JPS6288385A - Semiconductor laser gyroscope - Google Patents

Semiconductor laser gyroscope

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JPS6288385A
JPS6288385A JP22968985A JP22968985A JPS6288385A JP S6288385 A JPS6288385 A JP S6288385A JP 22968985 A JP22968985 A JP 22968985A JP 22968985 A JP22968985 A JP 22968985A JP S6288385 A JPS6288385 A JP S6288385A
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JP
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laser
polarization
light
ring laser
ring
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JP22968985A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Yamabayashi
由明 山林
Seiji Nakagawa
清司 中川
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/1071Ring-lasers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To implement a laser gyroscope, in which mode coupling is hard to occur even if the size is compact, by assigning polarization modes, which are crossed at a right angle, in the opposite propagating directions. CONSTITUTION:In this semiconductor laser gyroscope, polarized light beams, which are crossed at a right angle, are proparated in the reverse directions in a ring laser. Namely, the ring laser includes a single-mode lightguide having a degenerate mode. The laser has a propagating-direction polarization control means 12. the means 12 makes the light beam, which is propagated in the reverse direction, to be the polarization components that are crossed at a right angle. It is desirable that the propagating- direction polarization control means 12 has the following parts: two Farady rotors, which have a 45 deg. polarization-plane rotating function in the reverse direction; and a polarizer, which is inserted between the two Farady rotors and whose maximum transmitting polarization plane is rotated by about 45 deg. with respect to the perpendicular polarizing component. The polarized light beams, which are crossed at a right angle, are propagated in the reverse directions in the ring laser. Thus mode coupling in a low angular speed region can be suppressed. Therefore, the semiconductor laser gyroscope, which can be sufficiently used in practical application, can be fabricated even if the size is made compact.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、小型、軽量および低消費電力の半導体レーザ
ジャイロスコープに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor laser gyroscope that is small, lightweight, and has low power consumption.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第8図は、従来のリングレーザの基本構成を示す図であ
る。ここで、リングレーザとは閉じた光路を有するレー
ザをいう。円板(図示していない)上に四本のレーザ管
T +〜T、を正方形に置き、その四隅に四枚の反射鏡
M1〜M3および半透明鏡M4を配置し、リング光路を
もつ共振器を構成する。反射鏡M1〜M3は反射率1(
)0%の平面鏡であり、半透明鏡M4は光の一部を透過
させる平面鏡である。リング光路自体が共振器を形成し
ているので、その光路の中は時旧回りに進む光(→)と
反時計回りに進む光(+−)が共存し、それぞれの光が
半透明鏡M、から別々の方向に出射される。
FIG. 8 is a diagram showing the basic configuration of a conventional ring laser. Here, the ring laser refers to a laser having a closed optical path. Four laser tubes T+~T are placed in a square on a disk (not shown), and four reflecting mirrors M1~M3 and a semi-transparent mirror M4 are placed at the four corners of the square to create a resonance system with a ring optical path. Configure the vessel. The reflectors M1 to M3 have a reflectance of 1 (
) 0% plane mirror, and the semi-transparent mirror M4 is a plane mirror that transmits part of the light. The ring optical path itself forms a resonator, so in that optical path, light that travels clockwise (→) and light that travels counterclockwise (+-) coexist, and each light is reflected by the semitransparent mirror M. , are emitted in different directions.

この二つの光を反射鏡Ms 、Mbおよび半透明反射鏡
M、を用いて重ね合わせ光検出器りにより検出する。
These two lights are detected by a superimposed photodetector using reflecting mirrors Ms, Mb and a semi-transparent reflecting mirror M.

