JPH04232419A - 導波管共振器装置およびマイクロ光学薄膜ジャイロ - Google Patents
導波管共振器装置およびマイクロ光学薄膜ジャイロInfo
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- JPH04232419A JPH04232419A JP3139050A JP13905091A JPH04232419A JP H04232419 A JPH04232419 A JP H04232419A JP 3139050 A JP3139050 A JP 3139050A JP 13905091 A JP13905091 A JP 13905091A JP H04232419 A JPH04232419 A JP H04232419A
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- H—ELECTRICITY
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- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
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- H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
- H01S3/083—Ring lasers
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12004—Combinations of two or more optical elements
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に光学導波管共振器
装置に関し、特に、マイクロ光学薄膜ジャイロに用いら
れる集積された光学共振器装置およびマイクロ光学薄膜
ジャイロに関する。
装置に関し、特に、マイクロ光学薄膜ジャイロに用いら
れる集積された光学共振器装置およびマイクロ光学薄膜
ジャイロに関する。
【０００２】
【従来の技術】１９８２年４月２７日に発行されたＵＳ
Ｐ４，３２６，８０３および１９８７年６月２３日に発
行されたＵＳＰ４，６７４，８８１はマイクロ光学ジャ
イロ（以下ＭＯＧという）として知られる薄膜レーザジ
ャイロを開示している。このＭＯＧは、閉じた実質的に
円形の光学信号の伝播通路を提供する薄膜受動共振器導
波管を含んでいる。共振器導波管は基板表面上またはそ
の内部に形成され、典型的には深さ１〜２ミクロン、幅
５〜１０ミクロンで、全体直径は略１０ｃｍである。
Ｐ４，３２６，８０３および１９８７年６月２３日に発
行されたＵＳＰ４，６７４，８８１はマイクロ光学ジャ
イロ（以下ＭＯＧという）として知られる薄膜レーザジ
ャイロを開示している。このＭＯＧは、閉じた実質的に
円形の光学信号の伝播通路を提供する薄膜受動共振器導
波管を含んでいる。共振器導波管は基板表面上またはそ
の内部に形成され、典型的には深さ１〜２ミクロン、幅
５〜１０ミクロンで、全体直径は略１０ｃｍである。
【０００３】共振器のフィネス（ｆｉｎｅｓｓｅ）はｑ
で表わされ、共振器の品質ファクタの測度である。フィ
ネスは以下の式に従い決定される。 ｑ ＝ ＦＳＲ／Ｌ ここで、ＦＳＲは共振器の自由スペクトル範囲であり、
Ｌは共振曲線の隣合う１／２強度点の線幅である。
で表わされ、共振器の品質ファクタの測度である。フィ
ネスは以下の式に従い決定される。 ｑ ＝ ＦＳＲ／Ｌ ここで、ＦＳＲは共振器の自由スペクトル範囲であり、
Ｌは共振曲線の隣合う１／２強度点の線幅である。
【０００４】高フィネス共振器装置は、光損失が数％以
下に保たれるときにのみ実現できる。したがって、誘電
導波管の分布損失は約１０−２〜１０−３ｄＢ／ｃｍに
抑える必要がある。１０ｃｍのリングの場合、誘導損失
は従って０．３ｄＢ〜０．０３ｄＢである。例として、
５×１０−３ｄＢ／ｃｍの場合、導波損失は０．１６ｄ
Ｂまたは３．７％である。その結果、１％の入出力カプ
