TW452645B - Gyro apparatus and gyroscope - Google Patents

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4 5 264 5 A7 B7___ 五、發明說明（1 ) 發明背景 發明領域 . 本發明係關於一種雷射設備。本發明亦關於一種利用 雷射設備之迴轉儀。 相關背景技術 用以檢測一移動物體之角速度的已知迴轉儀包含機械 迴轉儀（其包括一轉子或振盪器）以及光學迴轉儀。明確 地，光學迴轉儀帶來迴轉儀科技中之科技創新由於它們的 卓越優點，包含它們可立即開始操作且顯示一寬廣的動態 範圍。目前已知數種光學迴轉儀，包含環雷射型迴轉儀、 光纖迴轉儀及被動型環振盪器迴轉儀。其中，利用一種氣 體雷射之環雷射型迴轉儀是最早發明的，且此種型式之迴 轉儀被普遍使用於目前的飛機中。近年來 > 其形成在半導 體基底上之小型且高度精密的環雷射型迴轉儀已被提出。' 參見，尤其，日本專利申請案公開編號5·2 885 56。 依據上述專利案，一具有ρη接面之環狀增益波導57 1 1 被形成於一半導體基底57 10上，且載子被從一電極5722注 入增益波導5 7 1 1 (如伴隨圖形之圖5 5中所示），以產生一 雷射振盪。然後，其順時針及_反時針地傳輸通過增益波導 5 7 U之雷射光束被部分地取出且引發相互干擾於一光吸收 區域5717中。然後，干擾光束被取出透過另一電極5723成 爲一光電流以觀看干擾之強度。於圖55中，參考數字5715 及5 7 1 6個別代表以順時針及反時針方向傳播之光束’而參 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------------^--------訂---------線， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 -4- B7 452645 五、發明說明（2 ) 考數字5718及5719代表光學輸出，而參考數字5712代表 一反射平面且參考數字5713及5714代表光學輸出表面。 曰本專利申請案公開編號5 7 -4 3 8 4 6 ( U . S .專利編號 4,431,308 )描述一種迴轉儀，其包括一半導體雷射元件且 能夠不取出其半導體元件之外的光束，而是利用由其旋轉 運動所產生之元件之端電壓的改變。參考伴隨圖形之圖56 ，半導體雷射元件5792具有上與下電極（57 90與5791 ) 。於圖56中’參考數字5793代表一直流阻斷電容且參考數 字5 794代表一輸出端，而參考數字5795代表一電阻。如圖 56中所見’環雷射裝置之半導體雷射元件被連接至一驅動 電源5796 ’而介於以順時針方向傳播的光束頻率與以反時 針方向傳播的光束頻率之間的頻率差異（拍差頻率）（其 係被產生當裝置顯示某一角速度時）被檢測爲雷射元件之 端電壓中的改變。 曰本專利申請案公開編號4-174317亦描述一種檢測由 於其旋轉運動所產生之雷射元件之端電壓差異的科技。 然而，任何如以上專利文件中所描述之科技均無法檢 測一物體之旋轉的指向（sense )。這是因爲一相等的拍差 (b e a t )頻率被檢測，無論旋轉之指向，而只要物體被旋 轉以一相同的角速度。 因此，已知的環雷射型迴轉儀無法檢測其本身之旋轉 的指向，且因而旋轉之指向需被決定藉由應用一種震動（ 微振盪）並決定震動與所獲得信號之相關性。 此外，於已知的環雷射型迴轉儀中’振盪頻率被相互 本紙張反度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------—訂·1111111 -^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 4 5 2 6 4 5 A7 B7 五、發明說明（3) 分離，當迴轉儀旋轉時。振盪頻率之差異是相當小的〔當 迴轉率很低時），而接著有一種鎖入現象’其中振盪頻率 被鎖定爲振盪的模式之一。此種於已知環雷射型迴轉儀中 可觀察到之鎖入現象可被避免’藉由應用一震動。 發明槪述 因此，本發明之一目的是提供一種迴轉儀，其可檢測 一物體之旋轉的指向。 本發明之另一目的是提供一種環共振器型迴轉儀，其 可檢測旋轉之指向而無須使用一種機械裝置，例如一震動 產生器。 依據本發明，上述目的被達成藉由提供一種迴轉儀， 包括： 一第一雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第一雷射光束；及 一第二雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第二雷射光束： 以取一電子信號自至少該第一雷射與該第二雷射之一 r 該第一雷射光束與該第二雷射光束具有不同的個別振 盪頻率且相互干擾。 較好地，於依據前述之本發明的迴轉儀中，該第一雷 射具有一第一光學波導且該第二雷射具有—第二光學波導 ，該第一光學波導之至少一部分與該第二光學波導之至少 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ίτ---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -6 _ 4 5 2 6 4 5 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印*''衣 B7 五、發明說明（4 ) 一部分被排列於附近。 較好地’於依據前述之本發明的迴轉儀中，該第一雷 射具有一第一光學波導且該第二雷射具有一第二光學波導 第三光學波導被提供且光學地耦合至該第一與第二光 學波導之至少一部分。 較好地，於依據前述之本發明的迴轉儀中，該第一雷 射具有一第一光學波導且該第二雷射具有一第二光學波導 ’該迴轉儀進一步包括一連接至該第一與第二光學波導之 至少一部分的第三光學波導。 較好地，於依據前述之本發明的迴轉儀中，該第一雷 射具有一第一光學波導且該第二雷射具有一第二光學波導 ’該第一光學波導與該第二光學波導爲至少部分共有的。 較好地’於依據前述之本發明的迴轉儀中，該第一雷 射光束與該第二雷射光束傳播以相反之方向。 較好地，於依據前述之本發明的迴轉儀中，該第一雷 射光束與該第二雷射光束傳播以一相同之方向。 較好地，於依據前述之本發明的迴轉儀中，該第一雷 射具有一第一光學波導且該第二雷射具有一第二光學波導 ，該第一光學波導與該第二光學波導具有一不對稱之錐形 區域（region ) 0 較好地，於依據前述之本發明的迴轉儀中，該錐形區 域包含一第一錐形段（s e c t i0 n )及一第二錐形段，且任一 第一錐形段或第二錐彤段形成—90°之角度與其具有一恆 定寬度的光學波導之一部分。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） >衣--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 452645 ____ B7______ 五、發明說明（5 ) 較好地，於依據前述之本發明的迴轉儀中，該第一雷 射具有一第一光學波導且該第二雷射具有一第二光學波導 ，該第一與第二光學波導具有個別的光學元件能夠區別以 某一方向傳播之雷射光束的傳輸損失與以相反方向傳播之 雷射光束的傳輸損失。 較好地，於依據前述之本發明的迴轉儀中，該第一雷 射被驅動以一恆定的電壓而該第二雷射被驅動以一恆定的 電流。 依據本發明，亦有提供一種迴轉儀，包括： --第一雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第一雷射光束；及 一第二雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第二雷射光束； 該第一雷射具有一第一光學波導，該第二雷射具有一 第二光學波導，一第三光學波導被提供且光學地耦合至該 第一與第二光學波導之至少一部分。 依據本發明，亦有提供一種迴轉儀’包括： 一第一雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第一雷射光束：及 一第二雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第二雷射光束； 該第一雷射具有一第一光學波導，該第二雷射具有一 第二光學波導，一第三光學波導被提供且連接至該第一與 第二光學波導之至少一部分。 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS)A4規格（210x 297公釐） -------------- >衣--------訂--------—線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 45264 5 A7 _____B7______ 五、發明說明（6 ) 依據本發明，亦有提供一種迴轉儀，包括： 一第一雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第一雷射光束；及 一第二雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第二雷射光束； 該第一雷射具有一第一光學波導，該第二雷射具有一 第二光學波導，該第一光學波導與該第二光學波導爲至少 部分共有的。 依據本發明，亦有提供一種迴轉儀，包括： 一第一雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第一雷射光束； 一第二雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第二雷射光束；及 一拍差信號檢測機構； 該第一雷射光束與該第二雷射光束具有不同的個別振 盪頻率且相互干擾。 較好地，於依據前述之本發明的迴轉儀中，該拍差信 號檢測機構檢測其被施加至該第一或第二雷射之電壓信號 '流經該第一或第二雷射之電流信號、或者第一或第二雷 射之阻抗信號。 較好地，於依據前述之本發明的迴轉儀中，該第一或 第二雷射被提供以一電子端來取出該拍差信號。 較好地，於依據前述之本發明的迴轉儀中，該拍差信 號檢測機構包含一光檢測器，其被配置於該第一及第二雷 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^------- ^ --------訂---------線 {請先閒讀背面之注意事項再填寫本頁) -9- 452645 五、發明說明（7 ) 射之外。 依據本發明，亦有提供一種迴轉儀，包括： 一第一雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第一雷射光束； 一第二雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第二雷射光束；及 一光檢測器以接收該第一及第二雷射光束； 該第一雷射光束與該第二雷射光束具有不同的個別振 盪頻率且相互干擾。 依據本發明，亦有提供一種迴轉儀，包括： 一第一雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第一雷射光束；及 一第二雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第二雷射光束： 該第一雷射光束與該第二雷射光束具有不同的個別振 盪頻率且相互干擾。 圖形簡述 圖1 A、1 B及1 C爲圖形以顯示一可被觀察到於由~迴 轉儀之迴轉所引發之拍差信號中的改變。

圖2A、2B、2C、2D及2E爲顯示本發明之一雷射的 槪圖D 圖3A、3B、3C及3D爲亦顯示本發明之—雷射的槪圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 -10 - 452645 A7 B7__ 五、發明說明（8 ) 圖4A，4B、4C及4D爲亦顯示本發明之一雷射的槪圖 〇 圖5 A、5 B、5 C及5 D爲亦顯示本發明之一雷射的槪圖 〇 圖6爲亦顯示本發明之一雷射的槪圖。 圖 7A、7B、7C、7D ' 7E、7E、7G 及 7H 爲亦顯示 本發明之一雷射的槪圖。 圖8A、8B、8C及8D爲亦顯示本發明之一雷射的槪圖 3 圖9A、9B、9C及9D爲亦顯示本發明之一雷射的槪圖 圖10A、10B、10C及10D爲亦顯示本發明之一雷射的 槪圖= 圖11爲一用以取出一電子信號之電路的槪略電路圖， 其電子信號可被用於本發明之目的。 圖12爲另一用以取出一電子信號之電路的槪略電路圖 ，其電子信號可被用於本發明之目的。 圖1 3爲又另一用以取出一電子信號之電路的槪略電路 圖，其電子信號可被用於本發明之目的。 圖14爲又另一用以取出一電子信號之電路的槪略電路 圖，其電子信號可被用於本發明之目的。 圖1 5爲又另一用以取出一電子信號之電路的槪略電路 圖1其電子信號可被用於本發明之目的。 圖16爲又另一用以取出一電子信號之電路的槪略電路 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^--------訂---------線 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 45 264 5 at __B7__ 五、發明說明（9 ) 圖，其電子信號可被用於本發明之目的。 圖17爲又另一用以取出一電子信號之電路的槪略電路 圖，其電子信號可被用於本發明之目的。 圖1 8爲又另一用以取出一電子信號之電路的槪略電路 圖，其電子信號可被用於本發明之目的。 圖19爲依據本發明之環狀雷射之一實施例的槪略橫斷 面圖。 圖20爲依據本發明之環狀雷射之另一實施例的槪略橫 斷面圖。 圖2 1爲依據本發明之環狀雷射之又另一實施例的槪略 橫斷面圖。 圖22爲依據本發明之環狀雷射之又另一實施例的槪略 橫斷面圖。 圖23爲依據本發明之環狀雷射之又另一實施例的槪略 橫斷面圖。 圖24爲依據本發明之環狀雷射之又另一實施例的槪略 橫斷面圖。 圖25爲依據本發明之環狀雷射之又另一實施例的槪略 橫斷面圖。 圖26爲依據本發明之環狀雷射之又另一實施例的槪略 橫斷面圖。 圖27爲依據本發明之環狀雷射之又另一實施例的槪略 橫斷面圖。 圖28爲依據本發明之環狀雷射之又另一實施例的槪略 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------- ^--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -12- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 452645 A JX ^ C ·Α ^ Α7 Β7 五、發明說明（1〇) . 橫斷面圖。 圖2 9爲依據本發明之環狀雷射之又另一實施例的槪略 橫斷面圖。 圖30爲依據本發明之環狀雷射之又另一實施例的槪略 橫斷面圖= 圖3 1爲依據本發明之環狀雷射之又另一實施例的槪略 橫斷面圖。 圖32爲一用以取出一電子信號之電路的槪略方塊圖， 其電子信號可被用於本發明之目的。 圖3 3 A及33B爲依據本發明之環狀雷射之又另一實施 例的槪略橫斷面圖。 圖34爲一用以取出一電子信號之電路的槪略方塊圖， 其電子信號可被用於本發明之目的。 圖35A及35B爲依據本發明之環狀雷射之又另一實施 例的槪略橫斷面圖。 圖36爲一用以取出一電子信號之電路的槪略方塊圖， 其電子信號可被用於本發明之目的。 圖3 7爲依據本發明之環狀雷射之又另一實施例的槪略 橫斷面圖。 圖3 8爲一用以取出一電子信號之電路的槪略方塊圖， 其電子信號坷被用於本發明之目的。 圖39爲一用以取出一電子信號之電路的槪略方塊圖， 其電子信號可被用於本發明之目的。 圖40爲一用以取出一電子信號之電路的槪略方塊圖， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇χ 297公釐） I , I ^ - —It — — — — ^ i I I I----I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -13- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制代 45 264 5 A/ _____B7_ 五、發明說明（11 ) 其電子信號可被用於本發明之目的a 圖41爲一·^以取出一電子信號之電路的槪略方塊圖， 其電子信號可被用於本發明之目的》 圖42爲一用以取出一電子信號之電路的槪略方塊圖， 其電子信號可被用於本發明之目的。 圖43爲一範例之—槪略橫斷面圖，如下文中所述用於 本發明之目的° 圖44爲範例之另一槪略橫斷面圖。 圖4 5爲範例之又另一槪略橫斷面圖。 圖46爲範例之又另一槪略橫斷面圖。 圖47爲範例之又另一槪略橫斷面圖。 圖48爲範例之又另一槪略橫斷面圖。 圖49爲範例之又另一槪略橫斷面圖。 圖50爲依據本發明之環狀雷射之又另一實施例的槪略 圖示。 圖51爲依據本發明之環狀雷射之又另一實施例的槪略 圖示。 圖5 2爲依據本發明之一迴轉儀的槪略圖示。 圖5 3爲依據本發明之一迴轉儀的槪略圖示。 圖5 4爲依據本發明之一雷射裝置的槪略圖示。 圖5 5爲一已知迴轉儀之一槪略圖示。 圖56爲另一已知迴轉儀之一槪略圖示。 於所有圖形中由相同數字所代表之零件爲彼此相應之 零件，除了特別提出之外。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） - ----- ------ >衣*-------^ · I I I I 1 I I I (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) -14- 4 5 2 6 4 5 A7 _B7五、發明說明（12 ) 主要元件對照表 1 光學迴轉儀 2 旋轉檯 3 電流源 4 電阻 5,7 頻率/電壓轉換器電路 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 33,43 陽極 34,44 電子終端 35,45 蓋層 36,46 包覆層 37,39,47,49 光學導引層 38,48 活性層 54 半導體基底 55 陰極 600 第一雷射 601 第二雷射 602,603 環狀波導 6 06 第一雷射光束 607,608 第二雷射光束 62 5 雷射裝置 6 2 6 箭號 1200 第一雷射 1201 第二雷射 1202 第一光學波導 ------1------ 私--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -15- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印ΐΛ • 452645 A7 _B7 五、發明說明（13) 1 203 第二光學波導 1204,1205 錐形區域 1206 CCW光束 1207 CW光束 1209 雷射光束 1210,1211 陽極 1212,1213 陰極 1214,1215 鏡子 1216,1217 電子終端 1218,1219 光學元件 1230 光檢測器 1240 鏡子 1256,1257 輸出光束 1300 第一雷射 1301 第二雷射 1302 第一光學波導 1303 第二光學波導 1304,1305 錐形區域 1306 CCW光束 1307 C W光束 1309 雷射光束 1310,1311 陽極 1312,1313 陰極 1314,1315 鏡子 ---·--------- ^ --------訂 *--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16 - 452645 A7 B7 五、發明說明（14 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制双 1317 電 子 終端 1318,1319 光學元件 1320 第 光學波導 1330 光 檢 測器 1331 環 共 振器型半導體 1356,1357 輸出光束 1400 第 — 雷射 1401 第 二 雷射 1402 第 光學波導 1403 二 光學波導 1404,1405 錐形區域 1406 CCW光束 1407 CW ； 光束 1409 雷 射 光束 1410 陽 極 ,14 11 1412 陰 極 ,1413 1414 鏡 子 ,1415 1417 電 子 終端 1418,1419 光學隔離體 1420 光 學 波導 1430 光 檢 測器 1441 環 共 振器型雷射 1456,1457 輸出光束 1500 第 — 雷射 -------^------·'-衣--------訂·-------丨線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -17 - 452645 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 發明說明（ 15) 1501 第二雷射 1504,1505 錐形區域 1506,1507 主模式光束 1508 雷射光束 1509 第二雷射光束 1510,1511 陽極 1512,1513 陰極 1514,1515 鏡子 15 17 電子終端 1518,1519 光學隔離體 1520 共有部分 1530 光檢測器 1556,1557 輸出光束 1601 光學波導 1604 錐形區域 1606 C C W光束 1608 CW光束 1900 半導體雷射 1901 電阻 1902 恆定電流源 1905 電壓隨動器電路 1906 電壓檢測電路 2000 半導體雷射 200 1 電阻 ------^------- --------訂---------線 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t ) -18- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 452645 A7 ____B7 五、發明說明（彳6) 2003 保護電阻 2010,2011 操作放大器 2200,2300,2400 半導體雷射 2201,2301 ,2403 電阻 2202,2302 電池 2206 電壓計 2306 電流計 241 0,241 1 操作放大器 2500 雷射裝置 2503,2516 -25 19 電阻 2510,2520 操作放大器 2511,2512 電壓隨動器 25 15 減法電路 2600 半導體雷射 2601 電阻 2602 電力源 2609 阻抗計 2 8 00 半導體雷射 280 1 活性層 2802 基底 2 803 陽極 2804 陰極 2 806 上包覆層 2807 下包覆層 ------------..表--------訂---------綠 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇χ 297公釐） -19 - 452645 五、發明說明（17) A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印^ί 2809 中央部位 2840 局電阻層 2 8 5 0 區域 2 8 5 9 局電阻區域 290 1 活性層 2903 環狀電極 2904 陰極 2906 上包覆層 292 1 蓋層 2922, 2923 光學導 2930 單一材料 2 9 3 1 薄膜 4400 半導體雷射 440 1 活性層 4402 n-GaAs基底 4403 陽極 4404 陰極 4406,4407 包覆層 44 15 緩衝層 4422 光學導引層 4440 蓋層 4460 光阻 4490 角落 5710 半導體基底 --------------^--------訂--------韓 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -20- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ! A52645 A7 ____ ___ B7 五、發明說明（1S) 5711 環狀增益波導 5712 反射平面 5713,5714 光學輸出表面 5715,5716 光束 5717 光吸收區域 5718,5719 光學輸出 5722,5723 電極 5790,5791 上與下電極 5792 半導體雷射元件 5793 直流阻斷電容 5794 輸出端 5795 電阻 5796 驅動電源 較佳實施例之詳細敘述 在描述本發明的較佳實施例之前，其強調依據本發明 之迴轉儀的操作的原理將被描述，主要參考圖52及53並使 用方程式。 爲了用於本發明，詞句''一 ·個能夠產生傳播於作爲操 作之一主模式之方向上的雷射光束之雷射"係指一個能夠 產生只有一傳播於單一方向上之雷射光束的雷射’或者一 個能夠產生一雷射光束之雷射（此雷射光束係傳播於一個 方向更加強烈，相較於任何其他由雷射所產生且傳播於某 其他方項之雷射光束）。 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------- ^--------訂·--------綠 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -21 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^4 5 A7 ____B7_____ 五、發明說明（19) 檢測自依據本發明之一迴轉儀的信號的S N比被影響以 :傳播於一作爲操作之一主模式之方向的雷射光束強度與 作爲操作之一副模式之反向傳播的雷射光束強度的比。因 此’爲了本發明之目的，一雷射最好是只產生一雷射光束 作爲操作之一主模式，雖然其可產生某些其他作爲操作之 副模式的雷射光束（假如由迴轉儀所檢測之信號的SN比可 被保持至一令人滿意的位準時）。 現在’梦考圖5 2 ，假如射出自第一雷射6 0 0且順時針 (CW )方向傳播作爲操作之一主模式之第一雷射光束606 的波長爲；1 ,，而射出自第二雷射601且反時針（CCW )方 向傳播作爲操作之一主模式之第二雷射光束607的波長爲 λ Ζ ( < λ .)，且雷射裝置625本身被驅動以順時針方向旋 轉如圖形中之箭號62 6所顯示時，則其傳播以順時針方向 之第一雷射光束的振盪頻率被致使小於第一雷射光束606 之頻率f，。，其被觀察到當雷射非被驅動以旋轉藉由下列方 程式（1 )所表示之値時： Δ f 1 = (2S1 / λ iLi) . Ω ...(1) 其中S 1是由第一雷射光束之光學路徑所圍繞的封閉區 域，且是第一雷射光束之光學路徑的長度，而Ω是雷射 之旋轉運動的角速度3參考數字602及603代表環狀波導。 另一方面，其傳播以反時針方向之第二雷射光束6 07 的振盪頻率Π被致使大於第二雷射光束之頻率f:。，其被觀 察到當雷射.非被驅動以旋轉藉由下列方程式（2 )所表示 之値△ 時； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公爱） — — — —— If — — — — — .衷------ -- 訂·！------線 1 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -22- 452645 第89101014號專利申請案 修在 中文說明書修正頁B7民國89年11月黾.本 η

Hi 五、發明說明（20) — ά Ϊ1 = (2S2 / λ 2L2) · Ω ...(2) 其中S2是由第二雷射光束之光學路徑所圍繞的封閉區 域，且L:是第二雷射光束之光學路徑的長度’而Ω是雷射 之旋轉運動的角速度。 假如第一雷射600與第二雷射601被配置於非常接近時 ，則其傳輸通過第一雷射之第一雷射光束606被耦合至第 二雷射光束607 。同時，其傳輸通過第二雷射之第二雷射 光束607被耦合至第一雷射光束606。因此，第一雷射光束 與第二雷射光束均共存於第一雷射600中及第二雷射607中 ，且相互干擾以產生一拍差信號，其可被表示以第一雷射 光束606之振盪頻率與第二雷射光束607之振盪頻率的差異 或者如下之方程式（3 )； f 2 — f 1 = f 2 0 -* f I 0 + ( △【2 + Δ f I ) =f20 - flO + [ (2SW；l 丄2)· Ω +(2Sr/A iL·)· Ω] ...(3) 假如，另一方面，雷射裝置625本身被驅動以反時針 地旋轉時，則出現一拍差信號，其可被表示以第一雷射光 束之振盪頻率與第二雷射光束之振盪頻率的差異或者如下 之方程式（4 )； f 2 - f 1 = f 2。一 f 丨 0 _ ( Δ f 2 十 A f !) =f20 - flO - [ (2S】 /λ 2L〇 . Ω +(2S 丨 /λ 丄t) · Ω ] ...(4) 同時，當存在有兩個或兩個以上不同振還模式於一雷 射之中時，則粒子數反轉（population inversion )隨時間 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 297公釐） (請先閱璜背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂-----------姨 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -23- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 * 45264 5 A7 B7 五、發明說明（21 ) 改變而成爲所選擇之模式之振盪頻率的差異的函數。此現 象被稱爲粒子數脈動（pulsation )。於其中有電流被致使 流通之雷射中，例如氣體雷射或半導體雷射’粒子數反轉 顯示一種一對一之對應相關於雷射之阻抗。當兩個雷射光 束相互干擾於此一雷射之中時，則粒子數反轉變爲因干擾 以變化而最後改變介於雷射的電極之間的阻抗。此改變可 被觀察到爲流經雷射裝置之端電流中的改變，當一恆定的 電壓源被使用爲驅動電力源時。另一方面|此改變亦可被 觀察到爲其被加至雷射裝置之電壓中的改變且被取出爲代 表兩個光束之干擾的信號，當一恒定的電流源被使用時。 當然，亦有可能直接地藉由一阻抗計而觀察到阻抗之改變 0 因此，藉由提供一端子以檢測電流、電壓或雷射之阻 抗的改變，則有可能取出一代表每單位時間之迴轉數、或 者雷射之旋轉速度的拍差信號。此外，依據本發明，則拍 差頻率隨旋轉之指向而增加或減少，以一種由方程式（3 )及（4 )所表示之方式。 因此，有可能檢測旋轉之指向’藉由觀察拍差頻率之 增加或減少（假如有的話）1從當雷射未旋轉之時刻起。 另一方面’假右如以下方程式（5 )所表示之關係被 滿足時’則有可能檢測旋轉之指向及準確的角速度。更明 確地’旋轉之指向及準確的角速度可被檢測，假如其被配 置以使得拍差頻率之値被恆定地由相同符號所帶頭（其於 下文中爲正’雖然亦可爲具有相同符號之負）且只有拍差 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） .---------^--------訂---------μ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -24 - 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*'1农 2645 a7 ____B7_____ 五、發明說明（22 ) 頻率之絕對値改變而爲旋轉指向之一函數時。 fj ~ fl = 〇 ... ( 5 ) 現在，參考圖53 ’假設其第一雷射光束與第二雷射光 束之頻率係傳播於同一方向3參考數字6〇2及603代表環狀 波導3假如’例如’射出自第一雷射6 0 0且順時針方向傳 播之第一雷射光束606的波長爲λ 而射出自第二雷射60 1且亦順時針方向傳播之第二雷射光束608的波長爲λ 3 ( <又且雷射裝置6 2 5本身被驅動以順時針方向旋轉時 ’則其傳播以順時針方向之第一雷射光束的振盪頻率h被 致使小於第一雷射光束606之頻率f,。，其被觀察到當雷射 非被驅動以旋轉藉由下列方程式（6 )所表示之値時： Δ fi = (2S1 / λ iLi) · Ω . . .(6) 其中Si是由第一雷射光束之光學路徑所圍繞的封閉區 域’且是第一雷射光束之光學路徑的長度，而Ω是雷射 之旋轉運動的角速度。 類似地，其亦傳播以順時針方向之第二雷射光束6 0 7 的振盪頻率h被致使大於第二雷射光束之頻率f2。，其被觀 察到當雷射非被驅動以旋轉藉由下列方程式（2 )所表示 之値時； Δ f： = (2S2 / A iL〇 * Ω ...(7) 其中S :是由第二雷射光束之光學路徑所圍繞的封閉區 域，且L2是第二雷射光束之光學路徑的長度，而Ω是雷射 之旋轉運動的角速度。 假如第一雷射6Q0與第二雷射6CU被配置於非常接近時 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） — — — — — Jllllli^. — 1— · — — — 訂 --- - - ----韓 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -25- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