第8図に示すリングレーザが静止(円板が静止)してい
る場合には、光検出器りには合成された光の振幅の二乗
に比例する一定の電気信号が発生ずる。一方、このリン
グレーザを光路を含む面内で回転させる(中心Oの回り
に回転させる)と、相対論的効果により光路を時計回り
に進む光と半時計器りに進む光との間に、光路差が生じ
るために発振周波数がずれる現象が現れる。したがって
、これら互いに逆方向に伝搬する光を混合しその二つの
光の差周波数をもつビート信号の周波数を測定すること
により、回転角速度を計測することができる。これがレ
ーザジャイロスコープの原理である。参考文献:■ 桜
井健二部監修、「実用レーザ技術−」、電子通信学会(
19B3)、■ 田中敬−1「レーザと計測」、共立出
版(1983)。
When the ring laser shown in FIG. 8 is stationary (the disk is stationary), a constant electrical signal proportional to the square of the amplitude of the combined light is generated at the photodetector. On the other hand, when this ring laser is rotated in a plane that includes the optical path (rotated around the center O), a relativistic effect creates a gap between the light that travels clockwise and the light that travels counterclockwise along the optical path. A phenomenon in which the oscillation frequency shifts occurs due to the optical path difference. Therefore, the rotational angular velocity can be measured by mixing these lights propagating in opposite directions and measuring the frequency of the beat signal having the difference frequency between the two lights. This is the principle of a laser gyroscope. References: ■ Supervised by Kenji Sakurai, “Practical Laser Technology,” Institute of Electronics and Communication Engineers (
19B3), ■ Kei Tanaka-1 “Laser and Measurement”, Kyoritsu Shuppan (1983).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところが、このような従来のレーザジャイロスコープで
は、理論的にはリングレーザの回転角速度とビート周波
数との間に厳密な比例関係が成り立つが、実際には角速
度がある程度以下になると、逆行する光がモードカップ
リングを起こして同一周波数になってしまい、ビート信
号が消滅してビート周波数を測定できなくなる問題点が
あった。
However, in such conventional laser gyroscopes, although theoretically there is a strict proportional relationship between the rotational angular velocity of the ring laser and the beat frequency, in reality, when the angular velocity falls below a certain level, the retrograde light There is a problem in that mode coupling occurs, resulting in the same frequency, and the beat signal disappears, making it impossible to measure the beat frequency.

たとえば、−辺1mの正方形のヘリウムネオン(lle
−Ne)リングレーザ(波N:0.[i33pm> の
場合には、北緯35°45゛ の地点における1)!!
球の自転によるビート周波数番:1約67 tlzであ
るが、普通のリングレーザでは1001)z稈度以下の
ビート周波数の観測は、上記のモー1゛カツプリングに
よりほとんど不可能であるとされ°ζいる(文献:稲場
、霜田編、レーザハンドブック、朝食書店、pp、57
9−5旧、1975)。
For example, a square helium neon (lle
-Ne) Ring laser (wave N: 0.1 at a point of 35°45° north latitude in case of [i33pm>)! !
The beat frequency number due to the rotation of the sphere is approximately 67 tlz, but with an ordinary ring laser, it is said that it is almost impossible to observe a beat frequency of less than 1001)z culm due to the above-mentioned modulus coupling. (Literature: Inaba, Shimoda, eds., Laser Handbook, Breakfast Shoten, pp. 57
9-5 old, 1975).

半導体基板上にリングレーザを形成する場合には、−辺
がl cmの正方形で発振波長が1.3μl(屈折率3
.6)とすると、上記の自転によるビート周波数は0.
09Hzとなる。積分による回転検出器としては、1皮
溝たり149回のビート信号が得られる計算になり、民
生用としては十分な感度である。
When forming a ring laser on a semiconductor substrate, the oscillation wavelength is 1.3 μl (refractive index 3
.. 6), the beat frequency due to the above rotation is 0.
It becomes 09Hz. As a rotation detector using integration, it is calculated that 149 beat signals can be obtained per skin groove, which is sufficient sensitivity for consumer use.

もともとレーザジャイロスコープは高感度であるので、
民生機器にこれを導入する際に問題になるのは、小型化
による感度低下ではなく、モードカップリングによるビ
ート信号の消滅が発生ずる角速度6a域が相対的に拡大
することである。
Laser gyroscopes are originally highly sensitive, so
The problem when introducing this into consumer equipment is not a decrease in sensitivity due to miniaturization, but a relative expansion of the angular velocity 6a region where the beat signal disappears due to mode coupling.

本発明は、このような従来の問題点を解決するもので、
低角速度検出を可能にする小型の半導体レーザジャイロ
スコープを提供することを目的とする。
The present invention solves these conventional problems,
The purpose of the present invention is to provide a compact semiconductor laser gyroscope that enables low angular velocity detection.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の半導体レーザジャイロスコープは、リングレー
ザ内を互いに直交する偏光を互いに逆方向に伝搬させる
ことを特徴とする。
The semiconductor laser gyroscope of the present invention is characterized in that mutually orthogonal polarized light propagates in opposite directions within a ring laser.