リングを想定すると、純度は略１００である。
下に保たれるときにのみ実現できる。したがって、誘電
導波管の分布損失は約１０−２〜１０−３ｄＢ／ｃｍに
抑える必要がある。１０ｃｍのリングの場合、誘導損失
は従って０．３ｄＢ〜０．０３ｄＢである。例として、
５×１０−３ｄＢ／ｃｍの場合、導波損失は０．１６ｄ
Ｂまたは３．７％である。その結果、１％の入出力カプ
リングを想定すると、純度は略１００である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、５×１
０−３の導波損失は従来の受動共振器導波管を用いて得
ることは困難である。１９７６年８月１０日に発行され
たＵＳＰ３，９７４，４５４（発明の名称：レーザ増幅
器）において、ビー・ステュレル（Ｂ．Ｓｔｕｒｅｌ）
はネオジム（Ｎｄ）ガラス光増幅器を回析効果を最小に
する特別の方法で、一定の形にするという改良について
述べている。
０−３の導波損失は従来の受動共振器導波管を用いて得
ることは困難である。１９７６年８月１０日に発行され
たＵＳＰ３，９７４，４５４（発明の名称：レーザ増幅
器）において、ビー・ステュレル（Ｂ．Ｓｔｕｒｅｌ）
はネオジム（Ｎｄ）ガラス光増幅器を回析効果を最小に
する特別の方法で、一定の形にするという改良について
述べている。
【０００６】１９８７年６月３０日に発行されたＵＳＰ
４，６７６，５８３（発明の名称：アジシティシャス（
Ａｄｓｃｉｔｉｔｉｏｕｓ）共振器）において、ジェイ
・ダブリュウ・ヒックス・ジュニアはファイバ光共振器
および利得物質、例えばネオジム（Ｎｄ）でドープした
アジシティシャスキャビティについて述べている。しか
しながら、この議論はファイバ光学データバスから特定
の波長の光をろ波または吸収することとの関係で行なわ
れているものである。
４，６７６，５８３（発明の名称：アジシティシャス（
Ａｄｓｃｉｔｉｔｉｏｕｓ）共振器）において、ジェイ
・ダブリュウ・ヒックス・ジュニアはファイバ光共振器
および利得物質、例えばネオジム（Ｎｄ）でドープした
アジシティシャスキャビティについて述べている。しか
しながら、この議論はファイバ光学データバスから特定
の波長の光をろ波または吸収することとの関係で行なわ
れているものである。
【０００７】従って、本発明の目的は、高いフィネスを
有する導波管共振器装置およびマイクロ光学ジャイロを
提供することにある。他の目的は、予め設定された再生
利得（減衰量を補うための利得）を有する光学路を持つ
導波管共振器装置およびマイクロ光学ジャイロを提供す
ることにある。
有する導波管共振器装置およびマイクロ光学ジャイロを
提供することにある。他の目的は、予め設定された再生
利得（減衰量を補うための利得）を有する光学路を持つ
導波管共振器装置およびマイクロ光学ジャイロを提供す
ることにある。
【０００８】さらに他の目的は、再生利得を提供するた
めのＮｄがドープされたガラスからなる光学路を有する
導波管共振器装置およびマイクロ光学ジャイロを提供す
ることにある。
めのＮｄがドープされたガラスからなる光学路を有する
導波管共振器装置およびマイクロ光学ジャイロを提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】マイクロ光学薄膜ジャイ
ロにおいて、基板表面内に形成された光伝送路を有する
導波路共振器構造により上述の問題点は解決され、本発
明の目的は達成されるものである。本発明の一実施例に
おいては、この伝送路にはこの通路を経て伝播する予め
決められた波長の放射に対して再生利得を与えるための
一定量のドーパントを含んでいる。ドーパントは一定濃
度のもので、通路全体に亘り実質的に均一に分布されて
いる。例えば、基板はネオジムでドープされたガラスか
らなる。ポンプ源（ｐｕｍｐ ｓｏｕｒｃｅ）は通路に
対して光学的にカップルされドーパントを励起して光を
放射させる。 本発明の一実施例によれば、ポンプ源は、予め決められ
た波長が１．０６ミクロンであるネオジムでドープされ
たガラスの例では、その波長の約半分である約０．５ミ
クロンから約０．８ミクロンの波長の光を放射する。