向 tB 或 加 增 之 率 頻 差 拍 察 觀 由 藉 起 刻 時 之 轉 旋 未 射 雷 當 從 之， 專 $. )/ 測的 檢有 匕匕 ^--- f 如 可假 有 C ’ 少 此減 452645 at B7 五、發明說明（23) ，則其傳輸通過第一雷射之第一雷射光束606被耦合與第 二雷射光束607 。同時，其傳輸通過第二雷射之第二雷射 光束607被親合至弟一雷射光束601。因此’桌一"雷射光束 與第二雷射光束均共存於第一雷射600中及第二雷射607中 ，且相互干擾以產生一拍差信號|其可被表示以第一雷射 光束606之振盪頻率與第二雷射光束607之振盪頻率的差異 或者如下之方程式（8 )： f2 — fl = f20 — fio — (Δ f? — Δ f 1 ) =f20 - flO - [ (2S:/A 2L2). Ω- (2S【/入 Ω] · ( 8 ) 假如’另一方面，雷射裝置625本身被驅動以反時針 地旋轉如圖形中之箭號626所顯示時，則出現一拍差信號 ’其可被表示以第一雷射光束之振盪頻率與第二雷射光束 之振盪頻率的差異或者如下之方程式（9 ); f2 — ti = f20 — flO + (Δ f： — Δ fl) 二 f20 — flO + [ (2S!/A :L:). Ω - (2Si/A 1L1). Q] 因此，再一次’粒子數反轉隨時間改變而成爲所選擇 之模式之振盪頻率的差異的函數，以因此改變介於雷射的 電極之間的阻抗。 此外，依據本發明，則拍差頻率隨旋轉之指向而增加 或減少，以一種由方程式（8 )及（9 )所表示之方式。因 本纸張尺度適用+國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公;g ) -------------k--------訂---------線 (請先閱讀背面之注音？?項再填寫本頁) -26 - A7 B7 452645 五、發明說明（24) 另一方面，如以下方程式（10 )所表示之關係仍適用 ，當第一雷射光束之振盪波長與第二雷射光束之振還波長 是彼此相等時。 fia - f:〇 = 〇 ... (10) 接著，拍差頻率f2 - fi可以爲一正値或者一負値。然 而，一共同且完全相同之信號將被獲得自終端，只要拍差 頻率之絕對値保持相同的話。於該例中，不可能檢測到雷 射之旋轉的指向。反之，依據本發明’有可能檢測到旋轉 的指向，藉由觀察h - fi之絕對値的改變。明確地，旋轉 之指向及雷射裝置之準確的角速度可被檢測，當方程式（5 )之條件被滿足時。 另一方面 > 有可能檢測拍差信號藉由一額外配置之光 檢測器，以取代檢測拍差信號藉由觀察被施加之電壓的改 變、流經之電流的改變、或者雷射之阻抗的改變。 更明確地，第一雷射光束及第二雷射光束被取出至雷 射之外。然後 > 當雷射光束被同時由光檢測器所檢測時， 則它們相互千擾且產生一拍差信號於光檢測器中而成爲一 振盪頻率之差異的函數。 結果1拍差信號可被檢測於光檢測器之電子終端。 只有環繞地（circmtally )傳播以一方向之雷射光束可 被致使存在於雷射裝置中而成爲操作之一主模式，藉由引 起其傳播以相反於第一方向之雷射光束具有一光學損失。 例如，當光學波導是部分錐形時，則總反射之條件變 成修改的，相關於進入錐形區域之光線以引起該光線之一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------- 於--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印如私 -27- 五、發明說明（25) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 反映損失。接著，有可能抑制兩個相反方向之一的雷射振 盪，藉由引發一大的反映損失被產生。更明確地，光線之 入射角隨著環繞傳播之指向而改變，且傳播以兩個方向之 一的光線可顯示一更大的損失，相較於傳播以相反方向之 光線，反之亦然。以此方式，只有環繞地傳播以一方向之 雷射光束可被致使存在於雷射裝置中而成爲操作之一主模 式。 爲了本發明之目的，則錐形區域可被形成以此一方式 以使得光學波導逐漸增加沿著一雷射光束之傳播方向。錐 形區域顯示一種鋸齒狀之外形在一平面上，此平面係平行 於含有環繞地傳潘雷射光束之傳輸路徑的平面。 線 經濟邹智慧財產局員工消費合作社印製 一光學裝置（例如一光學隔離體）可被插入光學路徑 以取代（或者另外）形成一錐形區域於光學波導之部分中 。一光學隔離體容許一具有固定偏極化〔polarization )之 指向的光束只通過於一個方向》因此，一個能夠容許只有 一傳播於一方向之光束存在爲操作之一主模式的環雷射裝 置可被準備，藉由插入一光學隔離體，其容許一雷射光束 只通過於一方向，假設其兩個傳播以相反方向之光束被同 等地偏極化時=無須贅述的是，光學隔離體可被取代以一 光學循環器或者某種其他光學裝置，只要後者能容許一光 束只通過於一方向。 此外，於依據本發明之一迴轉儀中|其注入第一雷射 之電流値可以不同於注入第二雷射之電流値。另一方面， 第一雷射之振盪頻率或振盪波長及第二雷射之振盪頻率或 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -28 - 4 5 2 6 4 5 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（26) 振盪波長（任一適宜者）可以彼此不同。 假如第一雷射之光學路徑的長度及第二雷射之光學路 徑的長度個別爲及L:，則它們顯示個別與第一雷射之振 Μ波長及第—雷射之振盪波長的關係，如由方程式（1 1 ) 戶斤定義 ； L;二 2 π rru λ I， L2 = 2 π m： λ ： ...( 11) 其中船及m:爲整數。兩個雷射之振盪波長可被相互 區別，假如整數m,與m2彼此相等且兩個雷射之光學路徑的 長度彼此相異。然後，兩個雷射光束之振盪頻率可被區別 ，因爲振盪頻率係反比於振盪波長。一光學路徑之長度被 定義爲有效折射指數與傳播之距離的乘積，而因此第一雷 射之長度與第二雷射之長度可被相互區別，藉由改變有效 折射指數或兩個光學波導之長度。 光學波導之折射指數可被改變' 藉由調變注入兩個雷

I 射之電流的値。於一半導體雷射中，折射指數由於自由載 子電漿效果（藉由注入之電流）而被減小於其中雷射之加 熱可忽略的範圍內，而折射指數被升高於其中加熱效果甚 顯著之範圍內。於任何情況下，折射指數可被修改，藉由 控制注入之電流以修改光學波導之有效折射指數=因此， 兩個雷射光束之光學路徑的長度可被相互區別》 同時，已知其振盪頻率L與光子數密度i ( i = 1,2 ) 顯示如以下方程式〔8 )及（9 )所表示之關係，當兩個不 同模式共存時； 2 κ ϊ I Φι — Ωι + 〇 i — piSi - IM2S2 ...(12) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） r -------- >衣--------訂---------疲 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -29- 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 452645 ^ A7 B7 五、發明說明（27) 以及 2 π U + 〇2= Ωί + 〇 2 ~ ,〇 2S2 — r：iSi ...(13) 其中Φ i代表相位' Ω i代表共振角頻率、σ i代表模式 拉係數、P ^代表安全模式推係數而r ,,代表跨模式推係數 。注意到 i = 1, 2; j = l，2; i 辛 j。 一旦光學波導之外形被決定，則方程式（12 )及（13 )之Ω i、σ i、p，及1 u變爲常數。 此外，我們得Φ i = 〇，假如無模式跳動發生於雷射振 邊之時刻的話。 因此，從方程式（12)及（13)，斷定其fdf:，當 S t关S 2時》 因爲光子密度s i ( i = 1，2 )根據注入一雷射之電流而 改變，所以兩個雷射之振盪頻率可依據方程式（1 2 )而被 相互區別，藉由改變注入兩個雷射之電流。注意到此現象 不只可應用於半導體雷射，且亦可應用於氣體雷射。 兩個光學波導之有效折射指數可被改變，藉由區別： 光學波導之寬度、其顯著地影響有效折射指數之媒介（ m e d 1 u m )的尺寸、兩個雷射之該媒介的材料或者兩個雷射 之該媒介的組成。 此外，兩個雷射之振盪波長可被區別，藉由修改該媒 介之材料或成分，因爲藉此兩個雷射之增益的峰.値波長；^ 改變3這是因爲多數共振模式存在於一光學共振器中，且 最接近增益峰値之波長被放大以引起一雷射振湯^ 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------- >衣--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -30- 45 2645 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（28) 依據本發明’一電子信號（其振盪以相應於雷射裝置 之角速度的拍差頻率）可被觀察，藉由配置於雷射裝置之 內部或外部的光檢測器以取出電子信號。 現在’將於以下簡要地討論其包括第一及第二雷射之 迴轉儀的電子信號如何被獲得，當第二雷射被保持固定而 其隨著被驅動以順時針方向或反時針方向旋轉來改變時（ 參見圖1A至1C )。 於以下說明中，被產生爲迴轉儀之第一雷射之操作之 主模式（且順時針地傳.播）的雷射光束（於下文中被稱爲 '' CW光束〃）之波長被表示以；ί !，而被產生爲迴轉儀之 第二雷射之操作之主模式（且反時針地傳播）的雷射光束 (於下文中被稱爲'' CCW光束〃）之波長被表示以λ 2〔 < λ i ) ° 圖1A顯示其可被獲得當迴轉儀被保持固定時之電子信 號。此處假設其當迴轉儀被保持固定時所獲得之電子信號 顯示一信號週期tA。 週期U相應於其當迴轉儀被保持固定時之第一與第二 雷射光束的振盪頻率之差異的倒數，或者（f2。_ fi。）- 1。 當迴轉儀被驅動以順時針地旋轉時，則拍差頻率，或 L，增加以一種如方程式（3 )所表明之方式來減少信 號週期至U，如圖1 B中所顯示。 另一方面，當迴轉儀被驅動以反時針地旋轉時，則拍 差頻率減小以一種如方程式（4 )所表明之方式來提高信 號週期至U，如圖1 C中所顯示。 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---.---1 ^------ ;衣--------訂---------繞 (請先閉讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 45 264 5 A7 __ B7 五、發明說明（29) 接著’迴轉儀之旋轉的指向可被檢測，藉由比較當迴 轉儀被保持固定時之拍差頻率與當迴轉儀被驅動以旋轉時 之拍差頻率。 另一方面，迴轉儀之角速度可被決定自當迴轉儀被保 持固定時之拍差頻率與當迴轉儀被驅動以旋轉時之拍差頻 率的差異。 拍差頻率係正比於旋轉之角速度。因此，迴轉儀之角 速度可被獲得自被施加至其雷射裝置之電壓，藉由轉換其 拍差頻率爲一電壓（藉由一頻率/電壓轉換電路）以及事先 已知其介於迴轉儀速度與電壓之間的關係》 一依據本發明之迴轉儀操作以如上所述之原理。 現在，本發明之較佳實施例將被敘述藉參考伴隨之圖 形。 實施例1 依據本發明之迴轉儀的第一實施例包括一第一雷射’ 其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式之方向上的第一雷 射光束，及一第二雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一 主模式之方向上的第二雷射光束，以取得一電子信號自第 .一雷射或第二雷射之至少一個，其中第一雷射光束與第二 雷射光束具有不同之個別的振盪頻率且相互干擾。 此實施例被設計以使得第一及第二雷射個別地具有第 一及第二光學波導，其被構成以一種特定方式如下所述， 以使得其個別具有彼此不同之振盪頻率的第一雷射光束與 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^^--------訂---------续 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 2 6 4 5 A7 _______B7__ 五、發明說明（30) 第二雷射光束相互干擾。 於一較佳的結構中，至少第一光學波導之一部分與至 少第二光學波導之一部分被配置於附近。 於另一較佳的結構中，一第三光學波導被提供且光學 地耦合至第一與第二光學波導之至少一部分。 於一另外的結構中，一第三光學波導被提供且連接至 第一與第二光學波導之至少一部分。 於又另一較佳的結構中，第一光學波導與第二光學波 導是至少部分地共有的。 現在，將於下討論其被產生爲操作之一主模式之第一 雷射的雷射光束與其亦被產生爲操作之一主模式之第二雷 射的雷射光束如何相互千擾。

當第一及第二雷射被配置於附近時（參見圖2A至2D )° 如圖2A中所顯示，第一雷射1 200之第一光學波導 1 202與第二雷射1201之第二光學波導1 2 03被配置於附近。 於圖2Α中，參考數字1204及Γ205代表個別的錐形區域以 產生主模式光束來被傳播於一個方向，參考數字L 206代表 一 CCW光束而參考數字1207代表一 CW光束。 因爲第一雷射之光學波導及第二雷射之光學波導被配 置至少部分地於附近，所以傳播通過第一雷射1 200之主模 式光束1206被光學地耦合至第二波導丨203以致其亦傳潘通 過第二雷射，而傳播通過第二雷射1201之主模式光束1207 被光學地耦合至第一波導1 202以致其亦傳播通過第一雷射 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公1 ) ------：------^--------訂---------^ (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) -33- 4 5 2 6 4 5 A7 B7 五、發明說明（31 ) 。因此’假如兩個主要模式光束之振盪頻率彼此不同，貝[J 具有不同振盪頻率之雷射光束便共存於一雷射中。 爲了本發明之目的，·一對配置於附近之波導係指那些 圖2A中被配置以一微小數値之距離1的波導。 更明確地，爲了引起第一雷射12 00之CCW光束1206 與第二雷射1201之之CW光束1 207相互千擾，其雷射之一 的光學波導被至少部分地置於另一雷射之雷射光束的穿透 深度中=無須贅述的是其每個雷射之光學波導可被至少部 分地置於另一雷射之雷射光束的穿透深度中。 爲了本發明之目的，一雷射光束之穿透深度係指一逐 漸消失的光所能到達的長度。 雖然其被配置於附近之雷射的光學波導無須必要被配 置爲相互平行，但是它們最好是被相互平行地配置以有效 地使得第二雷射光束1207變爲光學地耦合至第一雷射1200~ 之光學波導1 202。 兩個光學波導可被配置於附近以多種不同的方式且， 因此，其配置不被限定於圖2 A之中所顯示者。例如，第二 光學波導1 203可被配置於光學波導1202之內，如圖2B中 所示。以此配置，則其個別地傳播通過第一及第二光學波 導之第一及第二雷射光束被致使進行以同一方向。 圖2C及2D顯示氣體雷射之光學波導的兩種可能的配 置。參考圖2C及2D，其第一與第二雷射1200與1201被配 置於附近。於圖2C及2D中，參考數字1214及1215代表鏡 子（反射平面）且參考數字1210及1211代表陽極，而參考 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ^------ 訂---------炊 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -34- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^52645 at B7 五、發明說明（32) 數字1216及1217代表用以取出其由於旋轉而產生之個別電 子信號的電子終端，且參考數字1212及1213代表陰極。參 考數字丨2 1 8及1 2 1 9代表其可爲光學隔離體之光學元件。雖 然成對之雷射被提供以個別的電子終端來取出圖形中之電 子信號，但是只有雷射之一可交替地被提供以一電子終端 〇 圖2E顯示光學波導之另一可能的配置，其中第一與第 二雷射被相對於彼此斜地放置。 雷射之每個光學波導最好是被提供以一完全反射平面 。更理想地，每個環狀雷射被形成藉由完全反射平面，從 減小振盪臨限之觀點。 (2)當一第三光學波導被提供以光學地耦合至第一 及第二光學波導之至少一部分時（參見3A至3D)。 參考圖3A，一第三光學波導1320被配置接近於且光學 地連接至第一雷射1300之第一光學波導1302的部分及第二 雷射1301之第二光學波導1303的部分》於圖3A中，參考 數字Π06代表產生爲操作之一主模式的ccw光束，而參考 數字1307代表產生爲操作之一主模式的CW光束。因此， 第一雷射之CCW光束丨306被光學地耦合至第二雷射1301 ，經由第三光學波導1 3 20。接著，由於迴轉儀之旋轉的電 子信號之改變被檢測自第二雷射以檢測旋轉之指向= 圓3B顯示另一可能的配置，當使用—第三光學波導時 〇 參考圖3B，參考數字1302代表第一光學波導且參考數 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------^--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -35- 452645 a： B7 五、發明說明（33) 字1303代表第二光學波導，而參考數字丨320代表第三光學 波導。以此配置’應注意到主模式光束須被致使以傳播於 同一方向。 圖3C及3D顯示氣體雷射之光學波導的兩種可能配置 。於圖3C及3D中，參考數字1310、1312、1313及1311 代表陰極及陽極，而參考數字1317代表用以取出其由於旋 轉而產生之一電子信號的電子終端，且參考數字1318及 131 9代表光學元件，例如光學隔離體。 爲了使第一及第二雷射產生個別的主模式光束，它們 可被提供以個別的錐形區域（1 3 04、1 305 )或者個別的光 學元件（Π18、1319)=另一方面，雷射之一可被提供以 一錐形區域，而另一雷射可被提供以一光學元件。 如每個圖3A至3D中所顯示之第三光學波導1320可被 準備，藉由使用石英或者藉由一種被廣泛使用於半導體程 序中的照相石版印刷技術。 當一第三光學波導被提供以連接第一及第二光學波導 之至少一部分（參見圖4A至4D)。 於圖4A中，參考數字1 400代表具有第一光學波導 1 402之第一雷射，此第一光學波導1402包含一錐形區域 i 404且能夠產生一 CCW光束1 406作爲操作之一主模式，而 參考數字1401代表具有第二光學波導140 3之第二雷射，此 第二光學波導1403包含一錐形區域1405且能夠產生一CW 光束1 407作爲操作之一主模式。參考數字1 430代表用以連 接之一第三光學波導。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^--------訂---------線 1 _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -36- 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印制私 452645 五、發明說明（34) 因此，以此配置，第一雷射M0◦之CCW光束1406共 存與第二雷射1401中之CW光束1407 °因此，由於迴轉儀 之旋轉的電子信號之改變被檢測自第二雷射1 4 0 1以檢測旋 轉之指向3 圖4 B顯示另一可能的配置3 圖4C及4D顯示氣體雷射之光學波導的兩種可能配置 。於圖4C及4D中’參考數字1410、1412、1411及1413 代表陰極及陽極，而參考數字丨4丨4及丨415代表鏡子且參考 數字1 4 1 7代表用以取出一電子信號之一電子終端。 當第一光學波導與第二光學波導係至少部分地共有時 (參見圖5A至5D )。 參考圖5A，參考數字15 00代表第一雷射且參考數字 150 1代表第二雷射，其具有個別的錐形區域1504、1 50 5， 而參考數字1 520代表其由它們所共有之光學波導的部分。 第一雷射1 500之主模式光束1 506傳輸通過共有部分 1 5 20且耦合至第二雷射。另一方面，第二雷射1501之主模 式光束15 07傳輸通過共有部分1520且耦合至第一雷射。因 此，兩個具有不同振盪頻率之雷射光束共存於第一及第二 雷射中。 因此，一拍差頻率被產生即使當迴轉儀被保持固定時 ’以致一旦迴轉儀被驅動以旋轉’則迴轉儀之旋轉的指向 及角速度可被檢測，藉由檢測由於迴轉儀之旋轉運動所引 發的電子信號之改變。 可被瞭解到只有第一與第二雷射的電子信號之一可被 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (諝先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 表--------訂---------故 -37- 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*1^ 5 26 45 A/ B7 五、發明說明（35 ) 檢測於本發明之目的，雖然旋轉運動之檢測的準確度可被 改善藉使用兩個電子信號。 第一及第二雷射之主模式光束可被致使傳播以一相同 方向’如圖5B中所示》於此例中’第一雷射光束15〇6與第 二雷射光束1509共存於共有部分1520中。 圖5C及5D顯示氣體雷射之其光學波導共有部分的兩 種可能配置，其中兩個具有彼此不同之個別振盪頻率的雷 射光束共存於共有部分中。 雖然以上（1 )至（4 )之雷射具有一矩形外形，但它 們的外形不須被限定於矩形而可替代地爲三角形、圓形或 多邊形。 類似地，雖然以上（1 )至（4 )之雷射具有一環狀的 光學波導，但它們可替代地具有一種光學波導，此種光學 波導具有如圖54中之參考數字1 202所代表之一部分的結構 ，只要它們可產生一傳播於一方向之主要模式光束。於圖 54中，參考數字1 205代表一錐形區域而參考數字1 206代表 一主模式光束。 現在，其被提供以產生一雷射光束來被傳播於一方向 作爲操作之一主模式的錐形區域之結構將被詳細討論，藉 參考圖6。 於圖6中，參考數字1601代表一光學波導而參考數字 1 604代表一錐形區域。 假如錐形區域1 604不在那裡，則一CW光束1608及一 CCW光束1606將被產生在那裡。然而 > 由於提供不對稱配 本纸張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^ ^--------訂---------故 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -38- 452645 B7 五、發明說明（36 ) 置的錐形區域，故CW光束及CCW光束顯示一光學喪失之 差異。然後’當錐形區域的角之一（或角度/3 )被增加變 爲接近9 0 3時，則c W光束之強度被減小以使得C C W光束 成爲主模式光束。事實上，角度越接近90° ，則CCW光束 之強度越小。其將被瞭解到CW光束將是主模式光束，當其 他角度’或角度α，等於90°時。 爲了實質上只產生一單一雷射光束，其被傳播於一單 一方向’則錐形區域的角度之一被定義以80° S々（或ct )S 100° ’最好是87° (或a) S 97° .，更理想的 是87° (或α)客93° 。最佳地，角度被定義以/3 ( 或 α ) = 90 0 。 尤其當/3 (或a ) = 90°時，振盪模式被逐步移動於 錐形區域之起始點（如圖6中之1630所示）以減小耦合之 效率至光學波導之波導模式具有一恆定寬度。然後，主模 式光束將被輕易地產生。 當《</3，且万係落入上述範圍時，則α將被定義以 芸α$ΐ〇。，最好是2= f ^ 從避免鎖入之觀點來看1介於第一雷射的主模式光束 的振盪頻率與第二雷射的主模式光束的振盪頻率之間的差 異應大於100Hz，最好是大於1kHz，更理想的是大於 10kHz 。 兩個主要模式光束之振盪頻率可被區別，藉由選擇雷 射之不同材料，藉由區別其注入第一雷射之電流的強度與 其注入第二雷射之電流的強度，藉由區別其施加至第一雷 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^--------訂---------繞 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 -39- 4 5 2 6 4 5 A7 B7 五、發明說明（37) 射之電壓與其施加至第二雷射之電壓，或者藉由區別第一 光學波導之長度與第二光學波導之長度。 當兩個具有不同振盪頻率之雷射光束共存於雷射裝置 中時，則兩個雷射光束相互干擾以致一拍差頻率可被檢測 爲一電子信號。 取出自雷射裝置之電子信號將是一電壓信號，當裝置 被驅動以一恆定電流時，而取出自雷射裝置之電子信號將 是一電流信號，當裝置被驅動以一恆定電壓時。另一方面 一阻抗信號可被取出自雷射裝置。 因爲所取出之電壓信號、電流信號或阻抗信號的頻率 係相應於上述拍差頻率，所以有可能檢測雷射裝置之角速 度及旋轉之指向，藉由檢測拍差頻率之改變。 現在，用以從雷射裝置取出電子信號之機構將被討論 。注意到下列說明係可應用於檢測旋轉之指向及/或角速度 自由第二實施例之光檢測器所產生之信號的配置將被敘述 於下。 用以檢測代表雷射裝置之電壓改變的信號之機構將被 敘述於下。注意到兩個具有不同振盪頻率之雷射光束共存 於雷射裝置中，如圖2 A中之1 2 0 1的狀況。 參考圖1 1，一恆定電流源1 902被連接至一半導體雷射 1900，經由一電阻1901。然後|半導體雷射1 900之電子信 號（其爲一電壓信號）藉由一電壓檢測電路1 906而被檢測 <? 每當需要時，最好是配置一電壓隨動器（follower)電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印^^ -40- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 5 2 6 4 5 a? _ B7 五、發明說明（38) 路1905作爲一保護電路。 雖然圖11顯示一種半導體雷射，但是上述說明可亦被 應用至一氣體雷射。 圖12亦顯示另一電路配置之一槪要電路圖，此電路配 置亦可被使用當一半導體雷射2 0 0 〇被驅動以一恆定電流時 ’且其陽極電位之改變被讀出以檢測雷射之旋轉運動（假 如有的話）。參考數字2 Q 0 1代表一電阻。 參考圖12，半導體雷射2000之陽極被連接至一操作放 大器20 1 0之輸出終端（經由一保護電阻2003 )，且半導體 雷射2000之陰極被連接至操作放大器2010之反相輸入終端 0 操作放大器20 1 1輸出其相應於輸入電位νιη之信號 V out。因爲信號Vo ut具有一正比於角速度之拍差頻率，所 以雷射裝置之旋轉可被檢測藉由轉換信號爲一電壓，利用 一種已知的頻率/電壓轉換器電路（F/V轉換器電路）。 圖Π爲頻率/電壓轉換器電路（F/V轉換器電路）之一 槪要電路圖。此電路包括一電晶體、二極體、電容及電阻 ，且其輸出電壓Vu被表示爲如下之方程式（14)