すなわち本発明は、半導体基板上に周回状に閉じた光路
により形成されたリングレーザと、このリングレーザ内
を互いに逆方向に伝搬する光を混合し干渉させる光混合
部と、干渉した光のビート信号を検出する光検出器とを
備えた半導体レーザジャイロスコープにおいて、上記リ
ングレーザは、縮退モードを有する単一モード導波路を
含み、上記互いに逆方向に伝搬する光を互いに直交する
偏波成分とする伝搬方向偏波制御手段を備えたことを特
徴とする。
In other words, the present invention provides a ring laser formed by a circularly closed optical path on a semiconductor substrate, a light mixing section that mixes and interferes light propagating in opposite directions in the ring laser, and a beat of the interfered light. In the semiconductor laser gyroscope equipped with a photodetector for detecting a signal, the ring laser includes a single mode waveguide having a degenerate mode, and converts the light propagating in opposite directions into mutually orthogonal polarization components. It is characterized by comprising a propagation direction polarization control means.

伝搬方向偏波制御手段は、互いに逆方向に45度の偏波
面回転機能を有する二つのファラデー回転子と、このニ
一つのファラデー回転子の間に挿入され、その最大透過
偏波1fiiが酌交偏波成分に対して約45度回転さ一
υた偏光子とを含むことが好ましい。
The propagation direction polarization control means is inserted between two Faraday rotators having a function of rotating the plane of polarization by 45 degrees in opposite directions and one Faraday rotator, and the maximum transmitted polarization 1fii is intersected. It is preferable to include a polarizer rotated by about 45 degrees with respect to the polarization component.

伝搬方向偏波制御手段は、上記リングレーザとは別に設
けた光注入用のマスタレーザと、このマスタレーザから
I−記リングレーザ内に、互いに直交する偏波成分に分
前したレーザ光を互いに逆方向に伝搬するように光注入
する光注入手段とを含むことが好ましい。
The propagation direction polarization control means includes a master laser for light injection provided separately from the ring laser, and a laser beam divided into mutually orthogonal polarization components from the master laser into the I-marked ring laser. It is preferable to include a light injection means for injecting light so as to propagate in the opposite direction.

〔作 用〕[For production]

本発明は、リング1/−ザ内を77いに直交する偏光を
互いに逆方向に伝搬させることにより、低角速度領域に
おけるモードカップリングを抑圧することができるので
、小型でも十分実用に耐えうる半導体レーザジャイロス
コープを構成することができる。
The present invention makes it possible to suppress mode coupling in the low angular velocity region by propagating 77 orthogonal polarized lights in opposite directions within the ring 1/-. A laser gyroscope can be configured.

リングレーザ内を互いに直交する偏光を77いに逆方向
に伝搬させるには、いくつかの方法がある。
There are several ways to cause orthogonal polarized light to propagate in opposite directions within a ring laser.

その一つは、リングレーザ内にファラデー回転子と偏光
子とにより構成される伝1般方向偏波制御部により、互
いに逆行する伝搬方向に対して互いに直交する偏波成分
を割り振ることにより行う方法である。また他の方法で
は、ファラデー回転子を用いずに偏波面と伝搬方向を対
応させるもので、連続発振するマスタレーザを用意し、
この出力を偏波分離して互いに直交する直線偏波とした
のちに、互いに逆方向に伝搬するように光注入すること
により行う方法である。
One method is to allocate orthogonal polarization components to mutually opposite propagation directions using a propagation general direction polarization control unit that is comprised of a Faraday rotator and a polarizer in a ring laser. It is. In another method, the polarization plane and the propagation direction are made to correspond without using a Faraday rotator, and a continuous wave master laser is prepared.
This is a method in which the output is polarized and separated into mutually orthogonal linearly polarized waves, and then light is injected so that they propagate in opposite directions.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例方式を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明実施例の基本構成を示す図である。第
1図において、参照番号1)は半導体リングレーザ、参
照番号12は互いに逆行する伝搬方向に対して互いに直
交する偏波成分を割り振る伝搬方向偏波制御部、参照各
月13はこれらの光を混合すると共にビート信号を検出
する光混合検出部である。
FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference number 1) is a semiconductor ring laser, reference number 12 is a propagation direction polarization control unit that allocates orthogonal polarization components to mutually opposite propagation directions, and reference number 13 is a device that controls these lights. This is an optical mixing detection section that performs mixing and detects a beat signal.