ロにおいて、基板表面内に形成された光伝送路を有する
導波路共振器構造により上述の問題点は解決され、本発
明の目的は達成されるものである。本発明の一実施例に
おいては、この伝送路にはこの通路を経て伝播する予め
決められた波長の放射に対して再生利得を与えるための
一定量のドーパントを含んでいる。ドーパントは一定濃
度のもので、通路全体に亘り実質的に均一に分布されて
いる。例えば、基板はネオジムでドープされたガラスか
らなる。ポンプ源（ｐｕｍｐ ｓｏｕｒｃｅ）は通路に
対して光学的にカップルされドーパントを励起して光を
放射させる。 本発明の一実施例によれば、ポンプ源は、予め決められ
た波長が１．０６ミクロンであるネオジムでドープされ
たガラスの例では、その波長の約半分である約０．５ミ
クロンから約０．８ミクロンの波長の光を放射する。
【００１０】
【作用】結果として得られた再生可能な共振器は、散乱
、放射および吸収により失われる光信号を補償するため
に共振器に少量の利得を与えることによりＭＯＧで用い
られる集積型光共振器装置の品質を改良する。
、放射および吸収により失われる光信号を補償するため
に共振器に少量の利得を与えることによりＭＯＧで用い
られる集積型光共振器装置の品質を改良する。
【００１１】
【実施例】以下、本発明による再生可能な受動共振器の
実施例を図面を参照して詳述する。 以下の説明によ
り、高フィネスの導波路共振器は誘導放出による再生利
得を付加する活性物質で導波管をドープして得られるも
のであることを明らかにする。
実施例を図面を参照して詳述する。 以下の説明によ
り、高フィネスの導波路共振器は誘導放出による再生利
得を付加する活性物質で導波管をドープして得られるも
のであることを明らかにする。
【００１２】得られる再生可能な共振器は、散乱、放射
および吸収により失われる信号をオフセットするために
、共振器内に少量の利得をもたらしてＭＯＧで使用され
る集積された光学共振器の品質を改善する。ＭＯＧ導波
管は、ネオジムのような希土類元素でドープされ、Ｇａ
ＡｌＡｓのＣＷダイオードレーザにより光学的にポンプ
（励起）されることが望ましい。しかしながら、共振導
波管に予め決められた一定量の利得をもたらすことので
きる方法であれば、他の方法で再生を与えることも可能
である。
および吸収により失われる信号をオフセットするために
、共振器内に少量の利得をもたらしてＭＯＧで使用され
る集積された光学共振器の品質を改善する。ＭＯＧ導波
管は、ネオジムのような希土類元素でドープされ、Ｇａ
ＡｌＡｓのＣＷダイオードレーザにより光学的にポンプ
（励起）されることが望ましい。しかしながら、共振導
波管に予め決められた一定量の利得をもたらすことので
きる方法であれば、他の方法で再生を与えることも可能
である。
【００１３】ＭＯＧの動作は、共振器内のロス量に直接
依存する。従って、再生の主要目的は、往復ロスを少な
くすることである。しかしながら、再生量が過度である
と、往復利得は往復ロスを越え、導波管はリングレーザ
として共振する。この状態で、相互に反対方向に伝播す
る伝播波は低回転率でともにロックしてしまい、これに
よりジャイロを不作動にしてしまう。
依存する。従って、再生の主要目的は、往復ロスを少な
くすることである。しかしながら、再生量が過度である
と、往復利得は往復ロスを越え、導波管はリングレーザ
として共振する。この状態で、相互に反対方向に伝播す
る伝播波は低回転率でともにロックしてしまい、これに
よりジャイロを不作動にしてしまう。
【００１４】図１ａはＭＯＧ１０の一部平面図である。
ＭＯＧ１０は基板１２内に形成され、共振器導波管１４
を含む。この共振器導波管１４は、一定レベルの光学利
得を与えるために選ばれた物質でドープされた光学物質
から成る。例としては、図１ｂにも関連するが、基板１
２はネオジムのような希土類の分子１２ａとともにドー
プされたガラスから成る。ネオジムでドープされたガラ
ス内では、共振器導波管１４は領域１２ｂの外側のガラ
スより高い屈折率を有する領域１２ｂで規定される。導
波管１４の典型的大きさは、深さ約１〜２ミクロン、幅
約５〜１０ミクロンで、全体直径は３〜１０ｃｍの範囲
内である。