Vc2- E.CiRof / [ 1 + 1 / {1 - exp ( -1 / R〇C2f )}] (14) 其中E t代表輸入電壓之峰至峰値而f代表拍差頻率。藉 由選擇其實現匕>> C:及FUCM < 1之電路參數的値，則由 以下方程式（1 5 )所表示之關係可被建立以達成一正比於 拍差頻率之電壓輸出。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 -------------^--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -41 - A7 4 5 2 6 4 5 ___—___B7 _ 五、發明說明（39 )

Vcz = EiCiRof / 2 .,,(1 5) 現在，其透過電流之改變以檢測雷射裝置之旋轉的配 置將被討論於下。 旋轉之雷射裝置的角速度可被決定，藉由檢測流經半 導體雷射之電流的改變，使用一恆定電壓源作爲電力來源 。一迷你且極輕的驅動系統可被獲得於雷射裝置，藉由使 用一電池作爲恆定電壓源，如圖14及丨5中所示。於圖1 4 之電路中，半導體雷射2 200被連接至一電阻220 1以串聯型 式以使得流經半導體雷射之電流的改變可被決定爲介於電 阻的相對端之間的電壓改變。於圖14中，參考數字2202代 表一電池而參考數字2206代表一電壓計。於圖15之電路中 ，另一方面，半導體雷射2300被連接至一電流計2306以串 聯型式以直接觀察流經半導體雷射之電流。於圖1 5中，參 考數字2301代表一電阻，而參考數字2302爲一電池。 現在，另一可用以檢測爲了本發明之目的之一拍差信 號的電路結構將被討論於下。 圖丨6爲一用以檢測一半導體雷射2400之旋轉的電路之 電路圖，其係藉由施加一恆定電壓以驅動它並讀取半導體 雷射2 4 Q 0之陽極電位的改變。 雷射2400之陽極被連接至一操作放大器2410之輸出終 端，經由一電阻2403，且雷射2400之陰極被接地以顯示一 參考電位。 一恆定電壓驅動配置可被獲得，藉由施加一恆定電位 (Vm )至操作放大器2410之反相輸入終端，藉由，例如 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------- ^--------訂---------線 ί請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -42- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 5 2 6 4 5 A7 137 五、發明說明（4〇 ) ，一微電腦以使得電位可恆定地被施加至電阻2 4 0 3及雷射 2400。 電阻2403被連接至另一操作放大器2411 ，其操作爲一 緩衝器。 操作放大器241 1輸出信號V〇ut，其具有一正比於角速 度之拍差頻率以致雷射裝置之旋轉可被檢測，藉由轉變頻 率爲一電壓以一已知頻率/電壓轉換器電路（F/V轉換器電 路）=無須贅述的是其亦有可能檢測雷射裝置之旋轉，藉 由直接施加其在一等位與電阻2403之點所獲得的信號至 F/V轉換器電路’不通過操作放大器2411 。一頻率計數器 電路可被使用爲一拍差信號檢測電路。 圖17顯不一電路之電路圖’此電路能夠使用接地電位 作爲信號之參考電位，藉由使用一減法電路2 5 1 5 (除了恆 定電壓驅動配置），如以上參考圖1 6所敘述。 參考圖17，一恆定電壓V,被施加至操作放大器2510之 反相輸入終端以，例如，一微電腦。於圖1 7中，參考數字 25 00代表一雷射裝置且參考數字25 1 1及25 12代表個別的電 壓隨動器，而參考數字2503及2516至2519個別地代表電 阻=電阻25 16及25 17具有一共同電阻値，而電阻2518及 25 19具有一共同電阻値。 於電阻25 03之相對端的電位V:被個別地施加至操 作放大器25 20之反相輸入終端及非反相輸入終端，經由電 壓隨動器2511、2512及電阻2516與2518。以此配置’其 被施加至電阻2503之電壓改變V,-V2 ( = V。）可被檢測以 本紙張又度適用中囤國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) I I n 1· n H * n n'-Η I n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -43 - 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 4 5 2 6 4 5 A7 _____ B7 五、發明說明（41 ) 檢測其流經雷射裝置25 00之電流的改變，藉由使用接地電 位爲參考電位。

P 然後’雷射裝置之旋轉可被檢測自所獲得之信號，在 使其通過一 F/V轉換器電路之後。 亦有可能觀察半導體雷射2600之阻抗的改變，直接藉 由如圖18中所顯示之一阻抗計2609而無論電力源之型式。 於圖18中，參考數字2602代表一電力源，而參考數字2601 爲一電阻。以此配置，驅動電力源之雜訊的影響可被減少 ，不若其中終端電壓被施加至或者流經雷射裝置之電流所 被觀察到的狀況。 雖然用以檢測一雷射裝置之旋轉的配置被描述如上以 一種半導體雷射|但是將瞭解其以上敘述可同等地應用於 一種氣體雷射。 實施例2 雖然第一實施例被配置以此一方式使得一電子信號被 取出自雷射裝置來作爲拍差頻率之改變，其代表施加至雷 射裝置之電壓的改變或者流經雷射裝置之電流的改變，但 是第二實施例被配置以此一方式使得兩個由雷射裝置所產 生而具有不同振盪頻率之雷射光束被接收，藉由一置於雷 射裝置之外的光檢測器，且獲得自光檢測器之信號被使用 以檢測拍差頻率之改變，其代表角速度或旋轉之指向=

(1)圖 7A 至 7F 本紙張尺度適用f國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------^κ·-------訂---------線 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -44- ^ ^ 2 6 4 5 A? ------- B7 五、發明說明（42 ) 於圖7A至7F中，其相同於圖2A至2E之元件被個別地 表示以相同的參考數字。 首先參考圖2A至2C，參考數字1256代表第一雷射 12 00之主模式光束12〇6的輸出光束且參考數字1257代表第 二雷射1201之主模式光束π 07的輸出光束，而參考數字 i 230代表一用以檢測表示兩個光束之振盪頻率差異的信號 之光檢測器，這兩個光束之振盪頻率之差異的產生是由於 兩個輸出光束1256與1 25 7之干擾。 於顯示第二實施例之可能另一結構的圖及2D中， 參考數字1 240代表一鏡子。 圖7E及7F顯示其圖7C及7D中之錐形區域1 204、 1 205被取代以光學隔離體之結構。注意到圖7 A及7 B顯示 半導體雷射，而圖7C至7F顯示氣體雷射。 亦注意到其第一及第二雷射（1200、1201 )無須被置 於相互接近之處且每個雷射無須被置於另一雷射之雷射光 束的穿透深度之內，當具有不同振盪頻率之輸出光束12 56 、1 257被接收以光檢測器1230時，如圖7A至7H之任一圖 中所示。

(2)圖 8A 至 8D 於圖8A至8D中’其相同於圖3A至3D之元件被個別 表示以相同的參考數字3 於圖8A至8D中’參考數字1356及1357個別代表來自 第一及第二雷射之輸出光束’而參考數字13 30代表一光檢 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4現格（210 x 297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

I u n 1^1 n n ϊ n )DJt n m n n n I I 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 -45- 452645 A7 B7_ 五、發明說明（43) 測器。 其來自光學地耦合第一及第二雷射之主模式光束i306 、1 307之一第三光學波導1 320的兩個輸出光束被接收以光 檢測器1 3 3 0。雷射裝置之旋轉被檢測藉由來自光檢測器之 信號。 注意到圖8A及8B顯示半導體雷射，而圖8C及8D顯示 氣體雷射。

(3) 圖 9A 至 9D 一第三光學波導被提供以連接第一與第二雷射之光學 波導14 02、1 403。於圓9A至9D中，其相同於圖4A至4D 之元件被個別表示以相同的參考數字= 於圖9A至9D中，參考數字143 0代表一光檢測器而參 考數字1456、1457個別代表第一及第二雷射之主模式光束 的輸出光束。 注意到圖9A及9B顯示半導體雷射，而圖9C及9D顯示 氣體雷射。

(4) 圖 10A 至 10D 於圖10A至10D之每個圖形中，第一雷射與第二雷射 共有它們的光學波導之部分。於圖1 0A至1 0D中，其相同 於圖5A至5D之元件被個別表示以相同的參考數字。 於圖10A至10D中，參考數字1530代表一光檢測器而 參考數字1556、1557個別代表第一及第二雷射之主模式光 本紙張尺度遡用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇χ 297公釐） ------------i &--------訂--------線 (請先閒讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟邢智慧財產局員工消費合作社印製 -46 - 4 5 2 6 4 5 A7 B7 五、發明說明（44) 束的輸出光束= 注意到圖10A及10B顯示半導體雷射’而圖l〇C及10D 顯示氣體雷射。 爲了本發明之目的，一光檢測器係一種裝置’其能夠 轉變並檢測光之強度成爲一電子信號，其可爲利用光電子 之射出（一種外界光電效應）的一種光電管或者一種光電 倍增管（photomultiplier tube )。另一方面’其可爲一種 裝置，選自利用一種內部光電效應之不同裝置’例如運用 一種光電導效應之一光電導單元’運用一種光電伏打效應 之一光二極體、一光電晶體、一累增光二極體或者一光電 伏打單元。又另一方面，其可爲一種熱耦合檢測器’其爲 運用光之吸收的一種熱檢測器，運用一種焦熱電效應之一 測幅射熱計、一紅外線指示器（GoUy cell )或焦熱電光檢 測器。 圖19爲圖5之半導體雷射的槪略橫斷面圖’沿著圖6 中之線段XX'所取。於圖19中’參考數字2800代表半導體 雷射且參考數字2 8 0 1 ' 2 8 0 2及2 8 0 3個別代表一活性層、 —基底及一陽極’而參考數字2804、2806及2807個別代 表一陰極、一上包覆層及一下包覆層。 以此移除上包覆層2806之一中央部位2809的配置（以 產生一環狀外形）。一電流幾乎無法流經半導體雷射之中 央部分。因此，原則上’其環繞地傳播之光束可獲得一增 益以抑制任何無用的電流。然後，拍差頻率將被高度地穩 定，尤其當一單一橫向模式被實施時。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -*v--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印則衣 -47- 4 5 2 6 4 5 A7 B7_ 五、發明說明（45) 雖然無任何光學導引層或者蓋層被明確地顯示於圖1 9 中，但是此種層可被配置’假如上包覆層2806之一中央部 分被移除時° 圖20顯示一使用此種層之配置。更明確地，於圖20中 ，參考數字2921代表一蓋層’而參考數字2922及2923代 表如此多的光學導引層。除此之外’亦顯示有一活性層 290 1 及一陰極 2904 » 亦有可能提供一種環狀電極2903而無須修改上包覆層 2906及蓋層2921 。雖然陽極2903被配置於圖20中之雷射 裝置的整個表面上’但是並非必要將陽極配置於雷射裝置 之整個表面上。 此外，活性層2 8 0 1可以是部分或整個環狀的’如圖21 中所見，且下包覆層2 807亦可以是部分環狀的’如圖22中 所見。應瞭解其臨限電流可被有效地減小，當活性層是部 分環狀的時，因爲活性層之量被顯著地減少。 爲了本發明之目的，環狀有利地遍佈於其中分佈有雷 射光束之區域內（如圖2 2中之r所指示）。因此’有利的 是其活性層爲環狀的。 假如活性層具有0.1 // m之厚度，則圖2 2中之r最好是 大約1 μ m。 明確地，關於活性層之雷射裝置的光學限制（ confinement )係數將是足夠大的，以容許一低的驅動電流 並穩定振盪頻率，當雷射裝置爲環狀的於逐漸消失的光所 能到達範圍內之一垂直於活性層之表面的方向上時。當然 本紙張尺度適用中@國家標準（CNS)A4規袼（210 X 297公t ) --------------‘^--------訂---------線 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 -48 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^ 5 2 6 4 5 A7 B7 五、發明說明（46) ，整個半導體雷射2 8 0 0可具有一種環的形狀。 雖然逐漸消失的光可及之範圍r被發現於圖22中的包 覆層2806、2 807之內，但是光可達超過包覆層，根據包含 每個包覆層之折射指數及厚度的參數。假如於此情況下， 則相應於逐漸消失的光可及之範圍r的雷射裝置之部分最好 是一種圓柱狀的。此外 > 假如光滲漏出進入其被置於活性 層與包覆層之間的光學導引層且亦進入基底2802時，則相 應於逐漸消失的光可及之範圍的光學導引層及基底之部分 最好是一種圓柱狀的。 理想的是其低折射指數層2806、2807中之光的損失被 減至最小，尤其當光之損失應被減少且雷射裝置應被驅動 以一低電流或低電壓時。 圖24爲圖23之雷射裝置之一區域2850的一個放大的 槪略橫斷面圖。當裝置欲被驅動以低電力時，則雷射裝置 應被準備以此一方式使得介於低折射指數層與活性層的個 別側表面之間的角度Θ ,及Θ 2 (圖24 )被個別界定以75 ° S 0 :及 Θ 2 S 105 ° ，最好是 80。S t 及 0 2 S 100 ° ， 最理想的是85 ° S Θ t及0 2 S 95。。 當以上條件被滿足時，則任何滲漏進入折射指數層 2 8 06 ' 2 80 7之光的損失（逐漸消失的光）可有效地被避免 以使其有可能驅動半導體雷射以一低電流（或一低電壓） 〇 額外且理想的，半導體雷射之側表面是總反射表面， 且介於其總反射表面的9 0 %以上與活性層的個別面積之間 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） ---------------:Ar-------^---------I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -49- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（47) 的角度被界定以上述公式。 同時最好是其折射指數層之側表面滿足上述條件’以 其所有周邊之活性層的相應側表面3明確地’高度理想的 是其雷射裝置之內部側表面亦滿足角度Θ i及Θ 2之上述條 件。 夾著活性層280 1之低折射指數層的側表面的表面精密 度（表面粗糙）最好是小於其傳輸通過活性層之傳輸媒介 的光的波長之一半，更理想的是小於三分之一真空中之 光波長/媒介之有效折射指數）。例如，假如活性層是一種 InGaAsP型式層（具有一波長1 .55 // m及一有效折射指數 3.6於媒介中），表面精密度最好是小於約0.22 # m |更理 想的是小於0.1 4 m。 假如活性層是一種GaAs型式層（具有一波長0.85 β m 及一有效折射指數3.6於媒介中），表面精密度最好是小於 約0.12# m，更理想的是小於〇.〇8# m。 無須贅述的是其不只低折射指數層之側表面還有活性 層之側表面可顯示表面精密度之上述辨識値。 雷射裝置之環狀部分可最好是被塡充以一種絕緣材料 (電介質薄膜），雖然可能無須此絕緣材料且裝置之中空 部位無須被塡充，當雷射裝置顯示所需之特性而無此一塡 充材料時。 任何適當的材料可被用於電介質薄膜，假如其顯示一 高於包覆層之電阻的特定電阻値時，雖然其最好是由非晶 的（amorphous ) Si、SiCh、Mg◦或 SiN 所製。一總反射 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線 -50- 經濟部智慧財產局員工"費合作社印制衣 ^5 2645 A7 B7 五、發明說明（48) 表面可被形成於雷射裝置之圓柱形斷面內部，藉由塡充材 料。此外’裝置之中空部位可最好被塡充以一種單一材料 2930 (如圖25中所示）或者以一種兩個或兩個以上材料的 混合物3又此外’活性層之至少任一內表面或外表面可最 好被塗敷以一種薄膜2 9 3 1，如圖2 6中所示=假設如此時， 則裝置之操作特性可被預防其降格，由於暴露至周遭空氣 而省去用以塡充裝置之中空部位的材料。雖然塗敷膜具有 一單一層於圖26中，但是其可替代地具有兩個或兩個以上 的層。 當電介質薄膜被製成具有一種多層結構時，則其最好 可包括多數SiCh與Si之成對的層。裝置之中空部位無須被 完全塡充’當裝置提供所要的操作特性而無須此一塡充操 作時。 其可被本發明所使用之其他可能的塡充配置將被簡'單 地討論於下。 於圖27中，參考數字2930代表一絕緣膜。圖27之配 置，其中絕緣膜2930被配置於陽極2903底下在其一中央區 域上，最好可被使用於本發明之目的，因爲任何電流將幾 乎不流經半導體雷射之中央部分’而因此反應電流（假如 有的話）將被減小以使得一種單一橫向模式輕易地出現。 此一配置是特別有效的’當欲提供電極以一平坦外形時， 當上包覆層2906爲p型時，則雷射裝置之中央部分將 被製成以顯示一種PNPN閘流體結構且幾乎不容許任何電流 流經’藉由塡充雷射裝置之中央部分以一種顯示PNP型電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線 -51 - B7 452645 五、發明說明（49 ) 導通性之材料以取代使用一絕緣膜2 9 3 0。 參考圖28 ，參考數字2 840於此代表一 Fe摻雜之高電 阻層。以其利用一高電阻層之配置，亦有可能使得半導體 雷射裝置之中央部分幾乎不容許一電流流經之。 對於依據本發明之一種半導體雷射可爲足夠的是其活 性層之中空部位2809被實質上置於中央（如圖23中所示， 例如）。一種無導引模式存在其中之狀態被稱爲截止狀態 ，且最好是其裝置被如此裝配以符合對於較高模式之截止 狀態的要求，以穩定橫向模式。此外，最好是其中空部位 之直徑d (圖1 9 )被如此界定以符合對於較高模式之截止 狀態的要求。圖29亦爲相同情況。 然後，只存在有橫向模式之一基本模式以穩定後者， 當截止狀態之需求被滿足於較高模式時= 亦想達成的是其中空部位之外形被如此界定以符合對 於較高模式之截止狀態的要求，以致可只存在有一種單一 導引模式（單一橫向模式）。 一具有中空部位之雷射裝置可被準備，藉由放置活性 層、光學導引層及包覆層之環狀半導體層，通常均使用掩 蔽（masks )。另一方面，一具有中空部位之雷射裝置可被 準備，藉由放置一活性層、一光學導引層及包覆層並蝕刻 掉其一中央部分以使得它們顯示一種環狀外形。 其可被使用於本發明之目的以形成中空部位的蝕刻技 術包含：濕式蝕刻、氣體蝕刻、電漿蝕刻、濺射蝕刻、反 應離子蝕刻（RIE)及反應離子光束蝕刻（RIBE) ° 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) k--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 -52- 4 52645 Λ7 B7 五、發明說明（50) 其可被用於依據本發明之一種雷射裝置的活性層之材 料包含：GaAs，InP，ZnSe，AlGaAs，InGaAsP，InGaAlP， InGaAsP, GaAsP, InGaAsSb, AlGaAsSb, InAsSbP, PbSnTe, GaN, GaAlN，InGaN, InAlGaN, GaIηP, GalnAs 及 SiGe ° 任何可被用於活性層之材料亦可被用於包覆層》 其可被用於本發明之目的的活性層及包覆層之材料的 組合包含：PbSnTe (活性層）/ PbSeTe (包覆層）、 PbSnSeTe (活性層）/ PbSeTe (包覆層）、PbEuSeTe (活 性層 _) / PbEuSeTe (包覆層）、PbEuSeTe (活性層）/

PbTe (包覆層）、InGaAsSb C活性層）/ GaSb (包覆層） 、AlInAsSb (活性層）/ GaSb (包覆層）、InGaAsP (活 性層）/ InP (包覆層）、AlGaAs (活性層）/ AlGaAs ( 包覆層）及AlGalnP (活性層）/ AlGalnP (包覆層）。 至於半導體雷射之結構，其活性層不被限定於大塊結 構，而可替代地爲單一量子井（SQW )結構或爲多量子井 (MQW )結構。 當使用量子井結構之一種雷射裝置時，最好是其結構 爲應變的量子結構。活性層可被形成，藉由使用具有大約1 %壓縮應變之InGaAsP量子井層及一 InGaAaP障壁層3亦有 可能使得活性層顯示一種MIS結構。 關於基底，一種能夠使得所欲的材料生長於其上之基 底可被使用。其可被用於本發明之目的的基底包含複化合 物基底’例如一 GaAs基底·一 InP基底、一GaSb基底' — InAs基底、一 PbTe基底、一GaN基底、一 ZnSe基底及一 本紙張尺度適用中囷國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之>£4事項再填寫本頁) 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -53- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*!衣 452645 五、發明說明（51)

