JPH08297220A - 光集積回路及び光ファイバジャイロ - Google Patents
光集積回路及び光ファイバジャイロInfo
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- JPH08297220A JPH08297220A JP10134495A JP10134495A JPH08297220A JP H08297220 A JPH08297220 A JP H08297220A JP 10134495 A JP10134495 A JP 10134495A JP 10134495 A JP10134495 A JP 10134495A JP H08297220 A JPH08297220 A JP H08297220A
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- optical
- optical integrated
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シングルモード光を得ることができる光集積
回路及びそれを含む光ファイバジャイロを提供すること
を目的とする。 【構成】 光集積回路は、基板の上面に形成された導波
路と該導波路を横断するように配置されたモードフィル
タとを有する。導波路を伝播した光のうちモードフィル
タを通過するのは、０次のシングルモード光だけであ
る。斯かる光集積回路を有する光ファイバジャイロで
は、光ファイバループを伝播する光は０次のシングルモ
ード光だけであるから、正確なジャイロ信号を得ること
ができる。
回路及びそれを含む光ファイバジャイロを提供すること
を目的とする。 【構成】 光集積回路は、基板の上面に形成された導波
路と該導波路を横断するように配置されたモードフィル
タとを有する。導波路を伝播した光のうちモードフィル
タを通過するのは、０次のシングルモード光だけであ
る。斯かる光集積回路を有する光ファイバジャイロで
は、光ファイバループを伝播する光は０次のシングルモ
ード光だけであるから、正確なジャイロ信号を得ること
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光集積回路及び斯かる光
集積回路を使用した光ファイバジャイロに関する。
集積回路を使用した光ファイバジャイロに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバジャイロは光のサグナック効
果（サニャック効果）を利用して角速度を計測するよう
に構成されており、高い信頼性を有し装置を小型化する
ことができる利点がある。光ファイバジャイロのうち、
干渉型光ファイバジャイロと称する形式のものがあり、
これは複数回巻かれた光ファイバループよりなる１本の
長い光路を互いに反対方向に光を伝播させ斯かる２つの
伝播光の位相差より角速度を求めるように構成されてい
る。
果（サニャック効果）を利用して角速度を計測するよう
に構成されており、高い信頼性を有し装置を小型化する
ことができる利点がある。光ファイバジャイロのうち、
干渉型光ファイバジャイロと称する形式のものがあり、
これは複数回巻かれた光ファイバループよりなる１本の
長い光路を互いに反対方向に光を伝播させ斯かる２つの
伝播光の位相差より角速度を求めるように構成されてい
る。
【０００３】図５を参照して従来の位相変調方式の光フ
ァイバジャイロを説明する。光ファイバジャイロは、半
導体レーザ、発光ダイオード等の光源１０１と入射光を
電流に変換する受光器１０２と１本の光ファイバを複数
回巻いて形成された光ファイバループ１０３と偏光子１
０４と光ファイバを伝播する光を合成し又は分岐するカ
プラ１０５、１０６とを有する。光ファイバジャイロ
は、更に、電流・電圧変換器１０７と位相変調器１０８
と信号発生器１０９と同期検波器１１０とを有する。
ァイバジャイロを説明する。光ファイバジャイロは、半
導体レーザ、発光ダイオード等の光源１０１と入射光を
電流に変換する受光器１０２と１本の光ファイバを複数
回巻いて形成された光ファイバループ１０３と偏光子１
０４と光ファイバを伝播する光を合成し又は分岐するカ
プラ１０５、１０６とを有する。光ファイバジャイロ
は、更に、電流・電圧変換器１０７と位相変調器１０８
と信号発生器１０９と同期検波器１１０とを有する。
【０００４】光源１０１より出力された光線は第１のカ
プラ１０５及び偏光子１０４を経由して第２のカプラ１
０６に導かれる。第２のカプラ１０６で光線は分岐さ
れ、斯くして分岐された２つの光線は光ファイバループ
１０３を互いに反対方向に伝播する。即ち、一方は光フ
ァイバループ１０３を右周りに伝播し、他方は左周りに
伝播する。
プラ１０５及び偏光子１０４を経由して第２のカプラ１
０６に導かれる。第２のカプラ１０６で光線は分岐さ
れ、斯くして分岐された２つの光線は光ファイバループ
１０３を互いに反対方向に伝播する。即ち、一方は光フ
ァイバループ１０３を右周りに伝播し、他方は左周りに
伝播する。
【０００５】光ファイバループ１０３に角速度Ωが加わ
ると、サグナック効果によって、光ファイバループ１０
３内を互いに反対方向に伝播する光に位相差Δφが生ず
る。斯かる位相差Δφは角速度Ωに比例し、次の式で表
される。
ると、サグナック効果によって、光ファイバループ１０
３内を互いに反対方向に伝播する光に位相差Δφが生ず
る。斯かる位相差Δφは角速度Ωに比例し、次の式で表
される。
【０００６】
【数１】Δφ＝（２πＬＤ／λＣ）Ω
【０００７】ここに、Ωは光ファイバループ１０３の中
心軸線周りの角速度、Ｄは光ファイバループ１０３のル
ープ径、Ｌは光ファイバループ１０３の長さ、λは光源
１０１から出力される光線の波長、Ｃは光速を表す。
心軸線周りの角速度、Ｄは光ファイバループ１０３のル
ープ径、Ｌは光ファイバループ１０３の長さ、λは光源
１０１から出力される光線の波長、Ｃは光速を表す。
【０００８】信号発生器１０９は角周波数をωP の基準
信号を生成し、それを位相変調器１０８及び同期検波器
１１０に供給する。位相変調器１０８は、信号発生器１
０９から供給された角周波数をωP の基準信号によって
光ファイバループ１０３内を互いに反対方向に伝播する
光を位相変調する。
信号を生成し、それを位相変調器１０８及び同期検波器
１１０に供給する。位相変調器１０８は、信号発生器１
０９から供給された角周波数をωP の基準信号によって
光ファイバループ１０３内を互いに反対方向に伝播する
光を位相変調する。
【０００９】位相変調器１０８は光ファイバループ１０
３の一端に配置されており、光ファイバループ１０３内
を右周りに伝播する光は光ファイバループ１０３の出口
で位相変調され、左周りに伝播する光は光ファイバルー
プ１０３の入口で位相変調される。
３の一端に配置されており、光ファイバループ１０３内
を右周りに伝播する光は光ファイバループ１０３の出口
で位相変調され、左周りに伝播する光は光ファイバルー
プ１０３の入口で位相変調される。
【００１０】光ファイバループ１０３を互いに反対方向
に伝播した光は第２のカプラ１０６によって合成され、
干渉光が生成される。斯かる干渉光は偏光子１０４、第
１のカプラ１０５を経由して受光器１０２によって検出
される。受光器１０２によって出力される電流信号は電
流・電圧変換器１０７によって電圧信号Ｖに変換され
る。斯かる電圧信号Ｖは次のように表される。
に伝播した光は第２のカプラ１０６によって合成され、
干渉光が生成される。斯かる干渉光は偏光子１０４、第
１のカプラ１０５を経由して受光器１０２によって検出
される。受光器１０２によって出力される電流信号は電
流・電圧変換器１０７によって電圧信号Ｖに変換され
る。斯かる電圧信号Ｖは次のように表される。
【００１１】
【数２】Ｖ＝Ｋ［１＋ｃｏｓΔφ・｛Ｊ0 （ｚ）−２Ｊ