リングレーザ動作する半導体リングレーザ1)は偏波が
縮退している。すなわち、直交する二つの偏波モードが
等しい伝搬定数を有していることが必要である。このよ
うにすることにより、静止時においで左右両回転モード
が等しい周波数で発振することになり、静止時に確実に
ビート信月が消滅する。具体的にば、導波路断面が正方
形あるいは円形であればよい。
The semiconductor ring laser 1) that operates as a ring laser has degenerate polarization. That is, it is necessary that the two orthogonal polarization modes have the same propagation constant. By doing this, both the left and right rotation modes oscillate at the same frequency when the vehicle is stationary, and the beat signal disappears reliably when the vehicle is stationary. Specifically, the cross section of the waveguide may be square or circular.

第2図は伝搬方向偏波制御部の構成の一例を示す図であ
る。第2図において、伝搬方向偏波制御部12は半導体
リングレーザ−1に、互いに反対方向に45度偏波面を
回転させるファラデー回転子21.22と、その間に所
定の偏波成分のみを透過させる偏光子23とを配置する
構成である。ファラデー回転子21.22に光を通すと
入射光と出射光の偏波に変化はなく、第2図に示すよう
に例えば右側から紙面に水平な偏波成分が入射し、左側
から紙面に垂直な偏波成分が入射する場合には、ファラ
デー回転子21.22の間で両光は45度傾いた直線偏
光になる。この直線偏光を偏光子23に通すことにより
、直交する偏波成分の一方の偏波成分が抑圧されて出射
される。すなわち、この伝搬方向偏波制御部12におい
て伝搬方向と偏波とを一対一に対応させることができる
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a propagation direction polarization control section. In FIG. 2, the propagation direction polarization control unit 12 connects the semiconductor ring laser 1 with Faraday rotators 21 and 22 that rotate the plane of polarization by 45 degrees in opposite directions, and transmits only a predetermined polarization component between them. This is a configuration in which a polarizer 23 is arranged. When light passes through the Faraday rotators 21 and 22, there is no change in the polarization of the incident light and the output light, and as shown in Figure 2, for example, a polarized component horizontal to the plane of the paper enters from the right side, and a polarization component perpendicular to the plane of the paper from the left side. When a polarized component is incident, both lights become linearly polarized light tilted at 45 degrees between the Faraday rotators 21 and 22. By passing this linearly polarized light through the polarizer 23, one of the orthogonal polarized components is suppressed and emitted. That is, in this propagation direction polarization control section 12, the propagation direction and polarization can be made to correspond one-to-one.

しかし、ファラデー回転子21.22は磁気光学効果を
利用するもので、通常の半導体基板では実現できない。
However, the Faraday rotators 21 and 22 utilize magneto-optical effects, and cannot be realized using a normal semiconductor substrate.

この方法を採用するには、伝搬方向偏波制御部12は、
半導体リングレーザ1)を形成する半導体基板とは別に
、磁性材料基板の上に製作して接続する必要がある。
To adopt this method, the propagation direction polarization control section 12:
Separately from the semiconductor substrate forming the semiconductor ring laser 1), it is necessary to fabricate and connect it on a magnetic material substrate.

第3図は、ファラデー回転子を利用した直交偏波リング
レーザの構成図である。参照番号31は半導体基板、参
照各月32は磁性材料基板であり、磁性材料基板32の
上にファラデー回転子21.22および偏光子23で構
成される伝搬方向偏波制御部12を製作したものである
FIG. 3 is a block diagram of an orthogonally polarized ring laser using a Faraday rotator. Reference number 31 is a semiconductor substrate, reference number 32 is a magnetic material substrate, and a propagation direction polarization control section 12 consisting of a Faraday rotator 21, 22 and a polarizer 23 is fabricated on the magnetic material substrate 32. It is.

ファラデー回転子を用いずに、偏波面と伝搬方向とを対
応させる方法としては注入同期方式がある。
There is an injection locking method as a method of matching the polarization plane and the propagation direction without using a Faraday rotator.

第4図は、本発明の光注入型レーザジャイロスコープの
基本構成を示す図である。第4図において、連続発振す
るマスタレーザ41の出力を、偏光分離結合部42で偏
波成分を分離して互いに直交する直線偏波としてのちに
、互いに逆方向に伝搬するように半導体リングレーザ1
)に光注入させる。
FIG. 4 is a diagram showing the basic configuration of the light injection type laser gyroscope of the present invention. In FIG. 4, the output of a continuously oscillating master laser 41 is separated into polarization components by a polarization separation/coupling unit 42 to form mutually orthogonal linearly polarized waves.
) is injected with light.