ZnS基底，還有SiC基底' 一 4H-SiC基底、一 6H-SiC基 底、一藍寶石基底，一矽基底及一 SOI基底。 其可被用以形成依據本發明之一種半導體雷射的活性 層的技術包含液體相外延（epitaxy )( LPE技術）、分子 光束外延（MBE技術）、金屬有機汽相生長（MOCVD技術 1 MOVPE技術）、原子層外延生長（ALE技術）、金屬有 機分子光束外延（MOMBE技術）及化學光束外延（CBE技 術）。 其可被用於依據本發明之一種雷射裝置之陽極的材料 包含Cr/Au，Ti/,Pt/Au及AuZn/Ti/Pt/Au。其可被用於依據本 發明之一種雷射裝置之陰極的材料包含AuGe/Ni/Au及AuSn / Μ 〇 / A u 3然而，本發明絕非僅限於此。 注意到其電極之配置可被反轉自所示之配置，根據基 底之導電性及活性層之導電性。 同時最好是其一蓋層（接觸層）被形成於包覆層之上 ，且接著電極之材料被配置於蓋層之上以減小包覆層及電 極之接觸電阻。 材料之一典型組合可爲InGaAsP (活性層）/p型InP ( 包覆層）/p型InGaAsP (蓋層）/電極。 再次注意到，雖然陰極在圖形中被配置於基底之下， 但是陰極可替代地被配置於基底之上，根據基底之型式。 爲了保護半導體雷射對抗熱，最好是配置半導體雷射 晶片於一熱射出構件（熱窩（smk))之上。其可用於本發明 之目的之熱窩的材料非限定地包含Cu，Si，SiC，A1N及鑽石 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------------k--------訂---------線 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} -54- A7 452645 ---------B7__ 五、發明說明（52) 。假如需要的話，—種Peltier裝置可被用以控制半導體雷 射之溫度》 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 同時最好是形成一絕緣膜（塗敷膜）於半導體雷射之 每個側表面上（其中發現有光）以使之成爲一總反射表面 且避免其降格。其可用於塗敷膜之材料包含絕緣體，例如 SiCh，SiN，A1:⑴及 Sl3N4以及非晶的矽（〇； -Si )。 同時最好是取代環狀雷射裝置之中空部位以一種電的 高度阻抗材料，如圖29中所示，來達成一種實際的環狀光 學波導。 圖29顯示一種具有此一配置之雷射裝置的槪略橫斷面 圖。 穸考圖29，雷射裝置包括一活性層2801、一基底2802 、一陽極2803、一陰極2804、一上包覆層2806、一下包 覆層2807及一高電阻區域2859，其係由離子植入所產生。 以此配置’則任何電流幾乎無法流經裝置之中央部分以致 只有其環繞地傳播之光束可大部分地獲得一增益。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 雖然圖29中之高電阻區域2859具有淸楚的邊界線，但 實際上，它們係具有一特定寬度。離子植入之操作最好是 被執行以此一方式使得投射之離子的軌跡被主要地發現於 活性層中，如圖3 0中所示。 雖然上包覆層之至少一部分被製成電地高度阻抗的（ 於以上參考圖29之說明中），但是活性層280 1及/或下包 覆層2807亦可被製成電地高度阻抗的，假如中央區域幾乎 無法容許任何電流流經之的話。因此’半導體裝置之中央 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -55 - 452645 A7 __ B7_____ 五、發明說明（53 ) 區域可被製成電地高度阻抗的。 因此，將瞭解到假如活性層2 8 0 1之中央部分被製成電 地高度阻抗的時，則活性層之量被實質地減少以致減少其 驅動裝置所需的驅動電流3 有可能植入離子以此一方式使得它們的投射軌跡被主 要地發現在活性層之深度及其周圍，以致裝置可被製成電 地高度阻抗的主要於此深度處。 雖然陽極2803被配置於半導體雷射之周圍（如圖29中 所示），但是其可替代地被配置於雷射裝置之整個上表面 上。又另一方面，其可被配置於雷射裝置之上表面的部分 中。 每當適當時，一光學導引層及/或一蓋層可被提供。 此處所使用之用詞「電地高度阻抗的」係指一區域， 其被植入以離子且被製成以顯示一特定電阻値介於100 Ω .cm與105Ω ♦ cm之間，最好是介於5χ103Ω cm與 1 X 1 Ο5 Ω · cm之間，雖然這些値可根據活性層之型式而改變 〇 待被植入之離子可爲質子或者硼離子。 亦想達成的是其離子植入之操作被執行以此一方式使 得植入之離子的投射軌跡Rp被主要發現於活性層之中央。 待被施加以加速離子的電壓最好是介於l〇keV與IMeV之間 ’雖然包覆層之材料與厚度以及或活性層上之光學導引層 須被列入考慮。 離子可被植入以一速率介於lxl〇13cm'2與lxlOl5cm_2之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） --------* ;仅--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印則衣 -56- 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 例 範 :452645 五、發明說明（54) 間。 基底可被保持在室溫下於離子植入之操作期間。 無須嚴格地限制離子植入之區域至半導體雷射之中央 區域，且對於某種區域而言是足夠的，只要此種區域中之 離子被植入以被粗略地發現於裝置之中央處，假如較高模 式之截止狀態的需求被滿足時。 待被植入以離子之區域的直徑d亦可被界定以滿足較 高模式之截止狀態的需求。 待被植入以離子之區域可無須爲圓形的，且該區域顯 示一輪廓，其能夠滿足較高模式之截止狀態的需求且只容 許一單一波導模式（單一橫向模式）存在。 亦想達成的是退火雷射裝置以消除（假如部分地）由 離子植入操作所產生的損害。此一退火操作被執行以介於 200 °C與500 t之間的溫度，最好是介於300 °C與400 t之 間。退火操作可被執行於一種含氫的大氣中。 雖然一離子植入操作被描述於上以使得裝置具有一電 地闻度阻ί几區域於其中，但是一電地高度阻抗區域可替代 地藉由選擇性地氧化該區域而被產生。 本發明之較佳實施例被描述於上。應注意到一種依據 本發明之迴轉儀可爲一種儀器，以使得一物體之角速度及 旋轉指向可被檢測，或者一種儀器，以使得一物體之只有 角速度或旋轉指向可被檢測。 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------------t--------訂---------線' (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) -57- 452645 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明說明（55) 圖2 A爲本發明之第一範例的一個槪略圖示’最淸楚地 顯示其特徵面，而圖31爲沿著圖2 A中之線段3 1 - 3 1所取的 槪略橫斷面圖。參考圖2 A於圖3 1，本範例之雷射裝置包括 —種環共振器型半導體雷射1 200 ，此雷射具有其光學波導 之一錐形區域1 204、一陽極33、一電子終端34、一蓋層 35，一包覆層36、一光學導引層37、一活性層38及另一 光學導引層39 ;以及另一環共振器型半導體雷射1201，此 雷射具有其光學波導之一錐形區域1205、一陽極43 ' —電 子終端44、一蓋層45、一包覆層46、一光學導引層47 ' 一活性層48及另一光學導引層49連同一半導體基底54與 一陰極55。參考數字1 2 06代表一反時針傳播之雷射光束， 而參考數字1 207代表一順時針傳播之雷射光束。 首先，用以備製具有上述結構之環共振器型半導體雷 射的方法將被描述。一具有1.3 y m成分之未摻雜的 InGaAsP光學導引層39 ( 0.15 # m厚）、一具有1.55以m 成分之未摻雜的InGaAsP活性層38 ( 0.1// m厚）、另一具 有1.3 # m成分之未摻雜的InGaAsP光學導引層37 ( 0.15 以m厚）'一 p-InP包覆層36 ( m厚）及一具有1.4 以m成分之p-InGaAsP蓋層35 ( 0.3 μ m厚）被製成以生長 於一 n-InP基底54 ( 350y m厚）之上的環共振器型半導體 雷射1 200 ’藉由一種金屬有機汽相生長技術》類似地，一 具有1.3# m成分之未摻雜的inGaAsP光學導引層49 ( 0.15 从m厚）、一具有1‘55 # m成分之未摻雜的inGaAsP活性 層48(0.1/zm厚）、另一具有1.3/zm成分之未摻雜的 本纸張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（2ΐ〇χ 297公S ) ---------------k--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -58- 4 5 2 6 4 5 A? B7 五、發明說明（56) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

