. A ring interferometer, which is characterized in that an optical waveguide at both ends of a light source and a light receiving element are combined.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990013447A (en) * 1997-07-09 1999-02-25 갈라스윌리엄이. Integrated optical time delay unit

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KR19990013447A (en) * 1997-07-09 1999-02-25 갈라스윌리엄이. Integrated optical time delay unit

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