マスクレーザ41に狭スペクトルの単一モードで発振す
る分布結合型レーザを用いれば、リングレーザの発振も
単一モード化、狭スペクトル化が可能になり、測定感度
を向−卜させることができる。
If a distributed coupling laser that oscillates in a single mode with a narrow spectrum is used as the mask laser 41, the oscillation of the ring laser can also be made into a single mode and a narrow spectrum, and measurement sensitivity can be improved.

第5図は、光注入型半導体リングレーザの配置の一例を
示す図である。第5図において、マスタレーザを円偏光
で発振させるか、直線偏光で発振するレーザ出力をλ7
4波長板で円偏光にして、入射側導波路51に接合させ
、この光を偏光ビームスプリッタ52で直交する直線偏
波成分に分割し、半導体リングレーザ1)に互いに逆方
向の発振モードを励起するように注入する構成である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the arrangement of a light injection type semiconductor ring laser. In Figure 5, the master laser is oscillated with circularly polarized light, or the laser output is set to λ7 when oscillated with linearly polarized light.
The light is circularly polarized by a four-wavelength plate and joined to the incident waveguide 51. This light is split into orthogonal linearly polarized components by the polarization beam splitter 52, and oscillation modes in opposite directions are excited in the semiconductor ring laser 1). It is configured to be injected as follows.

第6図は、集積化のための光注入型半導体リングレーザ
の配置の一例を示す図である。第6図において、TEモ
ードで発振するマスクレーザ41の光の漏れ光を導波路
61に光結合させ、この導波路61の両端はそれぞれ逆
伝搬方向に励起できるように半導体リングレーザ1)に
接合させる。このとき、導波路61の一方の光路にTE
−7Mモード変換器62を挿入し、逆方向に励起される
モードが互いに直交した直線偏波モードになるようにす
る構成である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the arrangement of a light injection type semiconductor ring laser for integration. In FIG. 6, leakage light from a mask laser 41 oscillating in the TE mode is optically coupled to a waveguide 61, and both ends of the waveguide 61 are connected to a semiconductor ring laser 1) so that they can be excited in opposite propagation directions. let At this time, TE is applied to one optical path of the waveguide 61.
-7M mode converter 62 is inserted so that modes excited in opposite directions become mutually orthogonal linear polarization modes.

このようにすることにより、単一の半導体基板上にマス
タレーザを含めて集積化することができる。
By doing so, the master laser can be integrated on a single semiconductor substrate.

逆行する光を混合し、ビート信号を発生させる方法は、
第8図に示すような従来の半透明反射鏡を用いた構成で
もよいが、次のような構成にすることにより、外部の光
学系を簡略化することができる。
The method of mixing retrograde light and generating a beat signal is as follows.
Although a configuration using a conventional semi-transparent reflecting mirror as shown in FIG. 8 may be used, the external optical system can be simplified by adopting the following configuration.

第7図は、光混合検出部の構成の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of the light mixing detection section.

第7図において、半導体リングレーザ1)の一辺に平行
に漏れ光結合する別の光混合用導波路71を設けこの中
で光混合を行い、この光混合用導波路71の端面から光
が外部に放射されるようにしておき、これをレンズ系7
2でコリメートし、直交する二つのモードに対して45
度の偏光角を持つ1ま た検光子73でビーl−信号を発生させる構成である。
In FIG. 7, another light mixing waveguide 71 is provided parallel to one side of the semiconductor ring laser 1) for leaking and coupling light, and light is mixed therein. The lens system 7
45 for two orthogonal modes.
The configuration is such that a beam analyzer 73 having a polarization angle of 1° is used to generate a beam signal.

このビート信号をレンズ系74で光検出器75の受光面
上に集光して電気信号に変換する。光混合用導波路71
はレーザであってもよい。
This beat signal is focused by a lens system 74 onto the light receiving surface of a photodetector 75 and converted into an electrical signal. Optical mixing waveguide 71
may be a laser.