InGaAsP光學導引層47 ( 0.15# m厚）、一·ρ-ΙηΡ包覆層46 (2,« m厚）及一具有1.4y m成分之p-InGaAsP蓋層45 ( 0.3 μ m厚）被製成以生長於一n-InP基底54 ( 350 // m厚 )之上的環共振器型半導體雷射1201 ，藉由一種金屬有機 汽相生長技術。 雖然其共同被使用於環共振器型半導體雷射丨200及環 共振搭型半導體雷射1201之半導體層被形成於範例中，但 是此兩種環共振器型半導體雷射所形成的層可被替代地形 成於分離且獨立的程序中。 在晶體生長程序之後，光阻AZ-1350 (其爲Hoechst之 商標名稱）被塗敷於p-InP蓋層之上，藉由一旋塗器以獲得 1 Ai m之膜厚度。在預烘乾晶圓以80 °C達30分鐘之後，其 被暴露至光線以一掩蔽覆蓋之。光學波導顯示5 μ m之寬 度，而它們顯示一最大寬度8 // m及一最小寬度5 v m於錐 形區域1204及1 205中，在發展及淸洗程序之後。錐形區域 被製成以顯示一 90°之角度（如圖6中之α及Θ所界定） 。環繞的光學波導具有600 # m之長度》 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印φιβ 接著，晶圓被引入一反應離子蝕刻系統且被蝕刻以顯 示具有3 /i m深度之中空部位，藉由氯氣體。最後，Cr/Au 被澱積於P-InGaAsP蓋層35及45之上’藉由蒸發，以產生 個別的陽極33及43於該處，而AuGe/Ni/Au被製成以澱積 於η-InP基底上，亦藉由蒸發，以產生一陰極55於該處。 因此，晶圓被退火於一種含氫大氣中以引發一歐姆接觸。 產生於其具有上述結構之環共振器型半導體雷射中的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -59- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^ 5 2 6 4* 5 a： _ B7 五、發明說明（57 ) 光被反射以其表面、或者雷射與空氣之介面’因爲半導體 之折射指數與空氣之折射指數的差異。假如半導體之折射 指數爲3.5，則一總反射發生當介於介面的垂直線與雷射光 束之間的角度等於或大於16.6 3時。因爲其用以接收總反 射之振盪的模式顯示一小於任何其他模式之振盪臨限値（ 由於一減小的鏡損失），所以雷射裝置開始振盪以一低的 注入電流位準。此外，因爲增益集中於此振盪模式中，所 以任何其他模式中之振盪將被抑制。於圖2A中，介於半導 體的介面的垂直線與空氣之間的角度爲45^在半導體雷射 的任何角落，且因而滿足總反射之角度需求。振盪臨限電 流値爲2mA於室溫下，而環共振器型雷射1200之驅動電流 爲3tnA且環共振器型雷射1201之驅動電流爲3.5mA。因此 ，當雷射被保持固定時，雷射光束1 206及雷射光束1207將 顯示相同的振盪波長λ，其等於1.55 e m 。然而，因爲環 共振器型雷射1 200之驅動電流與環共振器型雷射1 20 1之驅 動電流相互不同，所以它們的光學波導顯示稍微相互不同 之個別的有效折射指數。結果，雷射光束1 206之振盪頻率 f係大於雷射光束1 2 0 7之振盪頻率f 4 1 k Η z。當一總反射發 生時’則產生有逐漸消失的光蔓延沿著介面。假如振盪波 長爲1.55 μ m，則逐漸消失的光之穿透深度爲0.0735 a m 。當逐漸消失的光之強度以指數方式減弱（穿透深度爲其 電場幅度減弱至1 /e之處的距離）時，則環共振器型雷射 1200與1201被分離以〇.〇7 v m，其小於穿透深度，雷射光 束1206與雷射光束1 207被有效地耦合。結果，雷射光束 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------- ,^·-------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -60- 137 137 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 45 2645 五、發明說明（58 ) 1 206與雷射光束1 207相互干擾於環共振器型半導體雷射中 。假如一恆定電流源被使用時，則具有個別振幅80m V及 lOOmV與頻率1kHz之信號可被獲得，藉由監視介於電子終 端34與陰極55之間的電壓以及介於電子終端44與陰極55 之間的電壓。換言之，一拍差頻率可被檢測，即使當環共 振器型半導體雷射1 200及1201保持固定時。 假如環共振器型半導體雷射1 200及1 20 1被驅動以順時 針地旋轉以每秒30 °之速率，其約略地相應於一個被搖晃 之相機的震動率或者一個移動中之汽車的震動率，則反時 針傳播之雷射光束1 206的振盪頻率f3被提高88.7Hz，而， 另一方面，順時針傳播之雷射光束1 207的振盪頻率h被減 低8 8.7Hz =然後，拍差頻率可被獲得藉由以下的公式（16 )。 f3 - = 1 kHz + 17 7.4 Hz ... (16) ^ 另一方面，當其中環共振器型半導體雷射1 200及1201 被驅動以反時針地旋轉以每秒3 0 °之速率時，則拍差頻率 可被獲得藉由以下的公式（Π )。 f] - fj = 1 kHz - 17 7.4 Hz ... (17) 因爲拍差頻率之增加或減少的値係正比於旋轉速度， 所以如今有可能檢測不只半導體雷射之旋轉速度還有旋轉 之指向，由於拍差頻率中之增加或減少顯示一種相關於旋 轉指向之一對一的對應。然後，一包括此一雷射裝置之迴 轉儀可被配置於一相機、一透鏡單元、一汽車、一飛機或 者一船中。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210^ 297公釐〉 -----—II---1-".— —-----訂 *--------.1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -61 - 4 B 2 6 4 5 五、發明說明（59) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 雖然終端電壓之改變被觀察藉由驅動雷射裝置以—恆 定電流（於此範例中），但是其流至終端之電流的改變可 被觀察假如迴轉儀被驅動以一恆定電壓的話。另一方面， 放電阻抗之改變可被直接地檢測以一種阻抗計。 然後，一種用以檢測拍差光之光檢測器的使用可被省 略，以致因而由其從光檢測器回來所引發的光學回饋雜訊 可被消除。 雖然半導體雷射被實施藉由使用InGaAsP型材料於以 上範例中，但是這些半導體雷射可被取代以GaAs型、ZnSe 型、InGaN型或者AlGaN型材料。此外，光學波導之外形 可爲六角形' 三角形或圓形而非圖2A中所示之矩形。 環共振器型雷射1200與1201之驅動電流被區別於以上 範例中以區別振盪頻率。然而，這兩個雷射之振盪頻率可 替代地被改變，藉由更改兩個雷射之光學長度（例如光學 波導之長度及寬度或厚度）、雷射之半導體層之成分或材 料。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 現在，另一準備一雷射裝置之方法將被敘述 > 藉由參 考圖43至49。 —具有二層Ah.;Ga〇.，As/GaAs之多量子井結構的活性層 4401被形成於一 n-Ga As基底440_2之上，以一對光學導引層 4422 AlhGat^As夾製活性層，其被接著進一步夾製以一包 覆層4406〔 p-Ah.;Ga〇」As )及另一包覆層4407 ( n-Ala.sGao.sAs )。圖43中之參考數字4415代表由n-GaAs所 製之一緩衝層而4440代表由p-GaAs所製之一蓋層。 本紙張&度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） •62- A7 4 5 2 6 4 5 __B7__ 五、發明說明（6〇) 然後，Cr/Au (或Ti/Pt/Au )被形成於陽極4403之蓋 層4440之上（圖44)。 之後，光阻4460被塗敷於其上且接受一成形操作，如 圖4 5中所示。 然後，陽極4403接受一種乾式蝕刻操作，藉由使用成 形的光阻4460作爲掩蔽（圖46 )。 接著，半導體層藉由乾式蝕刻而被移除（圖47 )且光 阻被移除（圖48 ) » '然後，陽極被退火於一種含氫大氣中以將之轉化爲一 種合金。 在拋光基底（假如需要的話）之後，陰極4404被形成 藉由揮發AuGeNi/Au (圖49 )。 結果環共振器型半導體雷射4400被形成。圖50爲準備 好之雷射裝置的槪略平面圖。 有利的是其圖50中之角度m爲45± 0.01° ’最好是 45 ± 0.001 ° 。此陳述適用於其他角落。此爲需被滿足之條 件以使雷射光束回復至個別的起始點，在完成一完全轉彎 於光學共振器中之後。 可無須贅述的是其m之角度需求應被滿足，假如半導 體環狀雷射被形成以某種其他方法的話。 圖51爲圖50之裝置之角落4490之一放大的槪略圖示 。圖51中由r所表示之表面粗糙度係小於500埃，最好是 小於200埃。然後，朝後的散射可被減至最小以避免鎖入 現象發生。 本紙張尺度適用申國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） • — — — IEJIJI —----------1 ^ *--------1 f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -63- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制拆 452645 A7 B7 五、發明說明（61 ) 圖32爲用以檢測一拍差信號藉由上述雷射裝置之一種 配置的槪略圖示。參考圖32 ，有顯示一光學迴轉儀1 、一 旋轉檯2、一電流源3、一電阻4及一頻率/電壓轉換器電 路（F/V轉換器電路）5。參考數字丨〇代表其指示迴轉儀 之旋轉指向的箭頭。 以上述配置’一電流從電流源3經由串連之電阻4而被 注入光學迴轉儀1。假如光學迴轉儀1被保持固定，則代表 介於兩個雷射光束的振盪頻率之間的差異之一拍差信號可 被獲得爲終端電壓之改變。假如其被安裝於旋轉檯2之上 的光學迴轉儀1被驅動以旋轉，則所得之拍差信號代表光 學迴轉儀之旋轉運動的角速度。 拍差頻率可被轉換爲一電壓値，藉由致使拍差信號通 過頻率/電壓轉換器電路（F/V轉換器電路）5。假如頻率/ 電壓轉換器電路（F/V轉換器電路）5之電壓輸出被致使等 於零當光學迴轉儀1被保持固定（藉由調節補償）時的話 ，則光學迴轉儀之旋轉指向可被檢測，藉由觀察其頻率/電 壓轉換器電路（F/V轉換器電路）5之輸出是否爲正或負。 (範例2 ) 參考顯示範例2之圖2B，參考數字1 202代表具有一錐 形區域1204之一光學波導，而參考數字1 203代表具有一錐 形區域1205之另一光學波導。於圖2B中，參考數字1207 及1208代表個別的雷射光束。 以上述配置，則兩個雷射光束1 207及I 208環繞地傳播 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------1111111--------訂·-------I I (請先閱讀背面之江意事項再填寫本頁) -64- 452645 at _ B7 五、發明說明（62) 以相同的方向。雖然旋轉之指向可被檢測以如先前所述之 方式1但是其有利地改進雷射光束1207與1 208之耦合的效 率以使得傳播通過其被置於彼此接近之光學波導之部分的 雷射光束行進以一相同方向，當兩個雷射光束移動以一相 通指向時。光學波導1 203被形成於光學波導1 202之中，以 利達成本目的。 (範例3 ) 圖2C爲本發明之第二範例之一槪要圖示。參考圖2C ，本範例之雷射裝置包括：一石英管1202 (其包含光學波 導之一錐形區域1 204 、一鏡子1214、一陽極1210、一電 子終端1216及一陰極12 12 )以及一石英管1203 (其包含 光學波導之一錐形區域1 205 、一鏡子1215 、一陽極1211 '一電子終端12Π及一陰極1213)。參考數字1206及 1 207代表個別的雷射光束。 以此配置，因爲每個光學波導被置於相應之雷射光束 的穿透深度中，所以第二雷射光束可被光學地有效耦合至 第一雷射之光學波導。類似地，第一雷射光束可被光學地 有效耦合至第二雷射之光學波導。結果，一大的干擾成分 可被獲得於每個雷射中以提昇電子信號之強度於每個電子 終端。如同此範例中之穿透光被稱爲逐漸消失的光。 於上述雷射裝置中1石英管1 202及1203係被形成藉由 挖空一石英塊以一鑽子。之後，鏡子1214及1215被裝入個 別的石英管1 2 0 2及1 2 0 3。此外，陽極1 2 1 0、電子終端 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -65- 經濟部智慧財產局員工消f合作社印*Jii A7 B7______ 五、發明說明（63 ) 1 2 1 6及陰極Γ2 1 2被裝入石英管1 2 0 2，而陽極1 2 1 1 、電子 終端1217及陰極1213被裝入石英管1 203 。接著，氦氣及 氖氣被引入石英管12 02及1203，且一電壓被施加於每個石 英管的陽極與陰極之間以引起放電並致使電流流動3結果 ，只有反時針的雷射光束1 206振盪於石英管1 202中（藉由 光學波導之錐形區域）而只有順時針之雷射光束1 207振盪 於石英管1 203中。錐形區域被製造以顯示一90°之角度（ 如圖6中之/3所定義）。 假如石英管1 202及1 203被保持固定，則雷射光束1206 及雷射光束1 207將顯示一完全相同的振盪頻率4.73 X 1014 Hz及一完全相同的波長λ 63 2.8 nm。然而，因爲流經石英 管1 202之電流及流經石英管1 203之電流被區別，所以媒介 之Q値被改變以些微地區別兩個雷射光束之振盪頻率。雷 射光束1 206之振盪頻率h大於雷射光束1 207之振盪頻率f2 20MHz。此外，因爲石英管1 202與石英管1 203被配置於附 近，所以雷射光束1 206被耦合至1 207於石英管1 203之中 。同時，雷射光束1 207被耦合至1206於石英管1 202之中 &結果，雷射光束1206與雷射光束丨207相互干擾'於石英管 中。假如一恆定源電流被使用，則一具有振幅1 0 0 m V及頻 率20MHz之信號可被檢測，藉由監視介於電子終端1216與 陰極12 12之間的電壓。同時，一具有振幅80mV及相同頻 率20MHz之信號可被檢測，藉由監視介於電子終端1217與 陰極1 2 1 3之間的電壓。換言之，一拍差電壓可被檢測，即 使當石英管被保持固定時。 本紙張尺度適用_國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------------4..-------訂·-------I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -66- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印： 452645 ΐ 五、發明說明（64) 假如石英管1 202及I 203被驅動以順時針旋轉以一每秒 1 80 °之速率且共振器之每邊爲1 〇cm長，則反時釺傳播之 雷射光束1206的振盪頻率fi被提昇248.3kHz，而另一方面 ，順時針傳播之雷射光束Γ207的振盪頻率被減低248.3 kHz。然後，拍差頻率可由以下公式（I 8 )所獲得》 fi - f2 = 20 MHz + 496.6 kHz ... (18) 另一方面，當其中石英管1 202及1 203被驅動以反時針 旋轉以一每秒1 8 0 °之速率時，則拍差頻率可由以下公式 (19 )所獲得。 f丨-h = 20 MHz - 496.6 kHz ... (19) 因爲拍差頻率之增加或減少的絕對値係正比於旋轉速 度，所以現在有可能檢測出不只是半導體雷射之旋轉速度 還有旋轉之指向，由於拍差頻率之增加或減少顯示一種相 關於旋轉指向之一對一的對應。 雖然於本範例中終端電壓之改變被觀察藉由驅動迴轉 儀以一恆定電流，但是其流至終端之電流的改變亦可被觀 察，假如迴轉儀係被驅動以一恆定電壓時。另一方面，電 量排出之排出阻抗的改變可被直接地檢測，藉由一種阻抗 計= 然後，用以檢測拍差光之光檢測器的使用可被省略以 致於其從光檢測器回來所引發的光學回饋雜訊可被消除。 雖然氦及氖氣被引入石英管於此範例中，但是它們可 被取代以任何可引發雷射振盪之氣體。此外，光學波導之 外形可爲六角形、三角形或圓形而非圖2C中所示之矩形。 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） ------------*k--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -67- 452645 ： 五、發明說明（65) (範例4 ) (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖2 D爲本發明之第二範例的槪略圖示。參考圖2 D ， 此範例之雷射裝置具有光學隔離體1 2 1 8及1 2丨9 = 以所顯示之配置，則旋轉之指向可被檢測，根據如以 上範例3所述之原理。本範例與範例3之差異在於其用以選 擇操作之模式的手段，其中只有一單一雷射光束傳播於相 關的環狀雷射中。更明確地，雖然錐形光學波導被使用於 範例3中，但是於本範例中，光學波導之錐形區域被取代 以個別的光學隔離體。 當同等地偏極化之光束被致使進入一光學隔離體時， 則後者只容許其傳播以一既定方向之光束而阻擋另一傳播 以相反方向之光束。可無須贅述的是其光學隔離體可被取 代以一種光學循環器或者某種其他的光學裝置，只要該裝 置容許一光束只通過一個方向。 (範例5 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖3 A爲本發明之第五個範例的槪略圖示，以更淸楚地 顯示其特徵面，而圖3 3 A及3 3 B爲沿著圖3 A中之線段3 3 A -33A及線段33B-33B所個別取得的槪略橫斷面圖》參考圖 3A及圖33A與33B，本範例之雷射裝置包括一種環共振器 型半導體雷射1 300 ，此雷射具有其光學波導之一錐形區域 1 3 04、一陽極33 ' —蓋層35、一包覆層36、一光學導引 層37、一活性層38及另一光學導引層39 ;以及另一環共 振器型半導體雷射丨301 ，此雷射具有其光學波導之一錐形 本纸張尺度適用中1國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) -68 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印4,,Λ 4 5 2 6 4 5 A7 B7 五、發明說明（66) 區域1305、一陽極43，一電子終端44、一蓋層45、一包 覆層46、一光學導引層47、一活性層48及另一光學導引 層49連同一半導體基底54與一陰極55。參考數字Π06代 表一反時針傳播之雷射光束，而參考數字丨307代表一順時 針傳播之雷射光束。錐形區域被製成以顯示一 90 °之角度 (如圖6中之α及/3所定義）。 首先，用以備製具有上述結構之環共振器型半導體雷 射的方法將被描述。一具有1.3 μ m成分之未摻雜的 InGaAsP光學導引層39 ( 0.15/i m厚）、一具有1.55仁m 成分之未摻雜的InGaAsP活性層38(0.1em厚）、另一具 有i.3 /Z m成分之未摻雜的InGaAsP光學導引層37 ( 0.15 A m厚）' —p-InP包覆層36 ( m厚）及一具有1.4 β m成分之p-InGaAsP蓋層35 ( 0.3" m厚）被製成以生長 於一 n-InP基底54 ( 350/z m厚）之上的環共振器型半導體 雷射Π00 ，藉由一種金屬有機汽相生長技術。類似地，一 具有1.3 /z m成分之未摻雜的InGa As P光學導引層49 ( 0.15 V m厚）、一具有1.55以m成分之未摻雜的InGaAsP活性 層48 (0.1# m厚），另一具有1.3# m成分之未摻雜的 InGaAsP光學導引層47 (0.15# m厚）'一 p-InP包覆層46 (2# m厚）及一具有1.4# m成分之p-InGaAsP蓋層45 ( 0.3 y m厚）被製成以生長於一 η，InP基底54 ( 350 μ m厚 )之上的環共振器型半導體雷射1301 ，藉由一種金屬有機 汽相生長技術。 雖然其共同被使用於環共振器型半導體雷射1300及環 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------I -I! — — —--訂.— It--— (請先閒讀背面之注意事項再填寫本頁) -69- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2645 A7 ________B7__ 五、發明說明（β7) 共振器型半導體雷射Π Ο 1之半導體層被形成於範例中，但 是此兩種環共振器型半導體雷射所形成的層可被替代地形 成於分離且獨立的程序中。 在晶體生長程序之後，光阻ΑΖ-1350 (其爲Hoechst之 商標名稱）被塗敷於p-InGaAsP蓋層之上，藉由一旋塗器以 獲得i V m之膜厚度。在預烘乾晶圓以8 0 r達3 0分鐘之後 ，其被暴露至光線以一掩蔽覆蓋之。光學波導顯示5 // m 之寬度，而它們顯示一最大寬度8# m及一最小寬度5// m 於錐形區域1 304及1 305中，在發展及淸洗程序之後。環繞 的光學波導具有600 # m之長度。 接著，晶圓被引入一反應離子蝕刻系統且被蝕刻以顯 示具有3 μ m深度之中空部位，藉由氯氣體。最後，Cr/Au 被澱積於P-InGaAsP蓋層35及45之上，藉由蒸發，以產生 個別的陽極33及43於該處 > 而AuGe/Ni/Au被製成以澱積 於n-InP基底上，亦藉由蒸發，以產生一陰極55於該處。 之後|晶圓被退火於一種含氫大氣中以引發一歐姆接觸。 第三光學波導Π20被形成以如下所述之方式。 第三光學波導Π20被製成以具有如半導體雷射1300之 相同的層=然後，一電流被注入來使得活性層成透明以致 第三光學波導被使用爲一種被動型光學波導。另一方面， 一電流可額外地被注入第三光學波導以使之操作爲一種放 大器型光學波導。 爲了只實施一光學波導之功能，則第三光學波導可被 製成以具有如半導體雷射1 3 0 0之相同結構，其中只有活性 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） ---------.L·--------訂---------線 _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -70- 4 5 2 6 4 5 A7 B7 五、發明說明（68) 層3 8被移除。假如爲此狀況時，則電流無須被注入第三光 學波導1 320中，因爲其已經爲一種被動型光學波導。 於圖3A中，介於半導體介面的垂直線與空氣之間的角 度爲45 °於半導體雷射之任何角落，且因而滿足總反射之 角度需求。振盪臨限電流値爲2mA於室溫下|而環共振器 型雷射1 300之驅動電流爲3mA且環共振器型雷射1301之驅 動電流爲3.5mA。因此，當雷射被保持固定時，雷射光束 13 06與雷射光束1 307將顯示一相同的振盪波長λ，其等於 1.55 # m。然而，因爲環共振器型雷射13 02之驅動電流與 環共振器型雷射1 303之驅動電流係彼此不同，所以它們的 光學波導顯示其彼此些微不同之個別的有效折射指數。結 果1雷射光束1 306之振盪頻率h係大於雷射光束1 307之振 遺頻率f4 i kHz。 當一總反射發生時，則產生有逐漸消失的光蔓延沿著 介面。假如振盪波長爲1.5 5 m ，則逐漸消失的光之穿透 深度爲0.073 5 // m 。當逐漸消失的光之強度以指數方式減 弱（穿透深度爲其電場幅度減弱至Ι/e之處的距離）時，則 環共振器型雷射ΠΟΟ與1301被分離以0.07 # m，其小於穿 透深度，已通過一光學波導1320之雷射光束1306有效地被 耦合至一環共振器型雷射丨303。結果，雷射光束1306與雷 射光束1 3 07相互干擾於環共振器型半導體雷射中。假如一 恆定電流源被使用時，則具有振幅l〇〇mV與頻率1kHz之信 號可被獲得，藉由監視介於電子終端44與陰極5 5之間的電 壓。換百之’ 一拍差電壓可被檢測’即使s環共振器型半 本紙張尺度適用中®國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^ ----訂---------線 Ϊ _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -71 - ^52645 A7 B7_ 五、發明說明（69 ) 導體雷射1 3 0 0及1 3 0 i保持固定時。 假如環共振器型半導體雷射1 300及1 303被驅動以順時 針地旋轉以每秒3 0 °之速率，其約略地相應於一個被搖晃 之相機的震動率或者一個移動中之汽車的震動率，則反時 針傳播之雷射光束1 3 0 6的振盪頻率h被提高8 8.7 Η z，而， 另一方面，順時針傳播之雷射光束1 307的振盪頻率h被減 低88.7Hz。然後，拍差頻率可被獲得藉由公式（16)。 另一方面，當其中環共振器型半導體雷射Π00及1301 被驅動以反時針地旋轉以每秒30 °之速率時•則拍差頻率 可被獲得藉由公式（17 )。 因爲拍差頻率之增加或減少的絕對値係正比於旋轉速 度，所以如今有可能檢測不只半導體雷射之旋轉速度還有 旋轉之指向，由於拍差頻率之增加或減少顯示一種相關於 旋轉指向之一對一的對應。 於此範例中，環共振器型雷射I 300之振盪波長與環共 振器型雷射1301之振盪波長被相互區別，藉由區別兩個雷 射之驅動電流。然而|兩個雷射之振盪頻率可替代地被區 別，藉由區別兩個雷射之光學長度，例如光學波導之長度 或寬度或者厚度，雷射之半導體層的成分或材料。 圖34爲藉由上述雷射裝置以檢測一拍差信號之配置的 槪略圖示3參考圖34 ，有顯示一光學迴轉儀1 、一旋轉檯 2、一電流源3 ' —電阻4及一頻率/電壓轉換器電路（F/V 轉換器電路）5。 以上述配置’一電流從電流源3經由串連之電阻4而被 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) "-------訂·--------線 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 -72 - Δ 5 2 6 4 5 五、發明說明（7Ό ) 庄入光學迴轉儀1。假如光學迴轉儀丨被保持固定’則代表 介於兩個雷射光束的振盪頻率（振盪波長）之間的差異之 一拍差信號可被獲得爲終端電壓之改變3假如其被安裝於 旋轉檯2之上的光學迴轉儀1被驅動以旋轉，則所得之拍差 信號代表光學迴轉儀之旋轉運動的角速度。 拍差頻率可被轉換爲一電壓値，藉由致使拍差信號通 過頻率/電壓轉換器電路（F/v轉換器電路）5。假如頻率， 電壓轉換器電路（F/V轉換器電路）5之電壓輸出被致使等 於零當光學迴轉儀1被保持固定（藉由調節補償）時的話 ’則迴轉儀之旋轉指向可被檢測，藉由觀察其頻率/電壓轉 換器電路（F/V轉換器電路）5之輸出是否爲正或負。 (範例6 ) 參考顯不範例6之圖3B，參考數字1302代表具有一錐 形區域1304之一光學波導，而參考數字1 3 0 3代表具有一錐 形區域1 305之另一光學波導。於圖3B中，參考數字1306 及1309代表個別的雷射光束。 以上述配置1則兩個雷射光束1 306及1 309環繞地傳播 以相同的方向。雖然旋轉之指向可被檢測以如先前所述之 方式，但是其有利地改進雷射光束1 3 06與1 309之耦合的效 率以使得光學波導1302、1 303及1320被配置以如圖3B中 所顯示之方式。 (範例7 ) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -73- 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 4 5 2 6 4 5 A? _ B7 五、發明說明（71 ) 圖3C顯示本發明之第七範例。參考圖3C ，本範例之 雷射裝置包括：一石英管13(]2 (其包含光學波導之—錐形 區域1 304 ' —鏡子1 3 1 4 ' —陽極1 3 1 0及一陰極1 3 1 2 )以 及一石英管1303 (其包含光學波導之一錐形區域1 305、一 鏡子Π 1 5、一陽極1 3 U 、一電子終端1 3 1 7及一陰極1 3 1 3 )3參考數字Π06及丨307代表個別的雷射光束，而參考數 字1320代表又另一光學波導。錐形區域被製成以顯示一 90°之角度（如圖6中之α及/3所界定）如其他範例中， 雖然角度並不限定於90 ° ’假如一拍差信號被適當地獲得 當迴轉儀被保持固定時的話。 於上述雷射裝置中，石英管1302與1303以及光學波導 1 3 20係被形成藉由挖空一石英塊以一鑽子。之後，鏡子 1314及1315被裝入個別的石英管1302及1303。此外，陽 極1310及陰極Π12被裝入石英管13 02，而陽極1311、電 子終端1317及陰極13 13被裝入石英管1303。接著，氦氣 及氖氣被引入石英管1 302 ’且一電壓被施加於每個石英管 的陽極與陰極之間以引起放電並致使電流流動》結果，只 有反時針的雷射光束13(36振盪於石英管1 302中而只有順時 針之雷射光束1 307振盪於石英管丨3 0 3中。 假如石英管130_2及1303被保持固定，則雷射光束1306 及雷射光束丨3 07將顯示一完全相同的振盪頻率4.7 3 X i 014 Hz及一完全相同的波長λ 632.8nm 。然而’因爲流經石英 管1 302之電流及流經石英管1 303之電流被區別’所以媒介 之Q値被改變以些微地區別兩個雷"射光束之振盪頻率°雷 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公爱） --------------Λ.,·-------訂·-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -74 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制取 五、發明說明（72) 射光束1306之振盪頻率f:大於雷射光束13(37之振盪頻率h 2 0MHz。 此外’因爲石英管1 302與光學波導1 320被配置於附近 ，所以雷射光束1 306被耦合與光學波導1 320。同時，因爲 石英管1 3 0 3與光學波導1 3 2 0被配置於附近，所以傳播通過 光學波導Π20之雷射光束被耦合與石英管1 303。結果，雷 射光束1306與雷射光束1307相互干擾於石英管1303中。 假如一恆定源電流被使用，則一具有振幅80mV及頻率 20MHz之信號可被獲得，藉由監視介於電子終端1317與陰 極1 3 1 3之間的電壓=換言之，一拍差電壓可被檢測，即使 當石英管1302及1303被保持固定時。 假如石英管Π02及Π03被驅動以順時針旋轉以一每秒 180 °之速率且共振器之每邊爲10cm長，則反時針傳播之 雷射光束1306的振盪頻率fi被提昇248.3kHz，而另一方面 ，順時針傳播之雷射光束1 307的振盪頻率f2被減低248.3 kHz。然後，拍差頻率可由公式（1 8 )所獲得。 另一方面，當其中石英管1 302及1 303被驅動以反時針 旋轉以一每秒1 8 0 °之速率時，則拍差頻率可由公式（1 9 )所獲得a 因爲拍差頻率之增加或減少的絕對値係正比於旋轉速 度，所以現在有可能檢測出不只是半導體雷射之旋轉速度 還有旋轉之指向，由於拍差頻率之增加或減少顯示一種相 關於旋轉指向之一對一的對應。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規铬（210 X 297公釐） ---------------"--------訂---------線 、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -75- '452645 五、發明說明（73) (範例8 ) 圖3D槪略地顯示本範例。於圖3D中，參考數字1 3 1 8 及Π 1 9代表個別的光學隔離體。 此配置可被使用以檢測旋轉之指向，根據如以上範例7 所述之原理。本範例與範例7之差異在於其用以選擇只以 —方向傳播一雷射光束於一環雷射中之模式的手段°更明 確地，雖然錐形光學波導被使用於範例7中，但是光學隔 離體被使用於本範例中。 當同等地偏極化之光束被致使進入一光學隔離體時， 則後者只容許其傳播以一既定方向之光束而阻擋另一傳播 以相反方向之光束。雖然傳播以相反方向之光束被同等地 偏極化以一種普通環雷射，但是環雷射可被製成以容許只 有傳播以一既定方向之光束存在|藉由插入一光學隔離體 。可無須贅述的是其光學隔離體可被取代以一種光學循環 器或者某種其他的光學裝置，只要該裝置容許一光束只通 過一個方向。 (範例9 ) 圖4A爲本發明之第九個範例的槪略圖示，而圖35A及 35B爲沿著圖4A中之線段35A-35A及線段35B-35B所個別 取得的槪略橫斷面圖。參考圖4 A及圖3 5 A與3 5 B，本範例 之雷射裝置包括一種環共振器型半導體雷射1402 ，此雷射 具有其光學波導之一錐形區域1404、一陽極33、一蓋層35 、一包覆層36、一光學導引層37、一活性層38及另一光 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意^項再填寫本頁) i L·.--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -76 - A 2 6 4· 5___ b7 五、發明說明（74 ) 學導引層39 :以及另一環共振器型半導體雷射1 403，此雷 射具有其光學波導之一錐形區域1405、一陽極43、一電子 終知44、一盖層45、一包覆層46、一光學導引層47、一' 活性層48及另一光學導引層49連同一半導體基底54、一 陰極5 5及又另一光學波導14 20。參考數字1 406代表一反 時針傳播之雷射光束，而參考數字1 407代表一順時針傳播 之雷射光束。 首先，用以備製具有上述結構之環共振器型半導體雷 射的方法將被描述。一具有1.3 # m成分之未摻雜的 InGaAsP 光學導引層 39 ( 0.15 β m 厚）、一具有 1.55# m 成分之未摻雜的InGaAsP活性層38 ( 0.1 # m厚）、另一具 有1.3 // m成分之未摻雜的InGaAsP光學導引層37 ( 0.15 ,a m厚）、一 p-InP包覆層36 ( 2/z m厚）及一具有1.4 β m成分之p-InGaAsP蓋層35 ( 0.3// m厚）被製成以生長 於一 n-InP基底54 ( 350# m厚）之上的環共振器型半導體 雷射1 4 0 2 ，藉由一種金屬有機汽相生長技術。類似地，一 具有1.3v m成分之未摻雜的InGaAsP光學導引層49 ( 0.15 y m厚）、一具有1.5 5 v m成分之未摻雜的InGaAsP活性 層48 ( 0.1# m厚）、另一具有1.3e m成分之未摻雜的 InGaAsP光學導引層47 ( 0.15 // m厚）、一 p-InP包覆層46 (2" m厚）及一具有丨m成分之p-InGaAsP蓋層45 ( 0.3 β m厚）被製成以生長於一n-InP基底54 ( 350 y m厚 )之上的環共振器型半導體雷射1 403 ，藉由一種金屬有機 汽相生長技術。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I --------訂·--------I - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -77- A7 B7 4 5 2645 五、發明說明（75) 雖然其共同被使用於環共振器型半導體雷射1 402及環 共振器型半導體雷射1 403之半導體層被形成於範例中，但 是此兩種環共振器型半導體雷射所形成的層可被替代地形 成於分離且獨立的程序中。在晶體生長程序之後，光阻AZ-1 350 (其爲Hoechst之商標名稱）被塗敷於p-InGaAsP蓋層 之上，藉由~旋塗器以獲得1 # m之膜厚度。在預烘乾晶 圓以80 °C達30分鐘之後，其被暴露至光線以一掩蔽覆蓋之 。光學波導顯示m之寬度，而它們顯示一最大寬度8 /i m及一最小寬度5 # m於錐形區域1404及1405中，在發 展及淸洗程序之後。環繞的光學波導具有600 m之長度 5接著，晶圓被引入一反應離子蝕刻系統且被蝕刻以顯示 具有3 μ m深度之中空部位，藉由氯氣體。最後> Cr/Au被 澱積於p-InGaAsP蓋層35及45之上，藉由蒸發，以產生個 別的陽極33及43於該處，而AuGe/Ni/Au被製成以澱積於 n-inP基底上，亦藉由蒸·發，以產生一陰極55於該處。之後 ，晶圓被退火於一種含氫大氣中以引發一歐姆接觸。 產生於其具有上述結構之環共振器型半導體雷射中的 光被反射以其表面、或者雷射與空氣之介靣，因爲半導體 之折射指數與空氣之折射指數的差異。假如半導體之折射 指數爲3.5，則一總反射發生當介於介面的垂直線與雷射光 束之間的角度等於或大於16.6 ·時。因爲其用以接收總反射 之振盪的模式顯示一小於任何其他模式之振盪臨限値（由 於一減小的鏡損.失），所以雷射裝置開始振盪以一低的注 入電流位準。此外’因爲增益集中於此振盪模式中，所以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） ---------------1---------訂---------線 I {諝先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -78- 452645 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明說明（76) 任何其他模式中之振盪將被抑制=於圖4A中，介於半導體 的介面的垂直線與空氣之間的角度爲4 5 ° ，且因而滿足總 反射之角度需求。振盪臨限電流値爲2 m A於室溫下，而環 共振器型雷射1402之驅動電流爲3mA且環共振器型雷射 1 403之驅動電流爲3.5mA。因此，當雷射被保持固定時， 雷射光束1 406及雷射光束1 407將顯示相同的振盪波長λ， 其等於1.55 g m。然而，因爲環共振器型雷射1402之驅動 電流與環共振器型雷射1 4 0 3之驅動電流相互不同1所以它 們的光學波導顯示稍微相互不同之個別的有效折射指數。 結果，雷射光束1406之振盪頻率匕係大於雷射光束1407之 振擾頻率f 4 i k Η 2。 因爲環共振器型雷射1 402與環共振器型雷射1 403被連 接藉由光學波導1 430，所以雷射光束Μ06與雷射光束1407 被有效地耦合。結果，雷射光束1406與雷射光束1 407相互 干擾於環共振器型半導體雷射中。假如一恆定電流源被使 用時，則具有個別振幅1 〇〇mV及頻率1 kHz之信號可被獲得 ，藉由監視介於電子終端44與陰極5 5之間的電壓。換言之 ，一拍差頻率可被檢測，即使當環共振器型半導體雷射 1 402及1 403保持固定時。 假如環共振器型半導體雷射1 402及1 403被驅動以順時 針地旋轉以每秒3 0 °之速率’其約略地相應於一個被搖晃 之相機的震動率或者一個移動中之汽車的震動率’則反時 針傳播之雷射光束丨406的振盪頻率L被提高88.7 Hz，而， 另一方面，順時針傳播之雷射光束1 4 0 7的振盪頻率h被減 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------------k --------訂 *--------I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -79- 4 5 2 645_ B7 五、發明說明（77) 低8 8.7Hz。然後，拍差頻率可被獲得藉由公式（16 )。 另一方面，當其中環共振器型半導體雷射1402及1403 被驅動以反時針地旋轉以每秒3 0 °之速率時，則拍差頻率 可被獲得藉由公式（17 )。 因爲拍差頻率之增加或減少的絕對値係正比於旋轉速 度，所以如今有可能檢測不只半導體雷射之旋轉速度還有 旋轉之指向，由於拍差頻率之增加或減少顯示一種相關於 旋轉指向之一對一的對應。 於此範例中，環共振器型雷射1402之振盪波長與環共 振器型雷射1 4 0 3之振Μ波長被相互區別’藉由區別兩個雷 射之驅動電流。然而，兩個雷射之振盪頻率可替代地被改 變，藉由改變兩個雷射之光學長度，例如光學波導之長度 或寬度或者厚度，雷射之半導體層的成分或材料。 圖36爲藉由上述雷射裝置以檢測一拍差信號之配置的 槪略圖示3參考圖36 ’有顯示一光學迴轉儀1 、一旋轉檯 2、一電流源3、一電阻4及一頻率/電壓轉換器電路（F/V 轉換器電路）5。 以上述配置，一電流從電流源3經由串連之電阻4而被 注入光學迴轉儀1 =假如光學迴轉儀1被保持固定，則代表 介於兩個雷射光束的振盪頻率（振盪波長）之間的差異之 一拍差信號可被獲得爲終端電壓之改變。假如其被安裝於 旋轉檯2之上的光學迴轉儀1被驅動以旋轉，則所得之拍差 信號代表光學迴轉儀之旋轉運動的角速度。 拍差頻率可被轉換爲一電壓値 > 藉由致使拍差信號通 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背®之注意事項再填寫本頁) --------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 452645 五、發明說明（78) 過頻率/電壓轉換器電路（F/V轉換器電路）5。假如頻率/ 電壓轉換器電路（F/V轉換器電路）5之電壓輸出被致使等 於零當光學迴轉儀1被保持固定（藉由調節補償）時的話 ，則迴轉儀之旋轉指向可被檢測，藉由觀察其頻率/電壓轉 換器電路（F/V轉換器電路）5之輸出是否爲正或負。 (範例1 0 ) 參考顯示範例10之圖4B，參考數字1402代表具有一 錐形區域1 404之一光學波導，而參考數字1 403代表具有一 錐形區域1 405之另一光學波導。於圖4B中，參考數字1406 及1 409代表個別的雷射光束。 以上述配置，則兩個雷射光束1 406及丨409環繞地傳潘 以相同的方向。雖然旋轉之指向可被檢測以如先前所述之 方式，但是其有利地改進雷射光束1 406與1409之耦合的效 率以使得光學波導1402、1403及1 420被配置以如圖4B中 所顯示之方式。 (範例1 1 ) 圖4 C顯示本發明之第十--範例=參考圖4C ，本範例 之雷射裝置包括：一石英管14Q2 (其包含光學波導之一錐 形區域1404、一鏡子1414、一陽極1410及一陰極1412 ) 以及一石英管140 3 (其包含光學波導之一錐形區域1 405、 一鏡子1415、一陽極1411、一電子終端1417與一陰極141 3及又另一光學波導1420 )。參考數字1406及1407代表個 本紙張尺度適用_國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^----------------訂.--------.1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -81 - ! 452645 Λ7 ____B7_ 五、發明說明（79) 別的雷射光束。 於上述雷射裝置中，石英管1402與1 403以及光學波導 1 420係被形成藉由挖空一石英塊以一鑽子。之後，鏡子 1414及1415被裝入個別的石英管1402及1 403。此外，陽 極1 4 1 0、陰極1 4 1 2、陽極1 4 1 1、電子終端1 4 1 7及陰極 1413被裝入石英管1402及1 403。接著，氦氣及氖氣被引入 石英管1402 1且一電壓被施加於每個石英管的陽極與陰極 之間以引起放電並致使電流流動。結果，只有反時針的雷 射光束1406振盪於石英管1 402中而只有順時針之雷射光束 1 407振盪於石英管1 403中。 假如石英管1402及1 403被保持固定，則雷射光束1406 及雷射光束1 407將顯示一完全相同的振盪頻率4.73 X 10M Hz及一完全相同的波長A 632.8nm 。然而，因爲流經石英 管1402之電流及流經石英管1403之電流被區別，所以媒介 之Q値被改變以些微地區別兩個雷射光束之振盪頻率。雷 射光束1406之振盪頻率ft大於雷射光束1 407之振盪頻率h 20MHz。此外，因爲石英管1402與石英管1403被連接經由 光學波導1 420 1所以雷射光束M06被耦合至1407於石英 管1403之中。同時，雷射光束1407被耦合與1406於石英 管1402之中。結果，雷射光束與雷射光束i407相互 干擾於每個石英管中。假如一恆定電流源被使用，則一具 有振幅80mV及頻率20MHz之信號可被獲得，藉由監視介於 電子終端1 4 1 7與陰極1 4 I 3之間的電壓。換言之，一拍差電 壓可被檢測，即使當石英管被保持固定時。 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） L --------訂---------線 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -82- CV LT 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 645_ 五、發明說明（8〇) 假如石英管1 402及1 403被驅動以順時針旋轉以一.每秒 1 80 °之速率且共振器之每邊爲1 Ocm長，則反時針傳播之 雷射光束1 406的振盪頻率ft被提昇2 4 8.3 kHz，而另一方面 ，順時針傳播之雷射光束1407的振盪頻率f:被減低248.3 kHz。然後，拍差頻率可由公式（18 )所獲得。 另一方面’當其中石英管1402及1403被驅動以反時針 旋轉以一每秒180 °之速率時，則拍差頻率可由公式（19 )所獲得。 因爲拍差頻率之增加或減少的絕對値係正比於旋轉速 度，所以現在有可能檢測出不只是半導體雷射之旋轉速度 還有旋轉之指向，由於拍差頻率之增加或減少顯示一種相 關於旋轉指向之一對一的對應。 雖然於本範例中終端電壓之改變被觀察藉由驅動迴轉 儀以一恆定電流，但是其流至終端之電流的改變亦可被觀 察’假如迴轉儀係被驅動以一恆定電壓時。另一方面，電 量排出之排出阻抗的改變可被直接地檢測，藉由一種阻抗 計。 (範例1 _2 ) 圖4D槪略地顯示本範例。於圖4D中，參考數字1418 及1 4 1 9代表個別的光學隔離體》 此配置可被使用以檢測旋轉之指向，根據如以上範例 1 i所述之原理3本範例與範例1 1之差異在於其用以選擇只 以一方向傳播一雷射光束於一環雷射中之模式的手段。更 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公爱） -k--------訂---------線 i (請先閉讀背面之注意事項再填寫本頁) -83- 5 Λα A7 ΖΒΛ3_-__纪- 五、發明說明（81) 明確地，雖然錐形光學波導被使用於範例〖丨中’但是光學 隔離體被使用於本範例中。 當同等地偏極化之光束被致使進入一光學隔離體時， 則後者只容許其傳播以一既定方向之光束而阻擋另一傳播 以相反方向之光束。雖然傳播以相反方向之光束被同等地 偏極化以一種普通環雷射，但是環雷射可被製成以容許只 有傳播以一既定方向之光束存在，藉由插入一光學隔離體 =可無須贅述的是其光學隔離體可被取代以一種光學循環 器或者某種其他的光學裝置，只要該裝置容許一光束只通 過一個方向。 (範例1 3 ) 圖5A爲本發明之第十二個範例的槪略圖示，而圖37爲 沿著圖5A中之線段37-37所取得的槪略橫斷面圖。參考圖 5A及圖37，本範例之雷射裝置包括一種環共振器型半導體 雷射1502，此雷射具有其光學波導之一錐形區域1 504、一 陽極33、一電子終端34 蓋層35、一包覆層36 ' —光 學導引層37、一活性層38及另一光學導引層39 ;以及另 —環共振器型半導體雷射1 5 03 ，此雷射具有其光學波導之 一錐形區域丨505 ' —陽極43、一電子終端44、一蓋層45 、一包覆層46、一光學導引層47 ' —活性層48及另一光 學導引層49連同一半導體基底54、一陰極55。參考數字 1 506代表一反時針傳播之雷射光k，而參考數字1 507代表 一順時針傳播之雷射光束= 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210^ 297公釐） -----------------------訂---------Ϊ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -84- • 4526^5 五、發明說明（82) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 首先，用以備製具有上述結構之環共振器型半導體雷 射的方法將被描述。一具有m成分之未摻雜的 InGaAsP 光學導引層 39 ( 〇. 15 a m 厚）、一具有 1 .55 # m 成分之未摻雜的InGaAsP活住層38 ( 0.1 μ m厚）、另一具 有1.3 β m成分之未摻雜的inGaAsP光學導引層37 ( 0.15 仁m厚）、一p-InP包覆層36 ( 2 a m厚）及一具有1.4 β m成分之p-InGaA.sP蓋層35 ( 0.3/z m厚）被製成以生長 於一 n-InP基底54 ( 350 μ m厚）之上的環共振器型半導體 雷射1 5 0 2 ，藉由一種金屬有機汽相生長技術。類似地，一 具有1.3 e m成分之未摻雜的InGaAsP光學導引層49 ( 0.15 # m厚）、一具有1.55 // m成分之未摻雜的InGaAsP活性 層48〔 O.ly m厚）、另一具有1.3# m成分之未摻雜的 InGaAsP光學導引層47 ( 0.15/z m厚）、一p-InP包覆層46 (2以m厚）及一具有1.4/2 m成分之p-InGaAsP蓋層45 ( 〇.3e m厚）被製成以生長於一 n-InP基底54 ( 350// m厚 )之上的環共振器型半導體雷射1 5 03 ，藉由一種金屬有機 汽相生長技術。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 雖然其共同被使用於環共振器型半導體雷射1 502及環 共振器型半導體雷射1 5 03之半導體層被形成於範例中，但 是此兩種環共振器型半導體雷射所形成的層可被替代地形 成於分離且獨立的程序中。在晶體生長程序之後，光阻AZ-1350 (其爲Hoechst之商標名稱）被塗敷於p-InGaAsP蓋層 之上，藉由一旋塗器以獲得1 μ m之膜厚度。在預烘乾晶 圓以80 °C達30分鐘之後，其被暴露至光線以一掩蔽覆蓋之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規烙（210 X 297公釐） -85 - 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 2 6 45 Λ7 __________Β7_____ 五、發明說明（83 ) 。光學波導顯示5 /i m之寬度，而它們顯示一最大寬度8 # m及一最小寬度5 // m於錐形區域1 504及1 505中，在發 展及淸洗程序之後。環繞的光學波導具有600 v m之長度 。接著’晶圓被引入一反應離子蝕刻系統且被蝕刻以顯示 具有3 v m深度之中空部位，藉由氯氣體。最後，Cr/Au被 澱積於p-InGaAsP蓋層35及45之上，藉由蒸發，以產生個 別的陽極33及43於該處，而AuGe/Ni/Au被製成以源積於 n-InP基底上，亦藉由蒸發，以產生一陰極55於該處。之後 ，晶圓被退火於一種含氫大氣中以引發一歐姆接觸。 產生於其具有上述結構之環共振器型半導體雷射中的 光被反射以其表面、或者雷射與空氣之介面，因爲半導體 之折射指數與空氣之折射指數的差異。假如半導體之折射 指數爲3.5，則一總反射發生當介於介面的垂直線與雷射光 束之間的角度等於或大於1 6.6 '時。因爲其用以接收總反射 之振盪的模式顯示一小於任何其他模式之振盪臨限値（由 於一減小的鏡損失），所以雷射裝置開始振盪以一低的注 入電流位準。此外，因爲增益集中於此振盪模式中，所以 任何其他模式中之振盪將被抑制。於圖5A中，介於半導體 的介面的垂直線與空氣之間的角度爲45 ώ ，且因而滿足總 反射之角度需求a振盪臨限電流値爲2 m Α於室溫下，而環 共振器型雷射1 5 02之驅動電流爲3 m A且環共振器型雷射 1 503之驅動電流爲3.5mA。因此，當雷射被保持固定時， 雷射光束1 506及雷射光束1 507將顯示相同的振盪波長λ ’ 其等於1.55 # m。然而，因爲環共振器型雷射1502之驅動 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公复〉 [ I-----------L_-----I I ^--------i 1 f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -86- ^ 4 5 2 6 4 5 at B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（84) 電流與環共振器型雷射1 503之驅動電流相互不同，所以它 們的光學波導顯示稍微相互不同之個別的有效折射指數。 結果，雷射光束15 06之振盪頻率f;係大於雷射光束1 507之 振盪頻率UHz。 因爲環共振器型雷射1502與環共振器型雷射1503共有 它們的光學波導之部分，所以雷射光束1506與雷射光束 1 507被有效地耦合。結果，雷射光束1 506與雷射光束I 507 相互干擾於環共振器型半導體雷射中。假如一恆定電流源 被使用時，則具有振幅80m V及頻率1 kHz之信號可被獲得 藉由監視介於電子終端34與陰極55之間的電壓，而具有振 幅100mV及頻率1kHz之信號可被獲得藉由監視介於電子終 端44與陰極55之間的電壓。換言之，一拍差頻率可被檢測 ，即使當環共振器型半導體雷射1 502及1503保持固定時。 假如環共振器型半導體雷射1 502及1 503被驅動以順時 針地旋轉以每秒3 0 °之速率，其約略地相應於一個被搖晃 之相機的震動率或者一個移動中之汽車的震動率，則反時 針傳播之雷射光束15Q6的振盪頻率f;被提高88.7Hz，而， 另一方面，順時針傳播之雷射光束1 507的振盪頻率f4被減 低88.7Hz。然後，拍差頻率可被獲得藉由公式（16 )= 另一方面，當其中環共振器型半導體雷射15〇_2及1503 被驅動以反時針地旋轉以每秒30 3之速率時，則拍差頻率 可被獲得藉由公式（17 )。 因爲拍差頻率之增加或減少的絕對値係正比於旋轉速 度，所以如今有可能檢測不只半導體雷射之旋轉速度還有 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