を含む。この共振器導波管１４は、一定レベルの光学利
得を与えるために選ばれた物質でドープされた光学物質
から成る。例としては、図１ｂにも関連するが、基板１
２はネオジムのような希土類の分子１２ａとともにドー
プされたガラスから成る。ネオジムでドープされたガラ
ス内では、共振器導波管１４は領域１２ｂの外側のガラ
スより高い屈折率を有する領域１２ｂで規定される。導
波管１４の典型的大きさは、深さ約１〜２ミクロン、幅
約５〜１０ミクロンで、全体直径は３〜１０ｃｍの範囲
内である。
【００１５】導波管領域１２ｂはガラス基板１２中にイ
オン交換法その他の適当な方法により形成される。図示
の例においては、入力カプラ導波管１６および出力カプ
ラ導波管１８が共振器導波管１４の近くに設けられてお
り、共振器導波管１４内へ光学エネルギーを導入し、あ
るいは、共振器導波管１４から光学エネルギーを導出す
るために、それぞれ光学エネルギーをカップリングして
いる。図１ａは伝送モード動作として知られているもの
を示している。例えば、入力カプラ１６は１．０６ミク
ロンの共振プローブ（ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｐｒｏｂｅ
）（λＲ）と共働する波長を有する放射を伝播する。
オン交換法その他の適当な方法により形成される。図示
の例においては、入力カプラ導波管１６および出力カプ
ラ導波管１８が共振器導波管１４の近くに設けられてお
り、共振器導波管１４内へ光学エネルギーを導入し、あ
るいは、共振器導波管１４から光学エネルギーを導出す
るために、それぞれ光学エネルギーをカップリングして
いる。図１ａは伝送モード動作として知られているもの
を示している。例えば、入力カプラ１６は１．０６ミク
ロンの共振プローブ（ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｐｒｏｂｅ
）（λＲ）と共働する波長を有する放射を伝播する。
【００１６】他の励起例としては、１個のカプラ（図３
の２４）を用いるものがあり、この場合、共振器は反射
モードで用いられる。伝送モードにおいては検知器を用
いて最大値を求め、他方、反射モードでは、検知器は最
小値を求めるために用いられる。 本発明の一実施
例においては、導波管領域１２ｂにドープする利得物質
を刺激するために、入力カプラも光学ポンプ（λＰ）、
例えば０．８ミクロンと関連する波長を有する放射を伝
播する。Ｎｄイオンがポンプ放射を強く吸収し、検知器
でのポンプ強度を弱くする。
の２４）を用いるものがあり、この場合、共振器は反射
モードで用いられる。伝送モードにおいては検知器を用
いて最大値を求め、他方、反射モードでは、検知器は最
小値を求めるために用いられる。 本発明の一実施
例においては、導波管領域１２ｂにドープする利得物質
を刺激するために、入力カプラも光学ポンプ（λＰ）、
例えば０．８ミクロンと関連する波長を有する放射を伝
播する。Ｎｄイオンがポンプ放射を強く吸収し、検知器
でのポンプ強度を弱くする。
【００１７】他の実施例においては、光学ポンプ放射は
矢印Ａで示すように導波管１４の利得物質に対して均一
に行なわれる。この場合は、検知器におけるポンプ光強
度が最小になり、これによりジャイロの感度を上げると
いう利点がある。いずれの実施例においてもポンプ放射
は、共振器導波管１４の共振波長である波長でなく、ド
ーパント（微量添加物）によって吸収される波長を有す
るものを選ぶ。
矢印Ａで示すように導波管１４の利得物質に対して均一
に行なわれる。この場合は、検知器におけるポンプ光強
度が最小になり、これによりジャイロの感度を上げると
いう利点がある。いずれの実施例においてもポンプ放射
は、共振器導波管１４の共振波長である波長でなく、ド
ーパント（微量添加物）によって吸収される波長を有す
るものを選ぶ。
【００１８】共振器導波管１４の構成例としては、ホー
ヤ株式会社その他で製造されたタイプのネオジムでドー
プされたガラスからなる基板１２を挙げることができる
。例として、ネオジムでドープされたシングルモードの
光ファイバは、ＹＯＲＫ社から供給を受けることができ