2 （ｚ）ｃｏｓ２ωP ｔ＋・・｝−ｓｉｎΔφ・｛２Ｊ
1 （ｚ）ｃｏｓωP ｔ−・・・｝］
2 （ｚ）ｃｏｓ２ωP ｔ＋・・｝−ｓｉｎΔφ・｛２Ｊ
1 （ｚ）ｃｏｓωP ｔ−・・・｝］
【００１２】ここで、ｚは位相変調度、Ｊ0 、Ｊ1 、Ｊ
2 、・・・はベッセル関数、Ｋは比例定数、ｔは時間で
ある。
2 、・・・はベッセル関数、Ｋは比例定数、ｔは時間で
ある。
【００１３】同期検波器１１０は、信号発生器１０９か
ら供給された角周波数をωP の基準信号によって電圧信
号Ｖを同期検波する。それによって出力電圧Ｖに含まれ
る角周波数ｎωP 成分のうち角周波数成分ωP が同期検
波され、ｓｉｎΔφに比例する出力２ＫＪ1 （ｚ）ｓｉ
ｎΔφが出力される。こうして、サグナック位相差Δφ
を求めて、数１の式より角速度Ωが求められる。
ら供給された角周波数をωP の基準信号によって電圧信
号Ｖを同期検波する。それによって出力電圧Ｖに含まれ
る角周波数ｎωP 成分のうち角周波数成分ωP が同期検
波され、ｓｉｎΔφに比例する出力２ＫＪ1 （ｚ）ｓｉ
ｎΔφが出力される。こうして、サグナック位相差Δφ
を求めて、数１の式より角速度Ωが求められる。
【００１４】位相変調方式の光ファイバジャイロを改良
したものとしてセロダイン方式の光ファイバジャイロが
知られている。斯かるセロダイン方式では、図５に示す
ように、位相変調器１０８の他に更にセロダイン位相変
調器１０８’が設けられている。尚、セロダイン方式の
光ファイバジャイロの詳細については本願出願人と同一
の出願人による特願平４−３０６９７５号を参照された
い。
したものとしてセロダイン方式の光ファイバジャイロが
知られている。斯かるセロダイン方式では、図５に示す
ように、位相変調器１０８の他に更にセロダイン位相変
調器１０８’が設けられている。尚、セロダイン方式の
光ファイバジャイロの詳細については本願出願人と同一
の出願人による特願平４−３０６９７５号を参照された
い。
【００１５】光ファイバループ１０３内を右周りに伝播
する光は、光ファイバループ１０３の入口でセロダイン
位相変調器１０８’によってセロダイン変調され、光フ
ァイバループ１０３の出口で位相変調器１０８によって
位相変調される。光ファイバループ１０３内を左周りに
伝播する光は、光ファイバループ１０３の入口で位相変
調器１０８によって位相変調され、光ファイバループ１
０３の出口でセロダイン位相変調器１０８’によってセ
ロダイン変調される。
する光は、光ファイバループ１０３の入口でセロダイン
位相変調器１０８’によってセロダイン変調され、光フ
ァイバループ１０３の出口で位相変調器１０８によって
位相変調される。光ファイバループ１０３内を左周りに
伝播する光は、光ファイバループ１０３の入口で位相変
調器１０８によって位相変調され、光ファイバループ１
０３の出口でセロダイン位相変調器１０８’によってセ
ロダイン変調される。
【００１６】図６に従来の光ファイバジャイロの他の例
を示す。この例では光集積回路１２０が使用されてい
る。光集積回路１２０は基板の上面に形成された導波路
を含み、斯かる導波路は２つのＹ分岐１２５、１２６を
含む。導波路及びＹ分岐１２５、１２６に沿って偏光子
１０４、位相変調器１０８及びセロダイン位相変調器１
０８’が形成されている。
を示す。この例では光集積回路１２０が使用されてい
る。光集積回路１２０は基板の上面に形成された導波路
を含み、斯かる導波路は２つのＹ分岐１２５、１２６を
含む。導波路及びＹ分岐１２５、１２６に沿って偏光子
１０４、位相変調器１０８及びセロダイン位相変調器１
０８’が形成されている。
【００１７】光集積回路１２０の両端には接続装置１１
５、１１６が装着されており、斯かる接続装置１１５、
１１６はそれぞれ光ファイバ１３１Ａ、１３１Ｂ及び１
３２Ａ、１３２Ｂを有する。第１の接続装置１１５の光
ファイバ１３１Ａ、１３１Ｂによって、光集積回路１２
０の第１のＹ分岐１２５の２つの分岐枝は光源１０１及
び受光器１０２にそれぞれ接続されている。第２の接続
装置１１６の光ファイバ１３２Ａ、１３２Ｂによって、
光集積回路１２０の第２のＹ分岐１２６の２つの分岐枝
はそれぞれ光ファイバループ１０３の両端に接続されて
いる。
５、１１６が装着されており、斯かる接続装置１１５、
１１６はそれぞれ光ファイバ１３１Ａ、１３１Ｂ及び１
３２Ａ、１３２Ｂを有する。第１の接続装置１１５の光
ファイバ１３１Ａ、１３１Ｂによって、光集積回路１２
０の第１のＹ分岐１２５の２つの分岐枝は光源１０１及
び受光器１０２にそれぞれ接続されている。第２の接続
装置１１６の光ファイバ１３２Ａ、１３２Ｂによって、
光集積回路１２０の第２のＹ分岐１２６の２つの分岐枝
はそれぞれ光ファイバループ１０３の両端に接続されて
いる。
【００１８】光集積回路１２０と接続装置１１５、１１
６の間の接続面は光路に対して傾斜されている。即ち、
光集積回路１２０の導波路と光ファイバの接続面は光路
に対して傾斜されており、それによって接続面における
端面反射の影響が最小化されることができる。
６の間の接続面は光路に対して傾斜されている。即ち、
光集積回路１２０の導波路と光ファイバの接続面は光路
に対して傾斜されており、それによって接続面における
端面反射の影響が最小化されることができる。
【００１９】図７を参照して光集積回路１２０を伝播す
る光のモードについて説明する。図７は基板１２１の上
面に形成された導波路を示したものである。導波路は２
つのＹ分岐１２５、１２６と斯かる２つのＹ分岐を接続
する連結部１２４とを有する。尚、説明の便宜のため、
偏光子１０４、位相変調器１０８及びセロダイン位相変
調器１０８’は省略されている。
る光のモードについて説明する。図７は基板１２１の上
面に形成された導波路を示したものである。導波路は２
つのＹ分岐１２５、１２６と斯かる２つのＹ分岐を接続
する連結部１２４とを有する。尚、説明の便宜のため、
偏光子１０４、位相変調器１０８及びセロダイン位相変
調器１０８’は省略されている。
【００２０】光源１０１より出力された光は点１１７ａ
を経由して第１のＹ分岐１２５の第１の分岐枝１２５Ａ
に導かれる。第１の分岐枝１２５Ａを伝播した光は連結
部１２４を経由して第２のＹ分岐１２６にて分岐され
る。一方の伝播光は第１の分岐枝１２６Ａを伝播し、点
１１７ｃを経由して光ファイバループ１０３を右周りに
伝播する。他方の伝播光は第２の分岐枝１２６Ｂを伝播
し、点１１７ｄを経由して光ファイバループ１０３を左
周りに伝播する。
を経由して第１のＹ分岐１２５の第１の分岐枝１２５Ａ
に導かれる。第１の分岐枝１２５Ａを伝播した光は連結
部１２４を経由して第２のＹ分岐１２６にて分岐され
る。一方の伝播光は第１の分岐枝１２６Ａを伝播し、点
１１７ｃを経由して光ファイバループ１０３を右周りに
伝播する。他方の伝播光は第２の分岐枝１２６Ｂを伝播
し、点１１７ｄを経由して光ファイバループ１０３を左
周りに伝播する。
【００２１】光ファイバループ１０３を右周りに伝播す
る光と左周りに伝播する光は第２のＹ分岐１２６にて合
成され、干渉光が生成される。斯かる干渉光は第１のＹ
分岐１２５の第２の分岐枝１２５Ｂを伝播し、点１１７
ｂを経由して受光器１０２によって受光される。
る光と左周りに伝播する光は第２のＹ分岐１２６にて合
成され、干渉光が生成される。斯かる干渉光は第１のＹ
分岐１２５の第２の分岐枝１２５Ｂを伝播し、点１１７
ｂを経由して受光器１０２によって受光される。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】第１のＹ分岐１２５の
第１の分岐枝１２５Ａを伝播する光Ｓ0 はシングルモー
ドの光、即ち、０次モードの光である。０次モードの光
は図７Ａに示す如き光強度分布を有し、その光強度は導
波路の中心に対して両側に対称的に分布する。
第１の分岐枝１２５Ａを伝播する光Ｓ0 はシングルモー
ドの光、即ち、０次モードの光である。０次モードの光