II----1----—II I I I 一-D-· --------線 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -87- 5 4- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2645 Λ7 ___Β7____ 五、發明說明（85 ) 旋轉之指向，由於拍差頻率之增加或減少顯示一種相關於 旋轉指向之一對一的對應。 於此範例中，環共振器型雷射1 5 02之振盪波長與環共 振器型雷射1 5 0 3之振盪波長被相互區別，藉由區別兩個雷 射之驅動電流。然而，兩個雷射之振盪頻率可替代地被改 變，藉由改變兩個雷射之光學長度，例如光學波導之長度 或寬度或者厚度，雷射之半導體層的成分或材料。 圖3 8爲藉由上述雷射裝置以檢測一拍差信號之配置的 槪略圖示。參考圖38 ，有顯示一光學迴轉儀1 ，一旋轉檯 2、一電流源3、一電阻4及一頻率/電壓轉換器電路（f/v 轉換器電路）5。 以上述配置，一電流從電流源3經由串連之電阻4而被 注入光學迴轉儀1。假如光學迴轉儀1被保持固定，則代表 介於兩個雷射光束的振盪頻率（振盪波長）之間的差異之 一拍差信號可被獲得爲終端電壓之改變。假如其被安裝於 旋轉檯2之上的光學迴轉儀1被驅動以旋轉，則所得之拍差 信號代表光學迴轉儀之旋轉運動的角速度。 拍差頻率可被轉換爲一電壓値，藉由致使拍差信號通 過頻率/電壓轉換器電路（F/V轉換器電路）5。假如頻率/ 電壓轉換器電路（F/V轉換器電路）5之電壓輸出被致使等 於零當光學迴轉儀1被保持固定（藉由調節補償）時的話 ’則迴轉儀之旋轉指向可被檢測，藉由觀察其頻率/電壓轉 換器電路（F/V轉換器電路）5之輸出是否爲正或負。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) -----------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -88- 4 5 2 645 at --- Β7 五、發明說明（86) (範例1 4 ) 參考顯示範例I 4之圖5 B，參考數字1 5 〇 2代表具有一 錐形區域1504之一光學波導’而參考數字1503代表具有一 錐形區域1505之另一光學波導。於圖4B中，參考數字1506 及1509代表個別的雷射光束。 以上述配置，則兩個雷射光束1 506及1 509環繞地傳播 以相同的方向。以此配置’旋轉之指向可被檢測以如範例 1 3中所述之方式。 (範例1 5 )

圖5C爲本發明之第Η--'範例的槪略圖示。參考圖5C ，本範例之雷射裝置包括：一石英管1 5 0 +2 (其包含光學波 導之一錐形區域1504、--鏡子1514 ' —陽極1510 ' —電 子終端1516及一陰極1512 )以及一石英管1503 (其包含 光學波導之一錐形區域1505 、一鏡子1515 、一陽極1511 、一電子終端1517及一陰極1513 )。參考數字1506及 1 508代表個別的雷射光束。 於上述雷射裝置中，石英管1502與1503係被形成藉由 控空一石英塊以一鑽子ΰ之後，鏡子1514及1515被裝入個 別的石英管1502及1 503。此外，陽極1510、電子終端 1516及陰極1512被裝入石英管1502 ，而陽極151 1 、電子 終端1517及陰極1513被裝入石英管1503 。接著，氦氣及 氖氣被引入石英管1502及1 503，且一電壓被施加於每個石 英管的陽極與陰極之間以引起放電並致使電流流動。由於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 1 --------訂·---- 線 經濟部智慧財產局昊工消費合作社印製 -89- A7 A7 452645 B7_________ 五、發明說明（87 ) 光學波導之錐形區域1 5 0 4及1 5 0 5的存在，所以只有反時針 之雷射光束1 506振盪於石英管1 502中，而只有順時針之雷 射光束1508振盪於石英管1 503中。 假如石英管1 502及1503被保持固定，則雷射光束1506 及雷射光束1508將顯示一完全相同的振盪頻率4.73 x 10 Hz及一完全相同的波長人63 2.8nm。然而，因爲流經石英 管1 502之電流及流經石英管1 503之電流被區別，所以媒介 之Q値被改變以些微地區別兩個雷射光束之振盪頻率°雷 射光束1506之振盪頻率f:大於雷射光束1508之振盪頻率f2 20MHz。此外，因爲石英管1502與石英管1 503共有它們的 光學波導之部分，所以雷射光束1506被耦合與1 507於石英 管1 5 0 3之中。同時，雷射光束1508被耦合與1 506於石英 管1502之中。結果，雷射光束1506與雷射光束1 508相互 干擾於每個石英管中。假如一恆定電流源被使用，則一具 有振幅80mV及頻率20MHz之信號可被獲得藉由監視介於電 于終命1 5 1 6與陰極1 5 1 2之間的電壓，而一具有振幅1 0 0 m V 及頻率20MHz之信號可被獲得藉由監視介於電子終端1 5 1 7 與陰極1 5〖3之間的電壓。換言之，一拍差電壓可被檢測， 即使當石英管被保持固定時。 假如石英管1 502及1 503被驅動以順時針旋轉以一每秒 1 8 0 °之速率且共振器之每邊爲1 〇 c m長，則反時針傳播之 雷射光束1506的振盪頻率fi被提昇248.3k;Hz，而另一方面 ，順時針傳播之雷射光束1 508的振盪頻率f2被減低248 3kH z。然後，拍差頻率可由公式（18 )所獲得。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------------------訂·--------線 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印利农 -90- 452645 五、發明說明（88) 另一方面，當其中石英管1502及1503被驅動以反時針 旋轉以一每秒1 8 0 °之速率時，則拍差頻率可由公式〔1 9 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) )所獲得。 因爲拍差頻率之增加或減少的絕對値係正比於旋轉速 度，所以現在有可能檢測出不只是半導體雷射之旋轉速度 還有旋轉之指向，由於拍差頻率之增加或減少顯示一種相 關於旋轉指向之一對一的對應。 雖然氦氣及氖氣被引入石英管於此範例中，但是它們 可被取代以任何可引發雷射振盪之氣體。此外，光學波導 之外形可爲六角形、三角形或圓形而非圖5 C中所示之矩形 〇 (範例1 6 ) 圖5 D槪略地顯示本範例。於圖5D中，參考數字1 5 1 8 及1 5 1 9代表個別的光學隔離體。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此配置可被使用以檢測旋轉之指向，根據如以上範例 1 5所述之原理。本範例與範例1 5之差異在於其用以選擇只 以一方向傳播一雷射光束於一環雷射中之模式的手段。更 明確地，雖然錐形光學波導被使用於範例1 5中，但是光學 隔離體被使用於本範例中。 當同等地偏極化之光束被致使進入一光學隔離體時， 則後者只容許其傳播以一既定方向之光束而阻擋另一傳播 以相反方向之光束。雖然傳播以相反方向之光束被同等地 偏極化以一種普通環雷射，但是環雷射可被製成以容許只 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -91 - ^.5264-5 五、發明說明（89) 有傳播以一既定方向之光束存在，藉由插入一光學隔離體 。可無須贅述的是其光學隔離體可被取代以一種光學循環 器或者某種其他的光學裝置，只要該裝置容許一光束只通 過一個方向。 (範例1 7 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制权 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖7 A爲本發明之第十七個範例的槪略圖示，而圖7 G 爲沿著圖7A中之線段7G-7G所取得的槪略橫斷面圖。參考 圖7A及圖7G ，本範例之雷射裝置包括一種環共振器型半 導體雷射1200，此雷射具有其光學波導之一錐形區域1204 、一陽極33、一蓋層35、一包覆層36 ' —光學導引層37 、一活性層3 8及另一光學導引層39 ;以及另一環共振器型 半導體雷射1 20 1，此雷射具有其光學波導之一錐形區域 1 205、一陽極43、一蓋層45、一包覆層46、一光學導引 層47、一活性層48及另一光學導引層49連同一光檢測器 1230、一半導體基底54及一陰極55。參考數字1 206代表 --反時針傳播之雷射光束且參考數字1 256代表射出自環共 振器型半導體雷射1200之雷射光束，而參考數字1207代表 一順時針傳播之雷射光束且參考數字1 257代表射出自環共 振器型半導體雷射1 20 1之雷射光束。"* 半導體雷射1 200及1201被備製如同範例1。 振盪臨限電流値爲2mA於室溫下，而環共振器型雷射 1200之驅動電流爲3mA且環共振益型雷射1201之驅動電流 爲3.5mA。因此，當雷射被保持固定時，雷射光束1206及 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t ) -92- B7 45^6A5_ 五、發明說明（9〇) 雷射光束1 2 Ο 7將顯示相同的振盪波長λ，其等於1. 5 5 # m 。然而’因爲環共振器型雷射丨2〇〇之驅動電流與環共振器 型雷射1 20 1之驅動電流相互不同，所以它們的光學波導顯 示稍微相互不同之個別的有效折射指數。結果，雷射光束 1 206之振盪頻率f;係大於雷射光束丨207之振盪頻率h UHz 。當雷射光束1 256與雷射光束1257被同時由光檢測器1230 所接收時，雷射光束1 206與雷射光束1 207相互干擾於光檢 測器1230中。結果，一具有振幅80mV及頻率1kHz之信號 可被獲得於光檢測器1 2 3 0之電子終端。換言之，一拍差電 壓可被檢測，即使當環共振器型半導體雷射1 200及1201保 持固定時。 注意到兩個環共振器型半導體雷射無須被配置於附近 假如環共振器型半導體雷射1 200及1 20 1被驅動以順時 針地旋轉以每秒30 °之速率，其約略地相應於一個被搖晃 之相機的震動率或者一個移動中之汽車的震動率，則反時 針傳播之雷射光束1206的振盪頻率f3被提高88.7Hz，而， 另一方面，順時針傳播之雷射光束1 2 0 7的振盪頻率f 4被減 低88.7Hz »然後，拍差頻率可被獲得藉由以下的公式（20 )= f5 - f4 z： 1 kHz + 177.4 Hz ... (20) 另一方面，當其中環共振器型半導體雷射1 200及1201 被驅動以反時針地旋轉以每秒30 =之速率時，則拍差頻率 可被獲得藉由以下的公式（2 1 )。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ,v--------訂---------線 ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -93- 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 • 452645 五、發明說明（91) f3 — f4 - 1 kHz — 177.4 Hz …（21) 因爲拍差頻率之增加或減少的絕對値係正比於旋轉速 度，所以現在有可能檢測出不只是半導體雷射之旋轉速度 還有旋轉之指向’由於拍差頻率之增加或減少顯示一種相 關於旋轉指向之一對一的對應。 雖然半導體雷射被實施藉由使用InGaAsP型材料於以 上範例中，但是這些半導體雷射可被取代以GaAs型、ZnSe 型、InGaN型或者AlGaN型材料。此外，光學波導之外形 可爲六角形、三角形或圓形而非圖7A中所示之矩形。 環共振器型雷射1 202與1203之驅動電流被區別於以上 範例中以區別振盪頻率。然而，這兩個雷射之振盪頻率可 替代地被區別，藉由區別兩個雷射之光學長度（例如光學 波導之長度及寬度或厚度）、雷射之半導體層之成分或材 料。 圖3 9爲用以檢測一拍差信號藉由上述雷射裝置之一種 配置的槪略圖示。參考圖39 ，有顯示一光學迴轉儀1 、一 環共振器型雷射2、一光檢測器3、一旋轉檯4、一電流源 5、一電阻6及一頻率/電壓轉換器電路（F/V轉換器電路） Ί。 以上述配置，一電流從電流源5經由串連之電阻6而被 注入光學迥轉儀1。假如光學迴轉儀1被保持固定，則代表 介於兩個雷射光束的振盪頻率（振盪波長）之間的差異之 一拍差信號可被獲得爲光檢測器3之終端電壓的改變。假 如其被安裝於旋轉檯4之上的光學迴轉儀1被驅動以旋轉， 5：尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) ' -----------------------訂---------鱗 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -94- 經濟部智慧时產局員工消費合作社印製 A B 2 6 4 5 _B7 五、發明說明（92) 則所得之拍差信號代表光學迴轉儀之旋轉運動的角速度。 拍差頻率可被轉換爲一電壓値，藉由致使拍差信號通 過頻率/電壓轉換器電路（F/V轉換器電路）7。假如頻率/ 電壓轉換器電路（F/V轉換器電路）7之電壓輸出被致使等 於零當光學迴轉儀1被保持固定（藉由調節補償）時的話 ，則光學迴轉儀之旋轉指向可被檢測，藉由觀察其頻率/電 壓轉換器電路（F/V轉換器電路）7之輸出是否爲正或負。 (範例1 8 ) 參考顯示範例18之圖7B及7H，參考數字1 240代表一 鏡子且參考數字12Q9代表一反時針傳播之雷射光束而參考 數字1 257代表由鏡子1 240所反射之一雷射光束。圖7H爲 沿著圖7B中之線段7H-7H所取得之一槪略橫斷面圖。 以上配置與範例17之差異在於其環共振器型雷射1201 之光學波導的錐形區域1 205被相反地指向，相關於圖7A之 中者，以致造成雷射光束1 209係反時針地傳播於環共振器 型雷射1 20 1之中》以此配置，則一拍差信號可被獲得如範 例1 7，藉由致使射出自環共振器型雷射i 20 1之雷射光束 1+257被鏡子1 240所反射且被光檢測器Ι23ϋ所接收’連同雷 射光束1 2 5 6。 (範例1 9 ) 圖7C爲本發明之第十九範例之一槪要圖示。參考圖7C ，本範例之雷射裝置包括：光檢測器以及一石英管1 202 ( 本纸張尺度適用中國國家標準（CNSM4規格（210 X 297公釐） -----------------------訂---------線 (請先閱讀背面之泫意事項再填寫本頁) -95- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*11^ 452645 Λ7 ___ Β7 五、發明說明（93) 其包含光學波導之一錐形區域1 204、一鏡子1214、一陽極 1 2 1 0及一陰極1 2 1 2 )以及一石英管1 203 (其包含光學波導 之一錐形區域1 205、一鏡子m 5、一陽極丨2 1 1及一陰極 1 2 13 )。參考數字1206代表傳輸通過石英管1 202之雷射光 束且參考數字丨256代表射出至外部之雷射光束，而參考數 字1207代表傳輸通過石英管1203之雷射光束且參考數字 1 257代表射出至外部之雷射光束。 雷射被備製以如範例3中所述之方式。 假如石英管1 202及1203被保持固定，則雷射光束1206 及雷射光束1 207將顯示一大致上完全相同的振盪頻率4.73 X 10l4Hz及一完全相同的波長λ 632.8nm。然而，因爲流經 石央管1 2 Q 2之電流及流經石英管丨2 0 3之電流被區別’所以 媒介之Q値被改變以些微地區別兩個雷射光束之振盪頻率 。雷射光束1 206之振盪頻率f,大於雷射光束1 207之振盪頻 率20MHz。當雷射的共振器的鏡子之一被製成以顯示較 另一鏡子爲低的反射率時，則一雷射光束可被取出自其具 有較低反射率之鏡子。當雷射光束1256與雷射光束1257被 同時由光檢測器1 230所接收時，則雷射光束1 206與雷射光 束1 207相互干擾於光檢測器1 230中。結果，一具有振幅50 mV及頻率20iVIHz之信號可被獲得於光檢測器1 230之電子 終端。換言之，一拍差電壓可被檢測，即使當石英管1 2 0 2 及1203被保持固定時。 假如石英管1 202及1 203被驅動以順時針旋轉以一每秒 180。之速率且共振器之每邊爲10cm長，則反時針傳播之 本紙張尺度適用中囤國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------I I r * I------訂---II--I I (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -96 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制^ '452645 五、發明說明（94) 雷射光束1 206的振盪頻率f,被提昇248.3kHz，而另一方面 ’順時針傳播之雷射光束1207的振盪頻率h被減低248.3 kHz。然後，拍差頻率可由以下公式（22 )所獲得。 fi _ f2 = 20 MHz + 496.6 kHz ... (22) 另一方面，當其中石英管1 202及1 203被驅動以反時針 旋轉以一每秒1 8 0 °之速率時，則拍差頻率可由以下公式 (23 )所獲得。 f. - f2 = 20 MHz - 496.6 kHz ... (23) 因爲拍差頻率之增加或減少的絕對値係正比於旋轉速 度，所以現在有可能檢測出不只是半導體雷射之旋轉速度 還有旋轉之指向，由於拍差頻率之增加或減少顯示一種相 關於旋轉指向之一對一的對應= 雖然氦氣及氖氣被引入石英管於此範例中，但是它們 可被取代以任何可引發雷射振盪之氣體。此外，光學波導 之外形可爲六角形、三角形或圓形而非圖7C中所示之矩形 〇 (範例20 ) 參考顯示範例20之圖7D，參考數字1 240代表一鏡子 且參考數字1 209代表一反時針傳播之雷射光束而參考數字 1 257代表由鏡子i 240所反射之一雷射光束。 以上配置與範例丨9之差異在於其石英管之光學波導的 錐形區域1 205被相反地指向，相關於圖7C之中者，以致造 成雷射光束1209係反時針地傳播於石英管1 2 0 3之中。以此 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------I I 訂- - -----—線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -97- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 452645 五、發明說明（95) 配置，則一拍差信號可被獲得如範例1 9 ，藉由致使射出自 石英管1203之雷射光束1257被鏡子1240所反射且被光檢 測器1230所接收，連同雷射光束1256。 (範例2 1 ) 圖7E槪略地顯示本範例。於圖7E中，參考數字丨218 及1 2 1 9代表個別的光學隔離體。 此配置可被使用以檢測旋轉之指向，根據如以上範例 1 9所述之原理。本範例與範例1 9之差異在於其用以選擇只 以一方向傳播一雷射光束於一環雷射中之模式的手段。更 明確地，雖然錐形光學波導被使用於範例丨9中，但是光學 隔離體被使用於本範例中。 當同等地偏極化之光束被致使進入一光學隔離體時1 則後者只容許其傳播以一既定方向之光束而阻擋另一傳播 以相反方向之光束。雖然傳播以相反方向之光束被同等地 偏極化以一種普通環雷射，但是環雷射可被製成以容許只 有傳播以一既定方向之光束存在，藉由插入一光學隔離體 。可無須贅述的是其光學隔離體可被取代以一種光學循環 器或者某種其他的光學裝置，只要該裝置容許一光束只通 過一個方向。 (範例22 ) 參考顯示範例22之圖7F，本範例之配置與範例21之 差異在於其光學隔離體Π19被相反地指向，相關於圖7E之 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I I--ΙΊ 丨丨 ——— — — I I I 1 I I 訂· I I 1 -----線 (請先閱讀背面之！意事項再填寫本頁) -98 - 452645 五、發明說明（96) 中者，以致造成雷射光束1 209係反時針地傳播於石英管 1 203之中。以此配置，則一拍差信號可被獲得如範例2 1 ， 藉由致使射出自石英管丨203之雷射光束1257被鏡子1240 所反射且被光檢測器1 230所接收，連同雷射光束1 25 6。 (範例23 ) 圖8A爲本發明之第二十三個範例的槪略圖示，而圖8E 及8F爲沿著圖8A中之線段8E-8E及線段8F-8F所個別取得 的槪略橫斷面圖。參考圖8A ' 8E及8F，本範例之雷射裝 置包括一種環共振器型半導體雷射1 300 ，此雷射具有其光 學波導之一錐形區域1304、一陽極33、一蓋層35、一包 覆層36、一光學導引層37 、一活性層38及另一光學導引 層39 ;以及另一環共振器型半導體雷射1301 1此雷射具有 其光學波導之一錐形區域Π05、一陽極43、一蓋層45、 一包覆層46、一光學導引層47、一活性層48及另一光學 導引層49連同一光檢測器1 330、一半導體基底54、一陰 極55及又另一光學波導Π20。參考數字1306代表一反時 針傳播之雷射光束且參考數字1 356代表射出自環共振器型 半導體雷射1 300之雷射光束，而參考數字1 307代表一順時 針傳播之雷射光束且參考數字1 357代表射出自環共振器型 半導體雷射！301之雷射光束。 半導體1 300及1301被備製如範例5中所示。 振盪臨限電流値爲2mA於室溫下，而環共振器型雷射 1300之驅動電流爲3mA且環共振器型雷射1301之驅動電流 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ' t --------訂·--------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -99- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 452645 五、發明說明（97) 爲3.5tnA。因此，當雷射被保持固定時，雷射光束1306與 雷射光束1 307將顯示一相同的振盪波長λ ，其等於1.55 m。然而，因爲環共振器型雷射1 3 Q 0之驅動電流與環共 振器型雷射丨3 0 1之驅動電流係彼此不同，所以它們的光學 波導顯示其彼此不同之個別的有效折射指數。結果’雷射 光束1306之振盪頻率f;係大於雷射光束1307之振盪頻率h 1kHz。 當一總反射發生時’則產生有逐漸消失的光蔓延沿著 介面。假如振Μ波長爲丨.5 5 y m ’則逐漸消失的光之穿透 深度爲〇. 〇 7 3 5 /i m 。當逐漸消失的光之強度以指數方式減 弱（穿透深度爲其電場幅度減弱至1 /e之處的距離）時，則 環共振器型雷射UOO與光學波導13 20被分離以0.07 β m， 其小於穿透深度，以致其雷射光束1 306有效地被耦合至光 學波導1 320。類似地，環共振器型雷射1 3 03與光學波導 13 20被分離以0.07 /i m，其小於穿透深度，以致其雷射光 束1 306有效地被耦合與光學波導1 320。因此，射出自光學 波導1320之雷射光束1356與雷射光束1357相互干擾，當 它們同時被光檢測器1 330所接收時。結果，一具有振幅50 mV與頻率1 kHz之信號可被獲得於光檢測器Π 30之電子終 端=換言之，一拍差電壓可被檢測，即使當環共振器型半 導體雷射1300及1301保持固定時。 假如環共振器型半導體雷射1330及1331被驅動以順時 針地旋轉以每秒3 0 1之速率，其約略地相應於一個被搖晃 之相機的震動率或者一個移動中之汽車的震動率’則反時 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------------4^--------訂·--------線 C請先閒讀背面之注音？事項再填寫本頁) -100 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 6 4 5>____B7_ 五、發明說明（9S) 針傳播之雷射光束1306的振盪頻率f;被提高88.7Hz ’而’ 另一方面，順時針傳播之雷射光束1 3 0 7的振盪頻率f.>被減 低8 8.7Hz。然後，拍差頻率可被獲得藉由公式（20 )。 另一方面，當其中環共振器型半導體雷射丨300及1301 被驅動以反時針地旋轉以每秒3 0 °之速率時’則拍差頻率 可被獲得藉由公式〔21 )。 因爲拍差頻率之增加或減少的絕對値係正比於旋轉速 度，所以如今有可能檢測不只半導體雷射之旋轉速度還有 旋轉之指向1由於拍差頻率之增加或減少顯示一種相關於 旋轉指向之一對一的對應。 環共振器型雷射1 300與1 30 1之驅動電流被相互區別於 以上範例中以區別振盪頻率。然而，兩個雷射之振盪頻率 可替代地被改變，藉由改變兩個雷射之光學長度，例如光 學波導之長度或寬度或者厚度，雷射之半導體層的成分或 材料。 圖40爲藉由上述雷射裝置以檢測一拍差信號之配置的 槪略圖示。參考圖40 ，有顯示一光學迴轉儀丨、一環共振 器型雷射2、一光檢測器3、一旋轉檯4、一電流源5 ' —· 電阻6及一頻率/電壓轉換器電路（F/V轉換器電路）7。 以上述配置，一電流從電流源5經由串連之電阻6而被 注入光學迴轉儀1。假如光學迴轉儀1被保持固定，則代表 介於雨個雷射光束的振盪頻率（振盪波長）之間的差異之 一拍差伯號可被獲得爲光檢測器3之終端電壓的改變。假 如其被安裝於旋轉檯4之上的光學迴轉儀1被驅動以旋轉， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------------------訂·-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -101 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 f 4 5 2 6 4 5 a? _ Ώ7 五、發明說明（99) 則所得之拍差信號代表光學迴轉儀之旋轉運動的角速度。 拍差頻率可被轉換爲一電壓値，藉由致使拍差信號通 過頻率/電壓轉換器電路（F / V轉換器電路）7。假如頻率/ 電壓轉換器電路（F/V轉換器電路）7之電壓輸出被致使等 於零當光學迴轉儀1被保持固定（藉由調節補償）時的話 ’則光學迴轉儀之旋轉指向可被檢測，藉由觀察其頻率/電 壓轉換器電路（F/V轉換器電路）7之輸出是否爲正或負。 (範例24 ) 參考顯示範例24之圖8B ’參考數字1 30 2代表具有一 錐形區域13C4之一光學波導，而參考數字1 303代表具有— 錐形區域1305之另一光學波導。於圖8B中，參考數字1306 、1 3 5 6，1 309及1 3 57代表個別的雷射光束。 以上述配置，則兩個雷射光束13 0 6及1 3 0 9環繞地傳播 以相同的方向。雖然旋轉之指向可被檢測以如先前所述之 方式1但是其有利地改進雷射光束1 306與1 309之耦合的效 率以使得光學波導1302、1303及1320被配置以如圖中 所顯示之方式。 (範例2 5 ) 圖8C顯示本發明之第二十五範例。參考圖8C ，本範 例之雷射裝置包括：一光檢測器1330以及一石英管13〇2 ( 其包含光學波導之一錐形區域1304、一鏡子丨314、一陽極 1310及一陰極1312)以及一石英管1303 (其包含光學波導 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------------^--------訂--------* 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -102 - Μ 5 2 6 4 5 Α7 ______ Β7 五、發明說明（10() 之一錐形區域1 305、一鏡子1 3 1 5、一陽極1 3 1 1及一陰極 1313 ) °參考數字13〇6代表傳播通過石英管130 2之雷射光 束且參考數字1 3 5 6代表射出石英管1 3 0 2之外部的雷射光束 ’而1 307代表個傳播通過石英管13〇3之雷射光束且參考數 字1 3 5 7代表射出石英管丨303之外部的雷射光束。 環共振器雷射被備製以如範例7中所述之方式。 假如石英管1 302及1 303被保持固定，則雷射光束1306 及雷射光束1 307將顯示一完全相同的振盪頻率4.73 X 1〇14 Η z及一完全相同的波長；ί 6 3 2.8 n m。然而，因爲流經石英 管1 302之電流及流經石英管丨3〇3之電流被區別，所以媒介 之Q値被改變以些微地區別兩個雷射光束之振盪頻率。雷 射光束1 306之振盪頻率f:大於雷射光束1 307之振盪頻率h 20MHz。 此外，因爲石英管1302與光學波導丨320被配置於附近 ’所以雷射光束1 306及1 307被耦合至光學波導1320。因 此，其被從光學波導1 320射出至外部之雷射光束1 356與雷 射光束1 35 7相互千擾，當它們被光檢測器1 330所同時接收 時。結果，一具有振幅50mV及頻率20MHz之信號0丨被獲得 於光檢測器〖 3 3 0之電子終端。換言之，一拍差電壓可被檢 測，即使當石英管丨302及1303被保持固定時。 假如石英管Π02及Π03被驅動以順時針旋轉以一每秒 18〇°之速率且共振器之每邊爲l〇cm長，則反時針傳潘之 雷射光束1306的振盪頻率ft被提昇248.3 kHz，而另一方面 ，順時針傳播之雷射光束1307的振盪頻率f2被減低248.3 本纸張尺度適用令國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _ -^ ----訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 103 - 經濟部智慧財產局員工消費合作祛印製 452645 π -____B7 ____ 五、發明說明（1〇t» kHz。然後，拍差頻率可由公式（22 )所獲得。 另一方面，當其中石英管1302及Π03被驅動以反時針 旋轉以一每秒1 8 0 °之速率時，則拍差頻率可由公式（2 3 )所獲得。 因爲拍差頻率之增加或減少的絕對値係正比於旋轉速 度，所以現在有可能檢測出不只是半導體雷射之旋轉速度 還有旋轉之指向，由於拍差頻率之增加或減少顯示一種相 關於旋轉指向之一對一的對應， (範例26 ) 圖8D槪略地顯示本範例。於圖8D中，參考數字1 3 1 8 及1 3 1 9代表個別的光學隔離體。 此配置可被使用以檢測旋轉之指向，根據如以上範例 25所述之原理。本範例與範例25之差異在於其用以選擇只 以一方向傳播一雷射光束於一環雷射中之模式的手段。更 明確地，雖然錐形光學波導被使用於範例25中，但是光學 隔離體被使用於本範例中。 當同等地偏極化之光束被致使進入一光學隔離體時’ 則後者只容許其傳播以一既定方向之光束而阻擋另一傳播 以相反方向之光束。雖然傳播以相反方向之光束被同等地 偏極化以一種普通環雷射，但是環雷射可被製成以容許只 有傳播以一既定方向之光束存在，藉由插入一光學隔離體 。可無須贅述的是其光學隔離體可被取代以一種光學循環 器或者某種其他的光學裝置1只要該裝置容許一光束只通 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------------^--------訂·--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -104 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制^ 45 26^5 A7 ______B7________ 五、發明說明（1〇3 過一個方向。 (範例27 ) 圖9A爲本發明之第二十三個範例的槪略圖示’以更淸 楚地顯示其特徵，而圖9E及9F爲個別沿著圖9 A中之線段 9 E - 9 E及9 F - 9 F所取得的槪略橫斷面圖=參考圖9 A及圖9 £ 與9 F ，本範例之雷射裝置包括一種環共振器型半導體雷射 1400 ，此雷射具有其光學波導之一錐形區域1404、一陽極 33、一蓋層35、一包覆層36，一光學導引層37、一活性 層38及另一光學導引層39 ;以及另一環共振器型半導體雷 射1 4CU，此雷射具有其光學波導之一錐形區域1405、一陽 極43、一蓋層45、一包覆層46、_—光學導引層47、一活 性層48及另一光學導引層49連同一光檢測器1 430 ' —半 導體基底54，一陰極55及又另一光學波導M30。參考數 字1 406代表一反時針傳播之雷射光束且參考數字1 45 6代表 射出自環共振器型半導體雷射1400之雷射光束，而參考數 字1 407代表一順時針傳播之雷射光束且參考數字1457代表 射出自環共振器型半導體雷射1 403之雷射光束。 半導體雷射1 400及1 40 1被備製如範例9中所示。 振盪臨限電流値爲2 m A於室溫下，而環共振器型雷射 1400之驅動電流爲3mA且環共振器型雷射1401之驅動電流 爲3.5mA =因此’當雷射被保持固定時，雷射光束〗4〇6及 雷射光束1 407將顯示相同的振盪波長；L ,其等於丨.55 μ m 。然而，因爲環共振器型雷射1400之驅動電流與環共振器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規烙（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1- --------訂---------繞 -105- A7 A7 452645 Β7_____ 五、發明說明（1〇3) 〈請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 型雷射1401之驅動電流相互不同，所以它們的光學波導顯 示稍微相互不同之個別的有效折射指數。結果’雷射光束 1 4 06之振盪頻率f;係大於雷射光束1 407之振盪頻率1 kHz 。因爲環共振器型雷射1 400與環共振器型雷射1 40 1被連接 藉由光學波導1420 ，所以雷射光束1406與雷射光束1407 被有效地耦合。然後，射出自光學波導1 420之雷射光束 1456與雷射光束1457相互干擾，當它們被光檢測器1430所 同時接收時。結果，一具有振幅50mV及頻率1kHz之信號 可被獲得於光檢測器i 430之電子終端。換言之，一拍差電 壓可被檢測，即使當環共振器型半導體雷射1 402及1 403保 持固定時3 假如環共振器型半導體雷射1 400及1 40 1被驅動以順時 針地旋轉以每秒30 s之速率，其約略地相應於一個被搖晃 之相機的震動率或者一個移動中之汽車的震動率，則反時 針傳播之雷射光束1 406的振盪頻率f3被提高88.7Hz，而， 另一方面，順時針傳播之雷射光束1 407的振盪頻率f4被減 低88.7Hz。然後，拍差頻率可被獲得藉由公式（20 )。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另一方面，當其中環共振器型半導體雷射1400及1401 被驅動以反時針地旋轉以每秒3 0 3之速率時，則拍差頻率 可被獲得藉由公式（2 1 )。 因爲拍差頻率之增加或減少的絕對値係正比於旋轉速 度，所以如今有可能檢測不只半導體雷射之旋轉速度還有 旋轉之指向，由於拍差頻率之增加或減少顯示一種相關於 旋轉指向之一對一的對應。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -106- 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 452645 at -------B7___ 五、發明說明（1〇4) 於上述範例中，環共振器型雷射丨4 3 0與i 44 1之驅動電 流被區別以區別振盪頻率。然而，雨個雷射之振盪頻率可 替代地被改變’藉由改變兩個雷射之光學長度，例如光學 波導之長度或寬度或者厚度，雷射之半導體層的成分或材 料。 圖4 1爲藉由上述雷射裝置以檢測一拍差信號之配置的 槪略圖不。參考圖41 ，有顯示一光學迴轉儀1 、—環共振 器型雷射2、一光檢測器3、一旋轉檯4 ' 一電流源5、〜 電阻6及一頻率/電壓轉換器電路（f/v轉換器電路）7。 以上述配置’一電流從電流源5經由串連之電阻6而被 注入光學迴轉儀丨。假如光學迴轉儀1被保持固定，則代表 介於兩個雷射光束的振盪頻率（振盪波長）之間的差異之 一拍差信號可被獲得爲光檢測器3之終端電壓的改變。假 如其被安裝於旋轉檯4之上的光學迴轉儀丨被驅動以旋轉， 則所得之拍差信號代表光學迴轉儀之旋轉運動的角速度。 拍差頻率可被轉換爲一電壓値，藉由致使拍差信號通 過頻率/電壓轉換器電路（F/V轉換器電路）7。假如頻率/ 電壓轉換器電路（F/V轉換器電路）7之電壓輸出被致使等 於零當光學迴轉儀1被保持固定（藉由調節補償）時的話 ，則光學迴轉儀之旋轉指向可被檢測，藉由觀察其頻率/ _ 壓轉換器電路（F/V轉換器電路）7之輸出是否爲正或負。 〔範例2 8 ) 參考顯示範例_28之圖9B ，參考數字1402代表具有〜 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 =<297公釐） I 1 -------------- — — — — I — I ^ , I ------- {請先閱讀背面之注音P事項再填寫本頁) -107- 452645 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印制叹 B7 五、發明說明（1〇句 錐形區域1404之一光學波導，而參考數字1 403代表具有一 錐形區域1 405之另一光學波導且參考數字1 420代表又另一 光學波導。於圖9B中，參考數字1406 ' 1456 ' 1409及 1 457代表個別的雷射光束= 以上述配置，則兩個雷射光束1 406及1 409環繞地傳播 以相同的方向。雖然旋轉之指向可被檢測以如先前所述之 方式，但是其有利地改進雷射光束1 4 0 6與1 4 0 9之耦合的效 率以使得光學波導1402、1403及1 420被配置以如圖9B中 所顯示之方式。 (範例29 ) 圖9C顯示本發明之第二十九範例。參考圖9C ，本範 例之雷射裝置包括：一光檢測器1430及一石英管M02 (其 包含光學波導之一錐形區域1404、一鏡子1414、一陽極13 及一陰極15 )以及一石英管1403 (其包含光學波導之一錐 形區域1405、一鏡子1415、一陽極23與一陰極25及又另 一光學波導1420 )。參考數字1 406代表傳播通過石英管 14 02之雷射光束且參考數字1 456代表射出石英管1 402之外 部的雷射光束’而1 407代表個傳播通過石英管丨403之雷射 光束且參考數字1457代表射出石英管丨403之外部的雷射光 束。 環共振器雷射被備製以如範例1 1中所述之方式^