半導体リングレーザ導波路の断面が長方形あるいは楕円
系であるときは、直交偏波間の縮退が解ける。すなわち
、左右側偏波モードが異なった周波数で発振することに
なり、静止時においてもビート信号が消滅しない。この
場合は半導体リングレーザの回転方向によって、ビート
周波数が増加あるいは減少するので、回転速度のみなら
ず回転方向をも同時に知ることができる。ただし、注入
型の場合にはマスタレーザの周波数に強制的に口5.り
されているので、A−0モジユレータなどを用いて一方
の周回方向の注入光の周波数を偏移させてお(必要があ
る。
When the cross section of the semiconductor ring laser waveguide is rectangular or elliptical, the degeneracy between orthogonal polarizations can be solved. That is, the left and right polarization modes oscillate at different frequencies, and the beat signal does not disappear even when the device is stationary. In this case, the beat frequency increases or decreases depending on the rotation direction of the semiconductor ring laser, so not only the rotation speed but also the rotation direction can be known at the same time. However, in the case of injection type, the frequency of the master laser is forced to 5. Therefore, it is necessary to shift the frequency of the injected light in one direction using an A-0 modulator or the like.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は、以上説明したように、互いに直交した偏波モ
ードを互いに逆行する仏殿方向に割り振ることにより、
小型でもモードカップリングの起こりにくいレーザジャ
イロスコープが実現できる。
As explained above, the present invention, by allocating mutually orthogonal polarization modes to mutually opposite directions of the Buddhist temple,
Even though it is small, a laser gyroscope that is less likely to cause mode coupling can be realized.

また、半導体レーザを用いることにより、ラングミュア
−の流れによる静1)1時のビート発生の問題を回避す
ることができる。さらに反射鏡などの一切の微動調整部
品を不要にでき、集積化が可能であるので、大量生産に
よる経済性を達成でき、安価で信卸性の高い半導体レー
ザジャイロスコープを提供することができる。
Furthermore, by using a semiconductor laser, it is possible to avoid the problem of beat generation at static 1) 1 due to Langmuir flow. Further, since all fine adjustment parts such as reflectors can be eliminated and integration is possible, economy through mass production can be achieved, and a semiconductor laser gyroscope can be provided at low cost and with high reliability.

これは測定感度を追求したものではなく、小型、軽量、
低消費電力および無調整化を目指したもので、・民生機
器への応用が期待できる。たとえば、自動車、小型船舶
、小型航空機へのレーザジャイロスコープの導入が可能
になる。すなわち、速度計からの速度情報と、ジャイロ
スコープからの角速度回転情報を積算することにより、
出発点からの相対位置を実時間で表示することができ、
地図と合わせて表示すれば現在位置の同定が容易に可能
になる。
This is not a pursuit of measurement sensitivity; it is small, lightweight,
It aims at low power consumption and no adjustment, and can be expected to be applied to consumer equipment. For example, it will become possible to introduce laser gyroscopes into automobiles, small ships, and small aircraft. In other words, by integrating the speed information from the speedometer and the angular velocity rotation information from the gyroscope,
The relative position from the starting point can be displayed in real time.
If displayed together with a map, the current location can be easily identified.

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

第1図は本発明実施例の基本構成を示す図。 第2図は伝搬方向偏波制御部の構成の一例を示す図。 第3図はファラデー回転子を利用した直交偏波リングレ
ーザの構成図。 第4図は本発明の光注入型レーザジャイ1)スコープの
基本構成を示す図。 第5図は光注入型半導体リングレーザ′の配置の一例を
示す図。 第6図は集積化のための光H大型半導体リングレーザの
配置の一例を示す図。 第7図は光混合検出部の(h成の−・例を示す図。 第8図は従来のリングレーザの基本構成を示す図。 1)・・・半均一体リングL)−ザ、12・・・伝搬方
向偏波制御部、13・・・光混合検出部、21.22・
・・ファラデー回転子、23・・・偏槙t’l+・・・
16導体ノ、(板、32・・・磁V144料基板、旧・
・・マスタレーザ、42・・・偏光分向1結合部、51
・・・導波路、52・・・1).シ光ビーJ・スプリッ
タ、fil・・・導波路、62・・・TE−TMモード
変換器、71・・・光混合用導波路、72.74・・・
レンズ系、73・・・検光子、75・・・光検出器、M
1〜M3、M5、M6・・・反射鏡、M4・・・半透明
鏡、M7・・・半透明反射鏡。 特許出願人  [1本電信電話株式会社□、13゜代理
人  弁理士 井 出 直 孝 、第3図 ローエーコ 光注入型半導体リングレーず配置図 第5図 ト 9
FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a propagation direction polarization control section. Figure 3 is a configuration diagram of an orthogonally polarized ring laser using a Faraday rotator. FIG. 4 is a diagram showing the basic configuration of the light injection type laser gyroscope 1) of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing an example of the arrangement of a light injection type semiconductor ring laser'. FIG. 6 is a diagram showing an example of the arrangement of an optical H large semiconductor ring laser for integration. Fig. 7 is a diagram showing an example of the (h configuration) of the light mixing detection section. Fig. 8 is a diagram showing the basic configuration of a conventional ring laser. ... Propagation direction polarization control section, 13... Optical mixing detection section, 21.22.
・・Faraday rotator, 23... t'l+...
16 conductors, (plate, 32...magnetic V144 material board, old
... Master laser, 42 ... Polarization branch 1 coupling section, 51
...Waveguide, 52...1). optical beam J splitter, fil... waveguide, 62... TE-TM mode converter, 71... optical mixing waveguide, 72.74...
Lens system, 73... Analyzer, 75... Photodetector, M
1 to M3, M5, M6... Reflecting mirror, M4... Semi-transparent mirror, M7... Semi-transparent reflecting mirror. Patent Applicant: 1 Telegraph and Telephone Co., Ltd., 13゜Representative: Naotaka Ide, Patent Attorney, Figure 3: Loeco light-injected semiconductor ring-ray layout diagram: Figure 5: 9