は図７Ａに示す如き光強度分布を有し、その光強度は導
波路の中心に対して両側に対称的に分布する。
【００２３】斯かる０次モードの光が第１のＹ分岐１２
５を通過すると、１次（高次）モードの光が生成され
る。斯かる１次モードの光Ｍ1 は図７Ｃに示す如き光強
度分布を有する。従って、連結部１２４を伝播する光
は、図７Ｂに示す如き光強度分布を有する０次モードの
光Ｓ1 と図７Ｃに示す如き光強度分布を有する１次モー
ドの光Ｍ1 を含むマルチモードの光である。
５を通過すると、１次（高次）モードの光が生成され
る。斯かる１次モードの光Ｍ1 は図７Ｃに示す如き光強
度分布を有する。従って、連結部１２４を伝播する光
は、図７Ｂに示す如き光強度分布を有する０次モードの
光Ｓ1 と図７Ｃに示す如き光強度分布を有する１次モー
ドの光Ｍ1 を含むマルチモードの光である。
【００２４】連結部１２４を伝播する０次モードの光Ｓ
1 は第２のＹ分岐１２６にて分岐され第１の分岐枝１２
６Ａと第２の分岐枝１２６Ｂを伝播する。第１の分岐枝
１２６Ａ及び第２の分岐枝１２６Ｂを伝播する光Ｓ2 、
Ｓ3 はそれぞれ図７Ｅ、図７Ｆに示すような光強度分布
を有する０次モードの光である。
1 は第２のＹ分岐１２６にて分岐され第１の分岐枝１２
６Ａと第２の分岐枝１２６Ｂを伝播する。第１の分岐枝
１２６Ａ及び第２の分岐枝１２６Ｂを伝播する光Ｓ2 、
Ｓ3 はそれぞれ図７Ｅ、図７Ｆに示すような光強度分布
を有する０次モードの光である。
【００２５】一般に導波路には、０次モードの光のみを
伝播させるように構成された所謂シングルモード導波路
と０次モードと高次モード（１次以上）の光を伝播させ
るように構成された所謂マルチモード導波路がある。光
集積回路１２０の導波路は、通常０次モードの光のみを
伝播させるように構成されている。
伝播させるように構成された所謂シングルモード導波路
と０次モードと高次モード（１次以上）の光を伝播させ
るように構成された所謂マルチモード導波路がある。光
集積回路１２０の導波路は、通常０次モードの光のみを
伝播させるように構成されている。
【００２６】従って、連結部１２４を伝播する０次モー
ドの光Ｓ1 及び第２の分岐枝１２６の各分岐枝１２６
Ａ、１２６Ｂを伝播する０次モードの光Ｓ2 、Ｓ3 は殆
ど減衰しない。連結部１２４を伝播する光Ｓ1 の強度を
Ｅ（Ｓ1 ）、第１の分岐枝１２６Ａ及び第２の分岐枝１
２６Ｂを伝播する光の強度をそれぞれＥ（Ｓ2 ）、Ｅ
（Ｓ3 ）とすると、通常、Ｅ（Ｓ2 ）＝Ｅ（Ｓ3 ）＝１
／２Ｅ（Ｓ1 ）である。
ドの光Ｓ1 及び第２の分岐枝１２６の各分岐枝１２６
Ａ、１２６Ｂを伝播する０次モードの光Ｓ2 、Ｓ3 は殆
ど減衰しない。連結部１２４を伝播する光Ｓ1 の強度を
Ｅ（Ｓ1 ）、第１の分岐枝１２６Ａ及び第２の分岐枝１
２６Ｂを伝播する光の強度をそれぞれＥ（Ｓ2 ）、Ｅ
（Ｓ3 ）とすると、通常、Ｅ（Ｓ2 ）＝Ｅ（Ｓ3 ）＝１
／２Ｅ（Ｓ1 ）である。
【００２７】一方、連結部１２４を伝播する１次モード
の光Ｍ1 は導波路１２４を伝播する過程で拡散し減衰す
る。１次モードの光Ｍ1 は当初図７Ｃに示す如き光強度
分布を有するが、導波路１２４を伝播する過程で拡散し
図７Ｄに示す如き光強度分布となる。図示の矢印にて示
すように、１次モードの光Ｍ1 のうち導波路１２４の一
方側（図７にて上側）を伝播する光Ａ1 、Ａ2 と他方側
（図７にて下側）を伝播する光Ｂ1 、Ｂ2 は互いに１８
０°位相が異なる。斯かる１次モードの光Ｍ1のうち幾
らかの部分Ａ1 、Ｂ1 は導波路１２４の近傍を導波路１
２４に沿って伝播する。
の光Ｍ1 は導波路１２４を伝播する過程で拡散し減衰す
る。１次モードの光Ｍ1 は当初図７Ｃに示す如き光強度
分布を有するが、導波路１２４を伝播する過程で拡散し
図７Ｄに示す如き光強度分布となる。図示の矢印にて示
すように、１次モードの光Ｍ1 のうち導波路１２４の一
方側（図７にて上側）を伝播する光Ａ1 、Ａ2 と他方側
（図７にて下側）を伝播する光Ｂ1 、Ｂ2 は互いに１８
０°位相が異なる。斯かる１次モードの光Ｍ1のうち幾
らかの部分Ａ1 、Ｂ1 は導波路１２４の近傍を導波路１
２４に沿って伝播する。
【００２８】斯かる１次モードの光Ａ1 、Ｂ1 は第２の
Ｙ分岐１２６の各分岐枝１２６Ａ、１２６Ｂに到達し、
そこを伝播する０次モードの光Ｓ2 、Ｓ3 と結合（カッ
プリング）する。従って、実際に第２のＹ分岐１２６の
各分岐枝１２６Ａ、１２６Ｂより出力される光は斯かる
カップリング光ＣA 、ＣB である。
Ｙ分岐１２６の各分岐枝１２６Ａ、１２６Ｂに到達し、
そこを伝播する０次モードの光Ｓ2 、Ｓ3 と結合（カッ
プリング）する。従って、実際に第２のＹ分岐１２６の
各分岐枝１２６Ａ、１２６Ｂより出力される光は斯かる
カップリング光ＣA 、ＣB である。
【００２９】図７Ｄ、図７Ｅ及び図７Ｆに示すように、
１次モードの光Ｍ1 のうち導波路１２４の上側を伝播す
る光Ａ1 は導波路１２４を伝播する０次モードの光Ｓ1
と同位相であり、導波路１２４の下側を伝播する光Ｂ1
は導波路１２４を伝播する０次モードの光Ｓ1 と逆位相
である。斯かる１次モードの光Ａ1 、Ｂ1 が位相変化す
ることなく第２のＹ分岐１２６の各分岐枝１２６Ａ、１
２６Ｂに到達し、そこを伝播する０次モードの光Ｓ2 、
Ｓ3 とカップリングしたと仮定すれば、２つのカップリ
ング光ＣA 、ＣB の間に位相差は生じない。従って、光
ファイバループ１０３を右周りに伝播する光と左周りに
伝播する光の間の位相差は外力と位相変調器に起因した
ものだけである。
１次モードの光Ｍ1 のうち導波路１２４の上側を伝播す
る光Ａ1 は導波路１２４を伝播する０次モードの光Ｓ1
と同位相であり、導波路１２４の下側を伝播する光Ｂ1
は導波路１２４を伝播する０次モードの光Ｓ1 と逆位相
である。斯かる１次モードの光Ａ1 、Ｂ1 が位相変化す
ることなく第２のＹ分岐１２６の各分岐枝１２６Ａ、１
２６Ｂに到達し、そこを伝播する０次モードの光Ｓ2 、
Ｓ3 とカップリングしたと仮定すれば、２つのカップリ
ング光ＣA 、ＣB の間に位相差は生じない。従って、光
ファイバループ１０３を右周りに伝播する光と左周りに
伝播する光の間の位相差は外力と位相変調器に起因した
ものだけである。
【００３０】しかしながら、導波路１２４と導波路１２
４の近傍の基板部分では光の屈折率及び伝播速度等が僅
かに異なる。従って、導波路１２４を伝播してきた０次
モードの光Ｓ2 、Ｓ3 と導波路１２４の近傍を伝播して
きた１次モードの光Ａ1 ’、Ｂ1 ’では、実際には位相
が僅かに異なる。
４の近傍の基板部分では光の屈折率及び伝播速度等が僅
かに異なる。従って、導波路１２４を伝播してきた０次
モードの光Ｓ2 、Ｓ3 と導波路１２４の近傍を伝播して
きた１次モードの光Ａ1 ’、Ｂ1 ’では、実際には位相
が僅かに異なる。
【００３１】図８を参照して説明する。図８Ａ及び図８
Ｂはそれぞれ第２のＹ分岐１２６の第１の分岐枝１２６
Ａ及び第２の分岐枝１２６Ｂを伝播する光のベクトル線
図である。第１の分岐枝１２６Ａ及び第２の分岐枝１２
６Ｂを伝播する０次モードの光Ｓ2 、Ｓ3 のベクトルは
互いに同一である。即ち、２つの０次モードの光Ｓ2、
Ｓ3 の強さ及び位相角は同一である。
Ｂはそれぞれ第２のＹ分岐１２６の第１の分岐枝１２６
Ａ及び第２の分岐枝１２６Ｂを伝播する光のベクトル線
図である。第１の分岐枝１２６Ａ及び第２の分岐枝１２
６Ｂを伝播する０次モードの光Ｓ2 、Ｓ3 のベクトルは
互いに同一である。即ち、２つの０次モードの光Ｓ2、
Ｓ3 の強さ及び位相角は同一である。
【００３２】破線の矢印で示すように、当初は、導波路
１２４の外側を伝播する１次モードの光Ｍ1 のうち導波
路１２４の上側を伝播する光Ａ1 は第１の分岐枝１２６
Ａを伝播する０次モードの光Ｓ2 と同一の位相角を有
し、導波路１２４の下側を伝播する光Ｂ1 は第２の分岐