假如石英管1402及1403被保持固定，則雷射光束14〇6 及雷射光束1407將顯示一完全相同的振盪頻率4.73 X 10M 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） J I I I ------I I > - I ---I I I 訂 ---------姨 (請先閒讀背面之注意事項再填寫本頁) -108· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印#1衣 4 5 2 6 4 5 A? _ Β7 五、發明說明（1⑽ Η z及一完全相同的波長λ 6 3 2.8 n m 。然而，因爲流經石英 管1 402之電流及流經石英管1 403之電流被區別，所以媒介 之Q値被改變以些微地區別兩個雷射光束之振盪頻率。雷 射光束ί 4 0 6之振盪頻丰f:大於雷射光束1 4 0 7之振盪頻率f 2 20MHz。此外，因爲石英管M02與石英管1 403被連接至光 學波導1 420 ，所以雷射光束1406與1 407被耦合至光學波 導1 420。然後，從光學波導I 420射出至外部之雷射光束 1 4 5 7相互千擾，當它們被光檢測器1 430所同時接收時。結 果，一具有振幅50mV及頻率1kHz之信號可被獲得於光檢 測器1 4 3 0之電子終端。換言之1 一拍差電壓可被檢測，即 使當環共振器型半導體雷射1402及1403保持固定時。 假如石英管1 402及1 403被驅動以順時針旋轉以一·每秒 180 °之速率且共振器之每邊爲i〇cm長，則反時針傳播之 雷射光束1406的振盪頻率f!被提昇248.3 kHz ’而另一方面 ，順時針傳播之雷射光束1 407的振盪頻率h被減低248.3 kHz。然後，拍差頻率可由公式（22 )所獲得。 另一方面，當其中石英管1402及1403被驅動以反時針 旋轉以一每秒1 8 0 °之速率時，則拍差頻率可由公式（2 3 )所獲得j 因爲拍差頻率之增加或減少的絕對値係正比於旋轉速 度，所以現在有可能檢測出不只是半導體雷射之旋轉速度 還有旋轉之指向，由於拍差頻率之增加或減少顯示一種相 關於旋轉指向之—對一的對應。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） ^---------瓜--------訂*-------*結 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -109 A7 A7 452645 B7________ 五、發明說明（1〇乃 (範例3 0 ) 圖9D槪略地顯示本範例。於圖9D中，參考數字14 1 8 及1 4 1 9代表個別的光學隔離體。 此配置可被使用以檢測旋轉之指向，根據如範例_2 9所 述之原理。本範例與範例29之差異在於其用以選擇只以一 方向傳播一雷射光束於一環雷射中之模式的手段=> 更明確 地，雖然錐形光學波導被使用於範例29中，但是光學隔離 體被使用於本範例中。 當同等地偏極化之光束被致使進入一光學隔離體時， 則後者只容許其傳播以一既定方向之光束而阻擋另一傳播 以相反方向之光束。雖然傳播以相反方向之光束被同等地 偏極化以一種普通環雷射，但是環雷射可被製成以容許只 有傳播以一既定方向之光束存在，藉由插入一光學隔離體 。可無須贅述的是其光學隔離體可被取代以一種光學循環 器或者某種其他的光學裝置’只要該裝置容許一光束只通 過一個方向。 C範例3 1 ) 圖1 Ο A爲本發明之第二十三個範例的槪略圖示，而圖 1 Ο E爲沿著圖1 〇 A中之線段1 〇 E -1 Ο E所取得的槪略橫斷面圖 °參考圖10 A及圖10E ，本範例之雷射裝置包括一種環共 振器型半導體雷射1500 ’此雷射具有其光學波導之一錐形 區域15 04、一陽極33、一蓋層35 包覆層36、一光學 導引層37、一活性層38及另一光學導引層39 ;以及另一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------------- --------訂---------綠 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印 '110- 經濟部智慧財產局MK工消費合作社印製 452645 A7 --- B7 五、發明說明（10砑 環共振器型半導體雷射1501 ，此雷射具有其光學波導之〜 錐形區域1 505、一陽極43，一蓋層45、一包覆層46、一 光學導引層47、一活性層48及另一光學導引層49連同一 光檢測器1530 ·—半導體基底54、一陰極55。參考數字 1506代表一反時針傳播之雷射光束且參考數字〖 5 56代表射 出自環共振器型半導體雷射1500之雷射光束，而參考數字 1507代表一順時針傳播之雷射光束且參考數字1 5 57代表射 出自環共振器型半導體雷射1503之雷射光束。 半導體雷射被備製如範例Π中所示。 振盪臨限電流値爲2mA於室溫下，而環共振器型雷射 15 00之驅動電流爲3mA且環共振器型雷射1501之驅動電流 爲3.5mA。因此，當雷射被保持固定時，雷射光束1 506及 雷射光束1507將顯示相同的振盪波長A，其等於1.5 5 # m 。然而，因爲環共振器型雷射1 500之驅動電流與環共振器 型雷射1 50 1之驅動電流相互不同，所以它們的光學波導顯 示稍微相互不同之個別的有效折射指數。結果，雷射光束 1506之振盪頻率f;係大於雷射光束1507之振盪頻率f 4 1kHz 。因爲環共振器型雷射1 500與環共振器型雷射1 50 1爲它們 的光學波導之共有部分，所以雷射光束1 506與雷射光束 1 5 07被有效地相互耦合。然後，射出自共有之光學波導的 雷射光束1556與雷射光束1557相互千擾’當它們被光檢測 器丨5 30所同時接收時。結果，一具有振幅50mV及頻率 I kHz之信號可被獲得於光檢測器i 530之電子終端。換言之 ，一拍差電壓可被檢測，即使當環共振器型半導體雷射 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------I- --------訂---------線 f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> -111 - B7 4 5 2 6 4 5 五、發明說明（1〇9) 1 5 00及1501被保持固定時= 注意到兩個環共振器型半導體雷射無須被配置於附近 假如環共振器型半導體雷射1 500及1501被驅動以順時 針地旋轉以每秒3 0 °之速率，其約略地相應於一個被搖晃 之相機的震動率或者一個移動中之汽車的震動率，則反時 針傳播之雷射光束1506的振盪頻率f;被提高88.7Hz，而， 另一方面，順時針傳播之雷射光束1 507的振盪頻率被減 低8 8.7Hz »然後，拍差頻率可被獲得藉由公式（20 )。 另一方面，當其中環共振器型半導體雷射15 00及1501 被驅動以反時針地旋轉以每秒30 °之速率時，則拍差頻率 可被獲得藉由公式（21 )。 因爲拍差頻率之增加或減少的絕對値係正比於旋轉速 度，所以如今有可能檢測不只半導體雷射之旋轉速度還有 旋轉之指向，由於拍差頻率之增加或減少顯示一種相關於 旋轉指向之一對一的對應。 於上述範例中，環共振器型雷射1 500與1501之驅動電 流被區別以區別振盪頻率。然而，兩個雷射之振盪頻率可 替代地被改變，藉由改變兩個雷射之光學長度，例如光學 波導之長度或寬度或者厚度|雷射之半導體層的成分或材 料。 圖42爲藉由上述雷射裝置以檢測一拍差信號之配置的 槪略圖示。參考圖42 ，有顯示一光學迴轉儀1 、一環共振 器型雷射2、一光檢測器3、一旋轉檯4、一電流源5、一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------A--------訂---------線 iif先閱讀背面之注意事項再填寫本I ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -112 - 452645 A7 B7 _ 五、發明說明（11〇) 電阻6及一頻率/電壓轉換器電路（F/V轉換器電路）7。 以上述配置’一電流從電流源5經由串連之電阻6而被 注入光學迥轉儀1之環雷射2 =假如光學迴轉儀1被保持固 定’則代表介於兩個雷射光束的振盪頻率（振盪波長）之 間的差異之一拍差信號可被獲得爲光檢測器3之終端電壓 的改變。假如其被安裝於旋轉檯4之上的光學迴轉儀I被驅 動以旋轉’則所得之拍差信號代表光學迴轉儀之旋轉運動 的角速度。 拍差頻率可被轉換爲一電壓値，藉由致使拍差信號通 過頻率/電壓轉換器電路（F/V轉換器電路）7。假如頻率/ 電壓轉換器電路（F/V轉換器電路）7之電壓輸出被致使等 於零當光學迴轉儀1被保持固定（藉由調節補償）時的話 ，則光學迴轉儀之旋轉指向可被檢測，藉由觀察其頻率/電 壓轉換器電路（F/V轉換器電路）7之輸出是否爲正或負。 (範例32 ) 參考顯示範例32之圖10B，參考數字1 502代表具有一 錐形區域1 504之一光學波導，而參考數字1503代表具有一 錐形區域1 505之另一光學波導且參考數字1 530代表又另--光學波導。於圖9B中，參考數字15 06、1556、15 09及 1 5 5 7代表個別的雷射光束。 以上述配置1則兩個雷射光束1 506及1509環繞地傳播 以相同的方向。因此，旋轉之指向可被檢測。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------------------1 訂· I I I--— I 線 C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -113 - 45 2645 a- ________ B7 五、發明說明（Ή1) (範例33 ) 圖10C顯示本發明之第三十三範例。參考圖1〇c ，本 範例之雷射裝置包括：一光檢測器1 5 3 0及一石英管1 5 0 2 ( 其包含光學波導之一錐形區域1 5 0 4 ' —鏡子丨5 Μ、一陽極 1510及一陰極1512 )以及一石英管15〇3 (其包含光學波導 之一錐形區域15 05、一鏡子1515、一陽極1511與一陰極 1513 )。參考數字15Q6代表傳播通過石英管丨502之雷射光 束且參考數字1 556代表射出石英管1 502之外部的雷射光束 ，而參考數字1508代表個傳播通過石英管1503之雷射光束 且參考數字1557代表射出石英管1503之外部的雷射光束。 環共振器雷射被備製以如範例1 5中所述之方式。 假如石英管1 502及1503被保持固定，則雷射光束1506 及雷射光束丨508將顯示一大致上完全相同的振盪頻率4.73 X 10ΜΗζ及一完全相同的波長λ 632.8nm。然而，因爲流經 石英管I 502之電流及流經石英管1 503之電流被些微地區別 ，所以媒介之Q値被改變以些微地區別兩個雷射光束之振 盪頻率。雷射光束1506之振盪頻率f:大於雷射光束1508之 振邊頻率h 20 MHz。此外，因爲石英管1502與石英管1503 共有它們的光學波導之部分，所以從部分共有的光學波導 被射出至外部之雷射光束1556與1 5 5 7相互干擾’當它們被 光檢測器1 5 30所同時接收時。結果’一具有振幅50mV及 頻率1kHz之信號可被獲得於光檢測器丨530之電子終端。換 言之，一拍差電壓可被檢測’即使當環共振器型半導體雷 射1 502及i 503保持固定時。 本纸張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - I------訂---------綠 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -114- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 5 2 6 45 A7 __B7 五、發明說明（11¾ 假如石英管1 502及1 503被驅動以順時針旋轉以一每秒 1 80 °之速率且共振器之每邊爲1 〇cm長，則反時針傳播之 雷射光束1506的振盪頻率h被提昇248.3kHz，而另一方面 ，順時針傳播之雷射光束1 5 08的振盪頻率f:被減低248.3 kHz。然後’拍差頻率可由公式（22 )所獲得。 另一方面’當其中石英管15 02及1503被驅動以反時針 旋轉以一每秒1 8 0 °之速率時，則拍差頻率可由公式（2 3 )所獲得。 因爲拍差頻率之增加或減少的絕對値係正比於旋轉速 度，所以現在有可能檢測出不只是半導體雷射之旋轉速度 還有旋轉之指向，由於拍差頻率之增加或減少顯示一種相 關於旋轉指向之一對一的對應。 (範例3 4 ) 圖10D槪略地顯示本範例。於圖10D中|參考數字 1 5 1 8及1 5 1 9代表個別的光學隔離體。 此配置可被使用以檢測旋轉之指向，根據如範例33所 述之原理。本範例與範例33之差異在於其用以選擇只以一 方向傳播一雷射光束於一環雷射中之模式的手段。更明確 地，雖然錐形光學波導被使用於範例33中，但是光學隔離 體被使用於本範例中。 當同等地偏極化之光束被致使進入一光學隔離體時， 則後者只容許其傳播以一既定方向之光束而阻擋另一傳播 以相反方向之光束。雖然傳播以相反方向之光束被同等地 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------1-------- --------訂---------線 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -115- 經濟部智慧財產局員工"費合作社印製 4 5 2 6 4 5 a? _____ B7 五、發明說明（11习 偏極化以一種普通環雷射，但是環雷射可被製成以容許只 有傳播以一既定方向之光束存在，藉由插入一光學隔離體 。可無須贅述的是其光學隔離體可被取代以一種光學循環 器或者某種其他的光學裝置，只要該裝置容許一光束只通 過一個方向。 如上所述’雖然氨氣及氖氣被引入石英管於本範例中 ’但是它們可被取代以任何可引起雷射振盪之氣體，因而 石英管之角速度可被檢測。例如，一種氬離子雷射、一種 二氧化碳氣體雷射及一種excimei:雷射可替代地被使用於本 發明之目的。 雖然一石英管之使用被描述於上以備製一種氣體雷射 ，但是石英管可被取代以一種聚合物管。一種聚合物管之 使用提供一使用低溫製造方法的優點。其可被使用於本發 明之目的之聚合物包含聚醯亞胺氟化物、polysilo xane、 PMMA ( polymethylmethacrylate ) '環氧化物及聚碳酸鹽 〇 其可被用於本發明之目的之排出電極的材料包含鋁、 锆及鎢。 如以上之詳細敘述，依據本發明，如今有可能檢測不 只角速度還有一物體之旋轉指向，藉由檢測一雷射裝置之 拍差頻率並決定其增加或減少，從物體不旋轉之時刻起。 本紙張尺度適用中國固家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） IA--------訂---------線 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -116-