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板上に周回状に閉じた光路により形成さ
れたリングレーザと、 このリングレーザ内を互いに逆方向に伝搬する光を混合
し干渉させる光混合部と、 干渉した光のビート信号を検出する光検出器とを備えた
半導体レーザジャイロスコープにおいて、 上記リングレーザは、縮退モードを有する単一モード導
波路を含み、 上記互いに逆方向に伝搬する光を互いに直交する偏波成
分とする伝搬方向偏波制御手段を備えたことを特徴とす
る半導体レーザジャイロスコープ。
(1) A ring laser formed by a circularly closed optical path on a semiconductor substrate, an optical mixing section that mixes and interferes light propagating in opposite directions within this ring laser, and a beat signal of the interfered light. In the semiconductor laser gyroscope, the ring laser includes a single mode waveguide having a degenerate mode, and the ring laser propagates the light propagating in opposite directions into mutually orthogonal polarization components. A semiconductor laser gyroscope characterized by comprising directional polarization control means.
(2)伝搬方向偏波制御手段は、 互いに逆方向に45度の偏波面回転機能を有する二つの
ファラデー回転子と、 この二つのファラデー回転子の間に挿入され、その最大
透過偏波面が直交偏波成分に対して約45度回転させた
偏光子と を含む特許請求の範囲第(1)項に記載の半導体レーザ
ジャイロスコープ。
(2) The propagation direction polarization control means includes two Faraday rotators having a polarization plane rotation function of 45 degrees in opposite directions, and is inserted between these two Faraday rotators, so that the maximum transmission polarization planes are orthogonal to each other. The semiconductor laser gyroscope according to claim 1, further comprising a polarizer rotated by about 45 degrees with respect to a polarization component.
(3)伝搬方向偏波制御手段は、 上記リングレーザとは別に設けた光注入用のマスタレー
ザと、 このマスタレーザから上記リングレーザ内に、互いに直
交する偏波成分に分離したレーザ光を互いに逆方向に伝
搬するように光注入する光注入手段と を含む特許請求の範囲第(1)項に記載の半導体レーザ
ジャイロスコープ。
(3) The propagation direction polarization control means includes a master laser for light injection provided separately from the ring laser, and laser beams separated into mutually orthogonal polarization components from the master laser into the ring laser. The semiconductor laser gyroscope according to claim 1, further comprising a light injection means for injecting light so as to propagate in a reverse direction.
JP22968985A 1985-10-15 1985-10-15 Semiconductor laser gyroscope Pending JPS6288385A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2894662A1 (en) * 2005-12-13 2007-06-15 Thales Sa SOLID STATE GYROLASER WITH ORTHOGONAL PROPAGATION MODES

Cited By (3)

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WO2007068654A1 (en) * 2005-12-13 2007-06-21 Thales Solid-state laser gyro having orthogonal counter-propagating modes
US7710575B2 (en) 2005-12-13 2010-05-04 Thales Solid-state laser gyro having orthogonal counterpropagating modes

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