枝１２６Ｂを伝播する０次モードの光Ｓ3 と互いに１８
０°異なる位相角を有する。また２つの１次モードの光
Ａ1 、Ｂ1 は互いに同一の光強さを有し、互いに１８０
°異なる位相角を有する。
１２４の外側を伝播する１次モードの光Ｍ1 のうち導波
路１２４の上側を伝播する光Ａ1 は第１の分岐枝１２６
Ａを伝播する０次モードの光Ｓ2 と同一の位相角を有
し、導波路１２４の下側を伝播する光Ｂ1 は第２の分岐
枝１２６Ｂを伝播する０次モードの光Ｓ3 と互いに１８
０°異なる位相角を有する。また２つの１次モードの光
Ａ1 、Ｂ1 は互いに同一の光強さを有し、互いに１８０
°異なる位相角を有する。
【００３３】しかしながら、実際には、２つの１次モー
ドの光Ａ1 、Ｂ1 は導波路１２４の近傍の基板１２１を
伝播する過程で位相角が＋α（時計方向を＋とする。）
だけ変化する。従って、実線の矢印で示すように、第１
の分岐枝１２６Ａに到達した１次モードの光Ａ1 ’は第
１の分岐枝１２６Ａを伝播してきた０次モードの光Ｓ 2
と＋αだけ異なる位相角を有し、第２の分岐枝１２６Ｂ
に到達した１次モードの光Ｂ1 ’は第２の分岐枝１２６
Ｂを伝播してきた０次モードの光Ｓ3 と１８０°＋αだ
け異なる位相角を有する。
ドの光Ａ1 、Ｂ1 は導波路１２４の近傍の基板１２１を
伝播する過程で位相角が＋α（時計方向を＋とする。）
だけ変化する。従って、実線の矢印で示すように、第１
の分岐枝１２６Ａに到達した１次モードの光Ａ1 ’は第
１の分岐枝１２６Ａを伝播してきた０次モードの光Ｓ 2
と＋αだけ異なる位相角を有し、第２の分岐枝１２６Ｂ
に到達した１次モードの光Ｂ1 ’は第２の分岐枝１２６
Ｂを伝播してきた０次モードの光Ｓ3 と１８０°＋αだ
け異なる位相角を有する。
【００３４】第２のＹ分岐１２６の第１の分岐枝１２６
Ａにて導波路１２４を伝播した０次モードの光Ｓ2 と導
波路１２４の上側を伝播した１次モードの光Ａ1 ’が結
合して第１のカップリング光ＣA が生成される。これを
ベクトル表示すれば、図８Ａに示すように、ベクトルＳ
2 とベクトルＡ1 ’の和によってベクトルＣA を生成す
ることとなる。
Ａにて導波路１２４を伝播した０次モードの光Ｓ2 と導
波路１２４の上側を伝播した１次モードの光Ａ1 ’が結
合して第１のカップリング光ＣA が生成される。これを
ベクトル表示すれば、図８Ａに示すように、ベクトルＳ
2 とベクトルＡ1 ’の和によってベクトルＣA を生成す
ることとなる。
【００３５】同様に、第２のＹ分岐１２６の第２の分岐
枝１２６Ｂにて導波路１２４を伝播した０次モードの光
Ｓ3 と導波路１２４の下側を伝播した１次モードの光Ｂ
1 ’が結合して第２のカップリング光ＣB が生成され
る。これをベクトル表示すれば、図８Ｂに示すように、
ベクトルＳ3 とベクトルＢ1 ’の和によってベクトルＣ
B を生成することとなる。
枝１２６Ｂにて導波路１２４を伝播した０次モードの光
Ｓ3 と導波路１２４の下側を伝播した１次モードの光Ｂ
1 ’が結合して第２のカップリング光ＣB が生成され
る。これをベクトル表示すれば、図８Ｂに示すように、
ベクトルＳ3 とベクトルＢ1 ’の和によってベクトルＣ
B を生成することとなる。
【００３６】第１の分岐枝１２６Ａを伝播する第１のカ
ップリング光ＣA は第１の０次モードの光Ｓ2 に対して
位相差＋ΔθA だけ偏倚しており、第２の分岐枝１２６
Ｂを伝播する第２のカップリング光ＣB は第２の０次モ
ードの光Ｓ3 に対して位相差−ΔθB だけ偏倚してい
る。
ップリング光ＣA は第１の０次モードの光Ｓ2 に対して
位相差＋ΔθA だけ偏倚しており、第２の分岐枝１２６
Ｂを伝播する第２のカップリング光ＣB は第２の０次モ
ードの光Ｓ3 に対して位相差−ΔθB だけ偏倚してい
る。
【００３７】こうして、第１の分岐枝１２６Ａを伝播す
る第１のカップリング光ＣA と第２の分岐枝１２６Ｂを
伝播する第２のカップリング光ＣB との間で位相差＋Δ
θA−（−ΔθB ）＝ΔθA ＋ΔθB ≒２Δθが生ず
る。斯かる位相差によって光ファイバジャイロの出力信
号に誤差を与える。
る第１のカップリング光ＣA と第２の分岐枝１２６Ｂを
伝播する第２のカップリング光ＣB との間で位相差＋Δ
θA−（−ΔθB ）＝ΔθA ＋ΔθB ≒２Δθが生ず
る。斯かる位相差によって光ファイバジャイロの出力信
号に誤差を与える。
【００３８】本発明は、斯かる点に鑑み、基板内を伝播
する光に起因して導波路を伝播する光が搬送している信
号にノイズが生ずることがない光集積回路を提供するこ
とを目的とする。
する光に起因して導波路を伝播する光が搬送している信
号にノイズが生ずることがない光集積回路を提供するこ
とを目的とする。
【００３９】本発明は、斯かる点に鑑み、光集積回路の
基板内を伝播する光に起因してジャイロ信号にノイズが
生ずることがない光ファイバジャイロを提供することを
目的とする。
基板内を伝播する光に起因してジャイロ信号にノイズが
生ずることがない光ファイバジャイロを提供することを
目的とする。
【００４０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、例えば
図１に示すように、基板とその上面に沿って形成された
導波路とを有する光集積回路において、上記導波路を横
断するように延在するモードフィルタが設けられている
ことを特徴とする。
図１に示すように、基板とその上面に沿って形成された
導波路とを有する光集積回路において、上記導波路を横
断するように延在するモードフィルタが設けられている
ことを特徴とする。
【００４１】本発明によれば、光集積回路において、上
記導波路は第１及び第２のＹ分岐と該２つのＹ分岐を接
続する連結部とを有し、上記モードフィルタは上記連結
部を横断するように延在していることを特徴とする。
記導波路は第１及び第２のＹ分岐と該２つのＹ分岐を接
続する連結部とを有し、上記モードフィルタは上記連結
部を横断するように延在していることを特徴とする。
【００４２】本発明によれば、光集積回路において、上
記モードフィルタは薄板にピンホール又はスリットを形
成することによって構成されていることを特徴とする。
記モードフィルタは薄板にピンホール又はスリットを形
成することによって構成されていることを特徴とする。
【００４３】本発明によれば、光集積回路において、上
記薄板は不透明な材料よりなる板であり上記ピンホール
は上記薄板に形成した孔であり上記スリットは上記薄板
に形成した切り欠きであることを特徴とする。
記薄板は不透明な材料よりなる板であり上記ピンホール
は上記薄板に形成した孔であり上記スリットは上記薄板
に形成した切り欠きであることを特徴とする。
【００４４】本発明によれば、光集積回路において、上
記薄板は表面に被膜を装着した透明な材料よりなる薄い
板であり、上記ピンホールは上記被膜に形成した窓であ
り上記スリットは上記被膜に形成した窓であることを特
徴とする。
記薄板は表面に被膜を装着した透明な材料よりなる薄い
板であり、上記ピンホールは上記被膜に形成した窓であ
り上記スリットは上記被膜に形成した窓であることを特
徴とする。
【００４５】本発明によれば、光集積回路において、上
記モードフィルタは、上記基板の切断面上に形成されピ
ンホール状又はスリット状窓を有する被膜であることを
特徴とする。
記モードフィルタは、上記基板の切断面上に形成されピ
ンホール状又はスリット状窓を有する被膜であることを
特徴とする。
【００４６】本発明によれば、光集積回路において、上
記モードフィルタは光路である上記導波路に対して傾斜
して配置されていることを特徴とする。
記モードフィルタは光路である上記導波路に対して傾斜
して配置されていることを特徴とする。
【００４７】本発明によれば、光集積回路において、上
記モードフィルタには反射防止膜又は光吸収膜が装着さ
れていることを特徴とする。
記モードフィルタには反射防止膜又は光吸収膜が装着さ