Claims (1)

1. '4 5 2 645 A 8 B8 rs D8 六、申請專利範圍 第89101014號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 本·年爲~補充 民國89年11月修正 1 .—種迴轉儀，包括： 一第一雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第一雷射光束；及 一第二雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第二雷射光束； 以取一電子信號自至少該第一雷射與 雷射之 該第一雷射光束與該第二雷射光束具有不同的個別振 盪頻率且相互干擾。 2 .如申請專利範圍第1項之迴轉儀I其中該第一雷 射具有一第一光學波 ，該第一光學波導之 一部分被排列於附近 導且該第二雷射具有一第 至少一部分與該第二光學 二光學波導 波導之至少 (请先閲讀背面之注意事項再填寫本育) ..衣. 訂 經濟部皙葸財產局员工消^合作钍印製 3 .如申請專利範圍第1項之迴轉儀，其中該第一雷 射具有一第一光學波導且該第二雷射具有一第二光學波導 ，一第三光學波導被提供且光學地耦合至該第一與第二光 學波導之至少一部分。 4 .如申請專利範圍第1項之迴轉儀，其中該第一雷 射具有一第一光學波 ，該迴轉儀進一步包 導且該第二雷射具有一第 括一連接至該第一與第二 二光學波導 光學波導之 本紙張尺度適用中國國家搞準（CNS ) A4规格（210 X 297公釐） A8 452645 1 六、申請專利範圍 至少一部分的第三光學波導。 (請先閲讀背面之注意事項存填寫本頁) 5 ·如申請專利範圍第1項之迴轉儀，其中該第一雷 射具有一第一光學波導且該第二雷射具有一第二光學波導 ，該第一光學波導與該第二光學波導爲至少部分共有的。 6.如申請專利範圍第1至5項之任一項的迴轉儀’ 其中該第一雷射光束與該第二雷射光束具有彼此不同的個 別振盪波長。 7 .如申請專利範圍第1至5項之任一項的迴轉儀’ 其中該第一雷射光束與該第二雷射光束具有彼此不同的個 別振盪頻率。 8.如申請專利範圍第7項之迴轉儀’其中該第一雷 射光束與該第二雷射光束顯示1 〇 〇 H z以上之一振盪頻 率差異。 9 .如申請專利範圍第7項之迴轉儀，其中該第一雷 射光束與該第二雷射光束顯示1 kH ζ以上之一振盪頻率 差異。 經·濟部皙慧时是局—工消費合作社印敦 1 0 .如申請專利範圍第7項之迴轉儀，其中該第一 雷射光束與該第二雷射光束顯示1 〇 kH ζ以上之一振盪 頻率差異。 1 1 .如申請專利範圍第1至5項之任一項的迴轉儀 ，其中該第一雷射光束與該第二雷射光束傳播以相反之方 向。 1 2 .如申請專利範圍第1至5項之任一項的迴轉儀 ，其中該第一雷射光束與該第二雷射光束傳播以一相同之 本紙伕尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4i)L格（2丨0X297公釐} -2 - Λ8 B8 C8 D8 452645 六、申請專利範圍 方向。 1 3 .如申請專利範圍第1至5項之任一項的迴轉儀 ’其中電流被個別地注入該第一雷射及該第二雷射以不同 的強度。 14 .如申請專利範圍第1至5項之任一項的迴轉儀 ，其中電壓被個別地施加至該第一雷射及該第二雷射以不 同的電位位準。 1 5 .如申請專利範圍第1至5項之任一項的迴轉儀 ，其中該第一雷射與該第二雷射具有彼此不同之個別的光 學路徑長度。 1 6 ·如申請專利範圍第1至5項之任一項的迴轉儀 ，其中該第一雷射與該第二雷射具有個別的光學波導，其 具有彼此不同的長度。 1 7 .如申請專利範圍第1至5項之任一項的迴轉儀 ，其中該第一雷射與該第二雷射係由彼此不同的材料所製 成。 1 8 .如申請專利範圍第1至5項之任一項的迴轉儀 ，其中該第一雷射及該第二雷射之光學波導爲環狀的。 1 9 ·如申請專利範圍第1至5項之任一項的迴轉儀 ，其中該第一雷射具有一第一光學波導且該第二雷射具有 一第二光學波導，該第一光學波導與該第二光學波導具有 一不對稱之錐形區域。 2 0 .如申請專利範圍第1 9項之迴轉儀，其中該錐 形區域包含一第一錐形段（section )及~第二錐形段，且 本紙浪尺度適用中國國家揉準（CNS > 格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -1T 經濟部智.»-財4局员工消资合作社印製 -3- 452645 A8 BS C8 D8 經濟部智慧时產局資工消费合作社印製 六、申請專利範圍 任一第一錐形段或第二錐形段形成一9〇。之角度與其具 有一恆定寬度的光學波導之一部分。 2 1 .如申請專利範圍第1至5項之任一項的迴轉儀 ’其中該第一雷射具有一第一光學波導且該第一雷射具有 一第二光學波導，該第一與第二光學波導具有個別的光學 元件能夠區別以某一方向傳播之雷射光束的傳輸損失與以 相反方向傳播之雷射光束的傳輸損失。 2 2 .如申請專利範圍第1至5項之任一項的迴轉儀 ，其中該第一雷射及該第二雷射爲半導體雷射。 2 3 ,如申請專利範圍第2 2項之迴轉儀’其中該半 導體雷射具有一種量子井結構。 24. 如申請專利範圍第1至5項之任一項的迴轉儀 ，其中該第一雷射及該第二雷射爲氣體雷射。 25. 如申請專利範圍第1至5項之任一項的迴轉儀 ，其中該第一雷射及該第二雷射爲環共振器型雷射。 2 6 .如申請專利範圍第1項之迴轉儀，其中該第一 雷射及該第二雷射具有一總反射平面於個別波導之一側表 面上。 2 7 .如申請專利範圍第1項之迴轉儀，其中該第一 雷射及該第二雷射被驅動以一恆定的電流。 2 8 .如申請專利範圍第1項之迴轉儀，其中該第一 雷射及該第二雷射被驅動以一恆定的電壓。 2 9 ·如申請專利範圍第1項之迴轉儀，其中該第一 雷射被驅動以一恆定的電壓而該第二雷射被驅動以一恆定 本紙伕尺度適用中阖國家揉準（CNS ) A4«L格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -4- 4 2645 b8 D8 六、申請專利粑圍 的電流。 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 3 0 .如申請專利範圍第2項之迴轉儀，其中該第一 光學波導之至少一部分被配置於附近且於該第二雷射光束 之穿透深度內。 3 1 .如申請專利範圍第1項之迴轉儀1其中該電子 信號爲一種隨著該第一雷射及該第二雷射之旋轉的方程式 而改變的電子信號。 3 2 .如申請專利範圍第1項之迴轉儀，其中該電子 信號爲任一該第一雷射或該第二雷射之電子信號。 3 3 .如申請專利範圍第1項之迴轉儀，其中該電子 信號爲一種電壓信號。 3 4 .如申請專利範圍第1項之迴轉儀，其中該電子 信號爲一施加至至少任一該第一雷射或該第二雷射之電壓 信號、一流經至少任一該第一雷射或該第二雷射之電流信 號、或者任一該第一雷射或該第二雷射之一阻抗信號。 3 5 .如申請專利範圍第1項之迴轉儀’其中一拍差 信號被檢測自該電子信號° 經濟部智慧时4局員工消"合作社印製 3 6 ,如申請專利範圍第1至5項之任一項的迴轉儀 ，其中該第一雷射及該第二雷射之旋轉指向的角速度被檢 測透過該電子信號之頻率的改變。 3 7 如申請專利範圍第1項之迴轉儀’其中至少任 一該第一雷射或該第二雷射被提供以一電子終端來檢測電 子信號。 38 .如申請專利範圍第1項之迴轉儀’其中該電子 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A扣I格（210X297公釐） -5- A8 B8 C8 D8 4 5 2 6 4 5 六、申請專利範圍 信號被獲得藉由一配置於該第一雷射及該第二雷射之外部 的光檢測器。 3 9 .如申請專利範圍第1至5項之任一項的迴轉儀 ，進一步包括一頻率/電壓轉換器電路。 40.如申請專利範圍第1至5項之任一項的迴轉儀 ，進一步包括一保護電路。 4 1 .—種迴轉儀，包括： 一第一雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第一雷射光束；及 一第二雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第二雷射光束： 該第一雷射具有一第一光學波導，該第二雷射具有一 第二光學波導，一第三光學波導被提供且光學地耦合至該 第一與第二光學波導之至少一部分^ 42 . —種迴轉儀，包括： 一第一雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第一雷射光束；及 一第二雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第二雷射光束； 該第一雷射具有一第一光學波導，該第二雷射具有一 第二光學波導，一第三光學波導被提洪且連接至該第一與 第二光學波導之至少一部分》 43· —種迴轉儀，包括： 一第一雷射’其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 本紙張尺度適用中固國家梂準（CNS ) Λ4说格（210X297公釐） (請先閏讀背面之注意事項再填寫本頁) •1T 經濟部智"'时邊局g(工消費合作钍印製 -6 - 452645 A8 08 C8 D8 經濟部智毪时是局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 之方向上的第一雷射光束；及 一第二雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第二雷射光束； 該第一雷射具有一第一光學波導，該第二雷射具有一 第二光學波導，該第一光學波導與該第二光學波導爲至少 部分共有的。 4 4 .如申請專利範圍第4 1至4 3項之任一項的迴 轉儀，其中該第一雷射光束與該第二雷射光束具有彼此不 同的個別振盪頻率。 4 5 .如申請專利範圍第4 4項之迴轉儀，其中一電 子信號被取出自至少該第一雷射與該第二雷射之一。 46 . —種迴轉儀，包括： 一第一雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第一雷射光束；及 一第二雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第二雷射光束； 一拍差信號檢測機構； 該第一雷射光束與該第二雷射光束具有不同的個別振 盪頻率且相互干擾。 4 7 .如申請專利範圍第4 6項之迴轉儀1其中該第 一雷射具有一第一光學波導且該第二雷射具有一第二光學 波導，該第一光學波導之至少一部分與該第二光學波導之 至少一部分被排列於附近。 4 8 ·如申請專利範圍第4 6項之迴轉儀’其中該第 m - I - - 1 - - I n _^_ - j— _ n - ..- I—* ◊-- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中困®家揉丰（CNS ) A4規格（2!〇X297公釐） 4 5 2 6 4 5 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 一雷射具有一第一光學波導且該第二雷射具有一第二光學 波導，一第三光學波導被提供且光學地耦合至該第一與第 二光學波導之至少一部分。 4 9 如申請專利範圍第4 6項之迴轉儀，其中該第 一雷射具有一第一光學波導且該第二雷射具有一第二光學 波導，該迺轉儀進—步包括一連接至該第一與第二光學波 導之至少一部分的第三光學波導。 5 0 ‘如申請專利範圍第4 6項之迴轉儀，其中該第 一雷射具有一第一光學波導且該第二雷射具有一第二光學 波導’該第一光學波導與該第二光學波導爲至少部分共有 的。 5 1 .如申請專利範圍第4 6項之迴轉儀，其中該拍 差信號檢測機構爲一種電壓信號檢測機構。 5 2 如申請專利範圍第4 6項之迴轉儀，其中該拍 差信號檢測機構檢測一施加至至少任一該第一雷射或該第 二雷射之電壓信號、一流經至少任一該第一雷射或該第二 雷射之電流信號、或者任一該第一雷射或該第二雷射之一 阻抗信號。 5 3 .如申請專利範圍第4 6項之迴轉儀1其中至少 任一該第一雷射或該第二雷射被提供以一電子終端來檢測 該拍差信號。 5 4 .如申請專利範圍第4 6項之迴轉儀，其中該拍 差信號檢測機構包含一配置於該第一雷射及該第二雷射之 外部的光檢測器。 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS >A4说格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -1Γ 經濟部智慧时4局S工消骨合作社印製 -8 - 45 2645 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 5 5 .如申請專利範圍第4 6項之迴轉儀，其中拍差 信號檢測機構包括一頻率/電壓轉換器電路。 ----------^------訂 (請先閱讀.背面之ΐχ意事項再填寫本f ) 5 6 ·如申請專利範圍第4 6項之迴轉儀，其中拍差 信號檢測機構包括一減法電路。 5 7 .如申請專利範圍第4 6項之迴轉儀，其中拍差 信號檢測機構包括一保護電路。 58.—種迴轉儀，包括： 一第一雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第一雷射光束； 一第二雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第二雷射光束；及 一光檢測器以接收該第一及第二雷射光束； 該第一雷射光束與該第二雷射光束具有不同的個別振 盪頻率且相互干擾。 依據本發明，亦有提供一種迴轉儀，包括： 一第一雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第一雷射光束；及 經.濟部智慧財是局員工消费合作社印製 一第二雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第二雷射光束： 該第一雷射光束與該第二雷射光束具有不同的個別振 盪頻率且相互干擾。 5 9 .如申請專利範圍第5 8項之迴轉儀|其中該第 一雷射具有一第一光學波導且該第二雷射具有一第二光學 波導，該第一光學波導之至少一部分與該第二光學波導之 本紙張尺度適用中國國家檁準{ CNS ) A4说格（2丨OXW7公嫠） -9- Α8 BS C8 D8 452645 六、申請專利範圍 至少一部分被排列於附近。 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 0 如申g靑專利範圍第5 8項之迴轉儀，其中該第 一雷射具有一第一光學波導且該第二雷射具有一第二光學 波導，一第三光學波導被提供且光學地耦合至該第一與第 二光學波導之至少一部分。 6 1 ·如申請專利範圍第5 8項之迴轉儀，其中該第 一雷射具有一第一光學波導且該第二雷射具有一第二光學 波導，該迴轉儀進一步包括一連接至該第一與第二光學波 導之至少一部分的第三光學波導。 6 2 .如申請專利範圍第5 8項之迴轉儀，其中該第 一雷射具有一第一光學波導且該第二雷射具有一第二光學 波導，該第一光學波導與該第二光學波導爲至少部分共有 的。 6 3 .如申請專利範圍第5 8項之迴轉儀，其中該光 檢測器同時地接收該第一雷射光束及該第二雷射光束3 6 4 .如申請專利範圍第5 8項之迴轉儀，其中一拍 差信號被檢測藉由取出一電子信號自該光檢測器。 "濟部智总財產忌資工消贽合作社印災 6 5 如申請專利範圍第5 8至6 2項之任一項的迴 轉儀，其中該第一雷射光束與該第二雷射光束具有彼此不 同的個別振盪頻率。 6 6 .如申請專利範圍第6 5項之迴轉儀，其中該第 一雷射光束與該第二雷射光束顯示1 Ο Ο Η z以上之~~振 盪頻率差異。 6 7 .如申請專利範圍第6 5項之迴轉儀，其中該第 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4*i格（210X297公釐） 10 - Α8 Β8 C8 D8 45 26 45 六、申請專利範圍 —雷射光束與該第二雷射光束顯示1 k Η Z以上之一振邊 頻率差異。 (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 8 .如申請專利範圍第6 5項之迴轉儀’其中該第 一雷射光束與該第二雷射光束顯示1 〇 k Η ζ以上之一振 盪頻率差異。 6 9 ·如申請專利範圍第6 2至6 4項之任一項的迴 轉儀’其中該第一雷射光束與該第二雷射光束傳播以相反 之方向。 7 ◦•如申請專利範圍第6 2至6 4項之任一項的迴 轉儀，其中該第一雷射光束與該第二雷射光束傳播以一相 同之方向。 7 1 .如申請專利範圍第62至6 4項之任—項的迴 轉儀’其中電流被個別地注入該第一雷射及該第二雷射以 不同的強度。 7 2 .如申請專利範圍第6 2至6 4項之任—項的迴 轉儀，其中電壓被個別地施加至該第一雷射及該第二雷射 以不同的電位位準。 經濟部智慧財4局員工消脅合作社印製 7 3 .如申請專利範圍第6 2至6 4項之任一項的迴 轉儀，其中該第一雷射與該第二雷射具有彼此不同之個別 的光學路徑長度。 7 4 ·如申請專利範圍第6 2至6 4項之任一項的迴 轉儀，其中該第一雷射與該第二雷射具有個別的光學波導 ，其具有彼此不同的長度。 7 5 .如申請專利範圍第6 2至6 4項之任一項的迴 本紙张尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4«L格（210Χ297公* ) -11 - 452645 Λ8 B8 C8 D8 經濟部智"·財是局肖工消骨合作社印製 六、申請專利範圍 轉儀1其中該第一雷射及該第二雷射之光學波導爲環狀的 〇 7 6 如申請專利範圍第7 5項之迴轉儀’其中該第 一雷射具有一第一光學波導且該第二雷射具有一第二光學 波導，該第一光學波導與該第二光學波導具有一不對稱之 錐形區域。 7 7 ·如申請專利範圍第7 5項之迴轉儀，其中該錐 开多區域包含一第一錐形段（section )及一第二錐形段，且 任一第一錐形段或第二錐形段形成一 9 0°之角度與其具 有一恆定寬度的光學波導之一部分。 7 8 ·如申請專利範圍第6 2至6 4項之任一項的迴 轉儀，其中該第一雷射具有一第一光學波導且該第二雷射 具有一第二光學波導，該第一與第二光學波導具有個別的 光學元件能夠區別以某一方向傳播之雷射光束的傳輸損失 與以相反方向傳播之雷射光束的傳輸損失。 7 9 .如申請專利範圍第6 3項之迴轉儀，其中該第 一光學波導之至少一部分被配置於附近且於該第二雷射光 束之穿透深度內。 8 0 .如申請專利範圍第6 5項之迴轉儀，其中該第 一雷射光束與該第二雷射光束傳播以相反之方向。 8 1 .如申請專利範圍第6 5項之迴轉儀，其中該第 一雷射光束與該第二雷射光束傳播以一相同之方向。 8 2 ·如申請專利範圍第6 5項之迴轉儀，其中電流 被個別地注入該第一雷射及該第二雷射以不同的強度。 紙張尺度適用中國國家揉率（CNS > A4说格（210X297公釐） ~" -12- n 1 i n I— It n - I n I _ _ n T ^ i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 5 26 45 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範園 8 3 .如申請專利範圍第6 5項之迴轉儀，其中電壓 被個別地施加至該第一雷射及該第二雷射以不同的電位位 準。 8 4 如申請專利範圍第6 5項之迴轉儀，其中該第 一雷射與該第二雷射具有彼此不同之個別的光學路徑長度 經濟部4曰慧財.4局3工消#合作杜印敦 8 5 .如申請專利範圍第6 5項之迴轉儀，其中該第 一雷射與該第二雷射具有個別的光學波導，其具有彼此不 同的長度。 8 6 .如申請專利範圍第6 5項之迴轉儀，其中該第 一雷射及該第二雷射之光學波導爲環狀的。 8 7 .如申請專利範圍第8 6項之迴轉儀，其中該第 一雷射具有一第一光學波導且該第二雷射具有一第二光學 波導，該第一光學波導與該第二光學波導具有一不對稱之 錐形區域。 8 8 .如申請專利範圍第8 6項之迴轉儀，其中該錐 形區域包含一第一錐形段（section )及一第二錐形段，且 任一第一錐形段或第二錐形段形成一90°之角度與其具 有一恆定寬度的光學波導之一部分。 .如申請專利範圍第 項 之迴轉儀，其中該第 雷射具有一第一光學波導且該第二雷射具有一第二光學 別的光學元件能夠區 損失與以相反方向傳 波導，該第一與第二光學波導具有個 別以某一方向傳播之雷射光束的傳輸 潘之雷射光束的傳輸損失。 本紙法尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X 297公釐} (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -13- 452645 ?* D8 六、申請專利範圍 90·—種迴轉儀，包括： 一第一雷射’其能夠產生傳播於作爲操作之—主模式 之方向上的第一雷射光束；及 —第二雷射，其能夠產生傳播於作爲操作之一主模式 之方向上的第二雷射光束； 該第一雷射光束與該第二雷射光束具有不同的個別振 盪頻率且相互干擾。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財走局貞工消費合作社印製 未紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS ) A4洗格（2丨0><297公釐） -14-