れていることを特徴とする。
【００４８】本発明によれば、光集積回路において、上
記第１のＹ分岐の一方の分岐枝の先端に光源を接続し他
方の分岐枝の先端に受光器を接続し上記第２のＹ分岐の
各分岐枝の先端に光ファイバループの各端部を接続する
ことによって光ファイバジャイロが構成される光ファイ
バジャイロ用であることを特徴とする。
記第１のＹ分岐の一方の分岐枝の先端に光源を接続し他
方の分岐枝の先端に受光器を接続し上記第２のＹ分岐の
各分岐枝の先端に光ファイバループの各端部を接続する
ことによって光ファイバジャイロが構成される光ファイ
バジャイロ用であることを特徴とする。
【００４９】本発明によれば、光源と光集積回路と光フ
ァイバループと受光器とを有する光ファイバジャイロに
おいて、上記光集積回路は基板と該基板の上面に沿って
形成された導波路及び位相変調器と上記導波路を横断す
るように延在するモードフィルタとを有することを特徴
とする。
ァイバループと受光器とを有する光ファイバジャイロに
おいて、上記光集積回路は基板と該基板の上面に沿って
形成された導波路及び位相変調器と上記導波路を横断す
るように延在するモードフィルタとを有することを特徴
とする。
【００５０】本発明によれば、光ファイバジャイロにお
いて、上記モードフィルタは０次のシングルモード光の
みを通過させるためのシングルモード用モードフィルタ
であることを特徴とする。
いて、上記モードフィルタは０次のシングルモード光の
みを通過させるためのシングルモード用モードフィルタ
であることを特徴とする。
【００５１】本発明によれば、光ファイバジャイロにお
いて、上記導波路は第１及び第２のＹ分岐と該２つのＹ
分岐を接続する連結部とを有し、上記モードフィルタは
上記連結部を横断するように延在していることを特徴と
する。
いて、上記導波路は第１及び第２のＹ分岐と該２つのＹ
分岐を接続する連結部とを有し、上記モードフィルタは
上記連結部を横断するように延在していることを特徴と
する。
【００５２】
【作用】本発明の光集積回路２０によると、導波路を横
断するようにモードフィルタ５０、６０が設けられ、斯
かるモードフィルタ５０、６０は導波路を伝播する０次
のシングルモード光のみを通過させる。導波路及び導波
路の外側を拡散して伝播する１次モード光はモードフィ
ルタ５０、６０によって遮断される。
断するようにモードフィルタ５０、６０が設けられ、斯
かるモードフィルタ５０、６０は導波路を伝播する０次
のシングルモード光のみを通過させる。導波路及び導波
路の外側を拡散して伝播する１次モード光はモードフィ
ルタ５０、６０によって遮断される。
【００５３】モードフィルタ５０、６０はピンホール型
又はスリット型の薄板状又は被膜状に構成される。
又はスリット型の薄板状又は被膜状に構成される。
【００５４】
【実施例】以下に図１〜図４を参照して本発明の実施例
について説明する。図１に本発明による光集積回路２０
の例を示す。この光集積回路２０は光ファイバジャイロ
に使用されるように構成されており、基板２１とその上
面に形成された２つのＹ分岐２５、２６と斯かる２つの
Ｙ分岐を接続する連結部２４とを有し、これらは導波路
として形成されている。尚、図６にて示した如き、偏光
子１０４、位相変調器１０８及びセロダイン変調器１０
８’等が必要に応じて形成されてよいが、ここでは説明
の便宜のため省略されている。
について説明する。図１に本発明による光集積回路２０
の例を示す。この光集積回路２０は光ファイバジャイロ
に使用されるように構成されており、基板２１とその上
面に形成された２つのＹ分岐２５、２６と斯かる２つの
Ｙ分岐を接続する連結部２４とを有し、これらは導波路
として形成されている。尚、図６にて示した如き、偏光
子１０４、位相変調器１０８及びセロダイン変調器１０
８’等が必要に応じて形成されてよいが、ここでは説明
の便宜のため省略されている。
【００５５】本例によると、基板２１の上面には溝２１
Ａが形成されており、斯かる溝２１Ａにはモードフィル
タ５０が挿入されている。本例によると、モードフィル
タ５０を設けた点を除いて、光集積回路２０は図６を参
照して説明した従来の光集積回路１２０と同様な構成で
あってよい。図１Ａは光集積回路２０の溝２１Ａにモー
ドフィルタ５０を挿入する前の状態を示し、図１Ｂは光
集積回路２０の溝２１Ａにモードフィルタ５０が挿入さ
れた状態を示す。
Ａが形成されており、斯かる溝２１Ａにはモードフィル
タ５０が挿入されている。本例によると、モードフィル
タ５０を設けた点を除いて、光集積回路２０は図６を参
照して説明した従来の光集積回路１２０と同様な構成で
あってよい。図１Ａは光集積回路２０の溝２１Ａにモー
ドフィルタ５０を挿入する前の状態を示し、図１Ｂは光
集積回路２０の溝２１Ａにモードフィルタ５０が挿入さ
れた状態を示す。
【００５６】溝２１Ａは連結部２４を横切るように形成
され、従ってモードフィルタ５０は連結部２４を横切る
ように延在している。溝２１Ａの深さｔG は少なくとも
導波路の深さより大きく、例えば１０μｍ以上であって
よい。溝２１Ａの幅ＤG はモードフィルタ５０の厚さｔ
F に対応しており、例えば１０〜２０μｍであってよ
い。
され、従ってモードフィルタ５０は連結部２４を横切る
ように延在している。溝２１Ａの深さｔG は少なくとも
導波路の深さより大きく、例えば１０μｍ以上であって
よい。溝２１Ａの幅ＤG はモードフィルタ５０の厚さｔ
F に対応しており、例えば１０〜２０μｍであってよ
い。
【００５７】本例の光集積回路２０及びモードフィルタ
５０の組立方法を説明する。先ず溝２１Ａにモードフィ
ルタ５０を挿入する。次に、図１Ｂの矢印に示すよう
に、斯かるモードフィルタ５０を溝２１Ａ内にて溝２１
Ａに沿って少しずつ移動させる。それによって、モード
フィルタ５０の最適位置を検出する。モードフィルタ５
０が最適位置に配置されたら、それを適当な接着剤によ
って固定する。
５０の組立方法を説明する。先ず溝２１Ａにモードフィ
ルタ５０を挿入する。次に、図１Ｂの矢印に示すよう
に、斯かるモードフィルタ５０を溝２１Ａ内にて溝２１
Ａに沿って少しずつ移動させる。それによって、モード
フィルタ５０の最適位置を検出する。モードフィルタ５
０が最適位置に配置されたら、それを適当な接着剤によ
って固定する。
【００５８】図２を参照して基板２１に形成された溝２
１Ａ及びモードフィルタ５０の方向及び傾斜角について
説明する。図２Ａは本発明による光集積回路２０の上面
を示し、図２Ｂは図２Ａの線Ａ−Ａに沿った断面を示
す。基板２１の上面には２つのＹ分岐２５、２６と斯か
る２つのＹ分岐を接続する連結部２４が形成され、これ
らは導波路として形成されている。尚、図示のように、
第２のＹ分岐２６の各分岐枝２６Ａ、２６Ｂに沿って位
相変調器１０８、１０８’が形成されてよい。また、本
例では基板２１は台形に形成されているが、図６に示し
たように長手方向両側の２つの接続面を光路に対して傾
斜させてもよい。
１Ａ及びモードフィルタ５０の方向及び傾斜角について
説明する。図２Ａは本発明による光集積回路２０の上面
を示し、図２Ｂは図２Ａの線Ａ−Ａに沿った断面を示
す。基板２１の上面には２つのＹ分岐２５、２６と斯か
る２つのＹ分岐を接続する連結部２４が形成され、これ
らは導波路として形成されている。尚、図示のように、
第２のＹ分岐２６の各分岐枝２６Ａ、２６Ｂに沿って位
相変調器１０８、１０８’が形成されてよい。また、本
例では基板２１は台形に形成されているが、図６に示し
たように長手方向両側の２つの接続面を光路に対して傾
斜させてもよい。
【００５９】本例によると、モードフィルタ５０は、好
ましくは光路に対して傾斜するように、配置される。
ましくは光路に対して傾斜するように、配置される。
【００６０】図２Ａに示すように、溝２１Ａは基板２１
の上面に沿って延在する連結部２４、即ち、光路に対し
て傾斜して延在しており、従ってモードフィルタ５０は
光路に対して基板２１の上面に垂直な軸線周りに傾斜し
ている。
の上面に沿って延在する連結部２４、即ち、光路に対し
て傾斜して延在しており、従ってモードフィルタ５０は
光路に対して基板２１の上面に垂直な軸線周りに傾斜し
ている。
【００６１】図２Ｂに示すように、モードフィルタ５０
は基板２１の上面に対して傾斜して配置されている。即
ち、モードフィルタ５０は光路に対して基板２１の上面
に沿った軸線周りに傾斜している。
は基板２１の上面に対して傾斜して配置されている。即
ち、モードフィルタ５０は光路に対して基板２１の上面
に沿った軸線周りに傾斜している。
【００６２】こうして、本例によれば、モードフィルタ
５０の主面は光路に対して傾斜しているから、導波路を
伝播して光がモードフィルタ５０に反射しても、斯かる
反射光が再び導波路を反対方向に伝播することが防止さ
れる。従って、モードフィルタ５０の反射光に起因する
誤差が最小化される。
５０の主面は光路に対して傾斜しているから、導波路を
伝播して光がモードフィルタ５０に反射しても、斯かる
反射光が再び導波路を反対方向に伝播することが防止さ
れる。従って、モードフィルタ５０の反射光に起因する
誤差が最小化される。
【００６３】図３を参照して本例によるモードフィルタ
５０の例を説明する。図３Ａに示す例では、基板５１に
ピンホール５２が形成され、図３Ｂに示す例では基板５
１にスリット５３が形成されている。基板５１の厚さｔ
F は１０〜２０μｍであってよい。波長λ＝０．８３μ
ｍの光の場合、ピンホール５２の内径ＤP は、例えば、
ＤP ＝４〜８μｍであってよく、スリット５３の幅ＤS
は、例えば、ＤS ＝４〜８μｍであってよい。
５０の例を説明する。図３Ａに示す例では、基板５１に
ピンホール５２が形成され、図３Ｂに示す例では基板５
１にスリット５３が形成されている。基板５１の厚さｔ
F は１０〜２０μｍであってよい。波長λ＝０．８３μ
ｍの光の場合、ピンホール５２の内径ＤP は、例えば、
ＤP ＝４〜８μｍであってよく、スリット５３の幅ＤS
は、例えば、ＤS ＝４〜８μｍであってよい。
【００６４】斯かるモードフィルタ５０の製造方法を説
明する。図３Ａに示すピンホール型モードフィルタ５０
は、不透明材料よりなる薄い基板、例えば金属板にピン
ホールを形成することによって、形成してよい。図３Ｂ
に示すスリット型モードフィルタ５０は、不透明材料よ
りなる薄い基板、例えば金属板にスリットを形成するこ
とによって、形成してよい。
明する。図３Ａに示すピンホール型モードフィルタ５０
は、不透明材料よりなる薄い基板、例えば金属板にピン
ホールを形成することによって、形成してよい。図３Ｂ
に示すスリット型モードフィルタ５０は、不透明材料よ
りなる薄い基板、例えば金属板にスリットを形成するこ
とによって、形成してよい。
【００６５】好ましくは、ピンホール又はスリットを形
成する前に又は後に、斯かる基板５１の表面に適当な反
射防止膜又は光吸収膜が装着される。斯かる膜は例えば
真空蒸着法によって形成された被膜であってよい。
成する前に又は後に、斯かる基板５１の表面に適当な反
射防止膜又は光吸収膜が装着される。斯かる膜は例えば
真空蒸着法によって形成された被膜であってよい。
【００６６】本例のモードフィルタ５０は透明な材料よ
りなる薄い基板、例えば、ガラス板を使用して製造して
よい。先ず、透明基板の表面に適当な遮光膜、反射膜等
を装着する。斯かる膜は例えば真空蒸着法によって形成
された金属膜であってよい。次に、斯かる膜に、ピンホ
ールに相当する小さな窓又はスリットに相当する細い窓
を形成する。斯かる窓は、例えばリソグラフィ技術によ
って形成してよい。尚、透明基板の表面にフォトリソグ
ラフィ技術によって、ピンホール窓又はスリット窓を有
する被膜を形成してもよい。斯かる遮光膜、反射膜等の
代わりに又は斯かる遮光膜、反射膜等の上に反射防止膜
又は光吸収膜を装着してもよい。
りなる薄い基板、例えば、ガラス板を使用して製造して
よい。先ず、透明基板の表面に適当な遮光膜、反射膜等
を装着する。斯かる膜は例えば真空蒸着法によって形成
された金属膜であってよい。次に、斯かる膜に、ピンホ
ールに相当する小さな窓又はスリットに相当する細い窓
を形成する。斯かる窓は、例えばリソグラフィ技術によ
って形成してよい。尚、透明基板の表面にフォトリソグ
ラフィ技術によって、ピンホール窓又はスリット窓を有
する被膜を形成してもよい。斯かる遮光膜、反射膜等の
代わりに又は斯かる遮光膜、反射膜等の上に反射防止膜
又は光吸収膜を装着してもよい。
【００６７】図４を参照して本発明による光集積回路２
０及びモードフィルタの他の例を説明する。先ず光集積
回路２０を用意する。斯かる光集積回路２０は例えば図
６又は図７を参照して説明した如き、従来の光集積回路
であってよく、基板２１の上面に２つのＹ分岐２５、２
６と連結部２４が形成されている。説明の便宜上、偏光
子、位相変調器等は省略されているが、実際には適宜設
けられてよい。
０及びモードフィルタの他の例を説明する。先ず光集積
回路２０を用意する。斯かる光集積回路２０は例えば図
６又は図７を参照して説明した如き、従来の光集積回路
であってよく、基板２１の上面に２つのＹ分岐２５、２
６と連結部２４が形成されている。説明の便宜上、偏光
子、位相変調器等は省略されているが、実際には適宜設
けられてよい。
【００６８】図４Ａに示すように、斯かる光集積回路２
０を２つの部分２０Ａ、２０Ｂに分割切断する。切断は
モードフィルタを設けるべき位置に沿ってなされる。図
示のように、連結部２４を横断するように切断してよ
い。
０を２つの部分２０Ａ、２０Ｂに分割切断する。切断は
モードフィルタを設けるべき位置に沿ってなされる。図
示のように、連結部２４を横断するように切断してよ
い。
【００６９】次に図４Ｂに示すように、２つの切断面の
少なくとも一方にモードフィルタ６０を形成する。本例
のモードフィルタ６０はピンホール窓又はスリット窓６
１を有する被膜として構成されている。斯かる窓６１の
寸法は、図３を参照して説明した第１の例のモードフィ
ルタ５０の窓５２、５３と同様であってよい。斯かるモ
ードフィルタ６０が形成されると、図４Ｃに示すよう
に、２つの切断面は接合され、２つの基板２０Ａ、２０
Ｂは一体化される。
少なくとも一方にモードフィルタ６０を形成する。本例
のモードフィルタ６０はピンホール窓又はスリット窓６
１を有する被膜として構成されている。斯かる窓６１の
寸法は、図３を参照して説明した第１の例のモードフィ
ルタ５０の窓５２、５３と同様であってよい。斯かるモ
ードフィルタ６０が形成されると、図４Ｃに示すよう
に、２つの切断面は接合され、２つの基板２０Ａ、２０
Ｂは一体化される。
【００７０】本例による光集積回路２０においても、モ
ードフィルタ６０は好ましくは光路に対して傾斜して配
置される。従って、光集積回路２０の切断面に導波路に
対して傾斜している。それによって、モードフィルタ６
０による反射光が再び導波路を反対方向に伝播すること
が回避される。
ードフィルタ６０は好ましくは光路に対して傾斜して配
置される。従って、光集積回路２０の切断面に導波路に
対して傾斜している。それによって、モードフィルタ６
０による反射光が再び導波路を反対方向に伝播すること
が回避される。
【００７１】次に本例の被膜型モードフィルタ６０の形
成方法を説明する。先ず、切断面に、適当な遮光膜、反
射膜等を装着する。斯かる膜は例えば真空蒸着法によっ
て形成された金属膜であってよい。次に、斯かる被膜
に、ピンホールに相当する小さな窓又はスリットに相当
する細い窓を形成する。斯かる窓は、例えばリソグラフ
ィ技術によって形成してよい。尚、フォトリソグラフィ
技術によって、切断面に直接、ピンホール窓又はスリッ
ト窓を有する被膜を形成してもよい。
成方法を説明する。先ず、切断面に、適当な遮光膜、反
射膜等を装着する。斯かる膜は例えば真空蒸着法によっ
て形成された金属膜であってよい。次に、斯かる被膜
に、ピンホールに相当する小さな窓又はスリットに相当
する細い窓を形成する。斯かる窓は、例えばリソグラフ
ィ技術によって形成してよい。尚、フォトリソグラフィ
技術によって、切断面に直接、ピンホール窓又はスリッ
ト窓を有する被膜を形成してもよい。
【００７２】モードフィルタ６０は、遮光膜、反射膜等
の代わりに反射防止膜又は光吸収膜として構成してよ
い。又は、遮光膜、反射膜等の上に反射防止膜又は光吸
収膜を装着してよい。斯かる場合には、被膜型モードフ
ィルタ６０は光路に対して垂直に配置してもよい。
の代わりに反射防止膜又は光吸収膜として構成してよ
い。又は、遮光膜、反射膜等の上に反射防止膜又は光吸
収膜を装着してよい。斯かる場合には、被膜型モードフ
ィルタ６０は光路に対して垂直に配置してもよい。
【００７３】再び図７を参照して本例のモードフィルタ
の機能を説明する。本例のモードフィルタ５０、６０
は、例えば図７Ｂに示す如き０次モードのシングルモー
ドの光Ｓ1 のみを通過させるためのシングルモード用モ
ードフィルタとして構成されている。本例によると、モ
ードフィルタ５０、６０は光集積回路１２０の上面に形
成された２つのＹ分岐１２５、１２６の間に延在する連
結部２４を横切るように設けられる。
の機能を説明する。本例のモードフィルタ５０、６０
は、例えば図７Ｂに示す如き０次モードのシングルモー
ドの光Ｓ1 のみを通過させるためのシングルモード用モ
ードフィルタとして構成されている。本例によると、モ
ードフィルタ５０、６０は光集積回路１２０の上面に形
成された２つのＹ分岐１２５、１２６の間に延在する連
結部２４を横切るように設けられる。
【００７４】従って、第１のＹ分岐１２５を経由して連
結部１２４を伝播する光のうち０次モードのシングルモ
ードの光Ｓ1 のみがモードフィルタを通過して第２のＹ
分岐１２６に到達する。連結部１２４を伝播する１次モ
ードの光Ｍ1 及び導波路１２４の両側に拡散した１次モ
ードの光Ａ1 、Ｂ1 、Ａ2 、Ｂ2 はモードフィルタによ
って遮断される。
結部１２４を伝播する光のうち０次モードのシングルモ
ードの光Ｓ1 のみがモードフィルタを通過して第２のＹ
分岐１２６に到達する。連結部１２４を伝播する１次モ
ードの光Ｍ1 及び導波路１２４の両側に拡散した１次モ
ードの光Ａ1 、Ｂ1 、Ａ2 、Ｂ2 はモードフィルタによ
って遮断される。
【００７５】光ファイバループ１０３を伝播した光が、
本例の光集積回路２０を反対方向に伝播する場合も同様
である。即ち、第２のＹ分岐１２６、連結部１２４及び
第１のＹ分岐１２５の順に伝播する光も、０次モードの
シングルモードの光Ｓ1 のみとなる。本例によると、光
集積回路２０の導波路を伝播する光はモードフィルタに
よって常に０次モードのシングルモード光に保持され
る。
本例の光集積回路２０を反対方向に伝播する場合も同様
である。即ち、第２のＹ分岐１２６、連結部１２４及び
第１のＹ分岐１２５の順に伝播する光も、０次モードの
シングルモードの光Ｓ1 のみとなる。本例によると、光
集積回路２０の導波路を伝播する光はモードフィルタに
よって常に０次モードのシングルモード光に保持され
る。
【００７６】本例のモードフィルタ付き光集積回路２０
は、モードフィルタを具えた点を除いて従来の光集積回
路１２０と同様な方法によって製造してよい。例えば、
フォトリソグラフィ技術を使用して基板２１の上面に、
２つのＹ分岐２５、２６及び連結部２４に相当する導波
路と位相変調器２７、２８を形成することによって製造
される。基板２１として例えばニオブ酸リチウム（Ｌｉ
ＮｂＯ3 ）又はタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3 ）が
使用される。導波路の形成方法にはチタン拡散法、プロ
トン拡散法等がある。
は、モードフィルタを具えた点を除いて従来の光集積回
路１２０と同様な方法によって製造してよい。例えば、
フォトリソグラフィ技術を使用して基板２１の上面に、
２つのＹ分岐２５、２６及び連結部２４に相当する導波
路と位相変調器２７、２８を形成することによって製造
される。基板２１として例えばニオブ酸リチウム（Ｌｉ
ＮｂＯ3 ）又はタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3 ）が
使用される。導波路の形成方法にはチタン拡散法、プロ
トン拡散法等がある。
【００７７】光源１０１より出力された光は互いに直交
する偏光面を有し強度が等しい２つの偏光ＴＥ及びＴＭ
偏光を含む。光ファイバジャイロでは、高い測定精度を
得るために、単一の偏光面を有する偏光が使用される。
従って、通常、光ファイバジャイロには光源１０１から
の光より偏光を得るための偏光分離機能が備えられてい
る。例えば、光路に偏光子（図６にて参照符号１０４に
て示す。）が設けられている。
する偏光面を有し強度が等しい２つの偏光ＴＥ及びＴＭ
偏光を含む。光ファイバジャイロでは、高い測定精度を
得るために、単一の偏光面を有する偏光が使用される。
従って、通常、光ファイバジャイロには光源１０１から
の光より偏光を得るための偏光分離機能が備えられてい
る。例えば、光路に偏光子（図６にて参照符号１０４に
て示す。）が設けられている。
【００７８】本例の光集積回路２０も偏光分離機能を備
えてよい。プロトン交換型の光集積回路２０では導波路
が偏光子の機能を果たすので偏光子を特に設ける必要は
ない。しかしながら、チタン拡散型の光集積回路２０で
は導波路が偏光子の機能を有することはないから、光集
積回路２０に偏光子を形成する必要がある。斯かる偏光
子は金属装荷型で形成されてよい。
えてよい。プロトン交換型の光集積回路２０では導波路
が偏光子の機能を果たすので偏光子を特に設ける必要は
ない。しかしながら、チタン拡散型の光集積回路２０で
は導波路が偏光子の機能を有することはないから、光集
積回路２０に偏光子を形成する必要がある。斯かる偏光
子は金属装荷型で形成されてよい。
【００７９】以上本発明の実施例について詳細に説明し
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。
【００８０】例えば、上述の例では１つのモードフィル
タ５０、６０が光集積回路２０の連結部２４を横断する
ように設されている。しかしながら、複数のモードフィ
ルタが導波路を横断するように設けられてもよい。ま
た、連結部２４以外の導波路に設けてもよい。
タ５０、６０が光集積回路２０の連結部２４を横断する
ように設されている。しかしながら、複数のモードフィ
ルタが導波路を横断するように設けられてもよい。ま
た、連結部２４以外の導波路に設けてもよい。
【００８１】
【発明の効果】本発明の光集積回路によると、導波路を
伝播する光はシングルモードの光だけとなる利点を有す
る。
伝播する光はシングルモードの光だけとなる利点を有す
る。
【００８２】本発明の光集積回路によると、Ｙ分岐によ
って生成される１次モードの光Ｍ1及び導波路より外方
に拡散し基板２１を伝播する１次モードの光Ａ1 、
Ａ2 、Ｂ 1 、Ｂ2 が遮断されるから、導波路を伝播する
光は０次モードの光だけとなる利点を有する。
って生成される１次モードの光Ｍ1及び導波路より外方
に拡散し基板２１を伝播する１次モードの光Ａ1 、
Ａ2 、Ｂ 1 、Ｂ2 が遮断されるから、導波路を伝播する
光は０次モードの光だけとなる利点を有する。
【００８３】本発明の光ファイバジャイロによると、光
集積回路はモードフィルタ機能を有するから、光ファイ
バループ１０３を互いに反対方向に伝播する光はシング
ルモードの光となる利点がある。
集積回路はモードフィルタ機能を有するから、光ファイ
バループ１０３を互いに反対方向に伝播する光はシング
ルモードの光となる利点がある。
【００８４】本発明の光ファイバジャイロによると、光
集積回路はモードフィルタ機能を有し、光ファイバルー
プ１０３を互いに反対方向に伝播する光はシングルモー
ドの光であるから、マルチモード光とのカップリングに
よって生ずるジャイロ信号の誤差を除去することができ
る利点がある。
集積回路はモードフィルタ機能を有し、光ファイバルー
プ１０３を互いに反対方向に伝播する光はシングルモー
ドの光であるから、マルチモード光とのカップリングに
よって生ずるジャイロ信号の誤差を除去することができ
る利点がある。
【図１】本発明の光集積回路の第１の例の組立状態を示
す図である。
す図である。
【図２】本発明のモードフィルタの配置方法を示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明のモードフィルタの第１の例を示す図で
ある。
ある。
【図４】本発明のモードフィルタの第２の例を示す図で
ある。
ある。
【図５】従来の光ファイバジャイロの第１の例を示す図
である。
である。
【図６】従来の光ファイバジャイロの第２の例を示す図
である。
である。
【図７】従来の光集積回路の導波路を伝播する光を説明
するための説明図である。
するための説明図である。
【図８】従来の光集積回路のＹ分岐を伝播する光のベク
トル線図である。
トル線図である。
２０ 光集積回路 ２１ 基板 ２１Ａ 溝 ２４ 連結部 ２５、２６ Ｙ分岐 ２７、２８ 位相変調器 ５０ モードフィルタ ５１ 基板 ５２ ピンホール ５３ スリット ６０ モードフィルタ ６１ 窓 １０１ 光源 １０２ 受光器 １０３ 光ファイバループ １０４ 偏光子 １０５、１０６ カプラ １０７ 電流電圧変換器 １０８、１０８’ 位相変調器 １０９ 信号発生器 １１０ 同期検波器 １１５、１１６ 接続装置 １１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ、１１７ｄ 接続部 １２０ 光集積回路 １２１ 基板 １２４ 連結部（導波路） １２５ Ｙ分岐 １２５Ａ、１２５Ｂ 分岐枝 １２６ Ｙ分岐 １２６Ａ、１２６Ｂ 分岐枝 １３１Ａ、１３１Ｂ、１３２Ａ、１３２Ｂ 光ファイバ
Claims (12)
- 【請求項１】 基板とその上面に沿って形成された導波
路とを有する光集積回路において、 上記導波路を横断するように延在するモードフィルタが
設けられていることを特徴とする光集積回路。 - 【請求項２】 請求項１記載の光集積回路において、 上記導波路は第１及び第２のＹ分岐と該２つのＹ分岐を
接続する連結部とを有し、上記モードフィルタは上記連
結部を横断するように延在していることを特徴とする光
集積回路。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の光集積回路におい
て、 上記モードフィルタは薄板にピンホール又はスリットを
形成することによって構成されていることを特徴とする
光集積回路。 - 【請求項４】 請求項３記載の光集積回路において、 上記薄板は不透明な材料よりなる板であり上記ピンホー
ルは上記薄板に形成した孔であり上記スリットは上記薄
板に形成した切り欠きであることを特徴とする光集積回
路。 - 【請求項５】 請求項３記載の光集積回路において、 上記薄板は表面に被膜を装着した透明な材料よりなる薄
い板であり、上記ピンホールは上記被膜に形成した窓で
あり上記スリットは上記被膜に形成した窓であることを
特徴とする光集積回路。 - 【請求項６】 請求項１又は２記載の光集積回路におい
て、 上記モードフィルタは、上記基板の切断面上に形成され
ピンホール状又はスリット状窓を有する被膜であること
を特徴とする光集積回路。 - 【請求項７】 請求項１、２、３、４、５又は６記載の
光集積回路において、 上記モードフィルタは光路である上記導波路に対して傾
斜して配置されていることを特徴とする光集積回路。 - 【請求項８】 請求項１、２、３、４、５、６又は７記
載の光集積回路において、 上記モードフィルタには反射防止膜又は光吸収膜が装着
されていることを特徴とする光集積回路。 - 【請求項９】 請求項１、２、３、４、５、６、７又は
８記載の光集積回路において、 上記第１のＹ分岐の一方の分岐枝の先端に光源を接続し
他方の分岐枝の先端に受光器を接続し上記第２のＹ分岐
の各分岐枝の先端に光ファイバループの各端部を接続す
ることによって光ファイバジャイロが構成される光ファ
イバジャイロ用であることを特徴とする光集積回路。 - 【請求項１０】 光源と光集積回路と光ファイバループ
と受光器とを有する光ファイバジャイロにおいて、 上記光集積回路は基板と該基板の上面に沿って形成され
た導波路及び位相変調器と上記導波路を横断するように
延在するモードフィルタとを有することを特徴とする光
ファイバジャイロ。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の光ファイバジャイロ
において、 上記モードフィルタは０次のシングルモード光のみを通
過させるためのシングルモード用モードフィルタである
ことを特徴とする光ファイバジャイロ。 - 【請求項１２】 請求項１０又は１１記載の光ファイバ
ジャイロにおいて、 上記導波路は第１及び第２のＹ分岐と該２つのＹ分岐を
接続する連結部とを有し、上記モードフィルタは上記連
結部を横断するように延在していることを特徴とする光
ファイバジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10134495A JPH08297220A (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | 光集積回路及び光ファイバジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10134495A JPH08297220A (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | 光集積回路及び光ファイバジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08297220A true JPH08297220A (ja) | 1996-11-12 |
Family
ID=14298230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10134495A Pending JPH08297220A (ja) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | 光集積回路及び光ファイバジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08297220A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112965271A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-15 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 铌酸锂薄膜双y分支光波导相位调制器 |
-
1995
- 1995-04-25 JP JP10134495A patent/JPH08297220A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112965271A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-15 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 铌酸锂薄膜双y分支光波导相位调制器 |
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