る。このファイバは、Ｎｄ３＋イオンを含むＳｉＯ２−
ＧｅＯ２ガラスのコア組成を有する。導波管領域１２ｂ
はイオン交換法で形成するのが望ましく、深さ４〜７ミ
クロンで、基板１２の頂表面での幅約５〜８ミクロンで
ある。導波管１４の直径は必要なＭＯＧ性能に応じて３
〜１０ｃｍ程度の範囲で選択される。
ヤ株式会社その他で製造されたタイプのネオジムでドー
プされたガラスからなる基板１２を挙げることができる
。例として、ネオジムでドープされたシングルモードの
光ファイバは、ＹＯＲＫ社から供給を受けることができ
る。このファイバは、Ｎｄ３＋イオンを含むＳｉＯ２−
ＧｅＯ２ガラスのコア組成を有する。導波管領域１２ｂ
はイオン交換法で形成するのが望ましく、深さ４〜７ミ
クロンで、基板１２の頂表面での幅約５〜８ミクロンで
ある。導波管１４の直径は必要なＭＯＧ性能に応じて３
〜１０ｃｍ程度の範囲で選択される。
【００１９】一例として、導波管のロスを−０．１ｄＢ
／ｃｍとすると、活性ドーパント１２ａは全導波管分布
ロスが上に述べたような例えば５×１０−３ｄＢ／ｃｍ
のような所望の値に近づくように＋０．０９５ｄＢ／ｃ
ｍの利得を与えることを要する。この例では、＋０．０
９５−０．１＝−０．００５ｄＢ／ｃｍである。この必
要な利得量は、種々の方法で得ることができる。最も簡
単なものとしては、上で述べたドーパントとしてＮｄ３
＋のような公知のレージング（ｌａｓｉｎｇ）物質を加
える方法である。ドーパントは導波管の材料中で分散さ
せられ、フラッシュランプやＬＥＤのような従来のコヒ
ーレントでない光源により光学的に励起される。必要で
あれば、コヒーレントなポンプ源、例えば、ＧａＡｌＡ
ｓダイオードレーザを用いることもできる。ドーパント
からの自然放出により共振器導波管１４の背景ノイズが
増加するので、ドーパント濃度は低い値にセットするこ
とが望ましい。その結果、フィネスの改善度には限度が
ある。しかしながら、比較的低いドーパント濃度のもの
でも、得られる量でＭＯＧの動作を顕著に改善すること
ができる。
／ｃｍとすると、活性ドーパント１２ａは全導波管分布
ロスが上に述べたような例えば５×１０−３ｄＢ／ｃｍ
のような所望の値に近づくように＋０．０９５ｄＢ／ｃ
ｍの利得を与えることを要する。この例では、＋０．０
９５−０．１＝−０．００５ｄＢ／ｃｍである。この必
要な利得量は、種々の方法で得ることができる。最も簡
単なものとしては、上で述べたドーパントとしてＮｄ３
＋のような公知のレージング（ｌａｓｉｎｇ）物質を加
える方法である。ドーパントは導波管の材料中で分散さ
せられ、フラッシュランプやＬＥＤのような従来のコヒ
ーレントでない光源により光学的に励起される。必要で
あれば、コヒーレントなポンプ源、例えば、ＧａＡｌＡ
ｓダイオードレーザを用いることもできる。ドーパント
からの自然放出により共振器導波管１４の背景ノイズが
増加するので、ドーパント濃度は低い値にセットするこ
とが望ましい。その結果、フィネスの改善度には限度が
ある。しかしながら、比較的低いドーパント濃度のもの
でも、得られる量でＭＯＧの動作を顕著に改善すること
ができる。
【００２０】図２は、再生のある場合と、ない場合の両
方について共振器を介して伝送されるパワーを比較する
グラフであり、特に、再生なしの導波管に対して（曲線
Ｂ）再生がある導波管（曲線Ａ）の共振器フィネスに関
する利得の影響を示すグラフである。図３は、反射モー
ドで動作するＭＯＧ２０の平面図である。ＭＯＧ２０は
放射分配システム２４ａへ共振器カプラ２４を有する共
振器２２を含んでいる。分配システム２４ａは３ｄｂス
プリッタ２８へ、その出力光を出力するレーザ２６を含
んでいる。スプリッタ２８からの光はホーン状セクショ
ン２８ａと２８ｂに送られる。レーザ２６は、８４０ｎ
ｍで作動するＧａＡｌＡｓレーザダイオードであっても
よい。レーザ放射は、反時計方向（ＣＣＷ）検知器３０
および時計方向（ＣＷ）検知器３２にもたらされる。Ｃ
Ｗ検知器３２の出力は、ドライバ３４に供給され、レー
ザ２６の動作をサーボ制御する。ＭＯＧ２０は、レーザ
放射を変調するためにホーン部２８ａ、２８ｂの近くに
配されたＣＣＷ周波数シフト回路３６およびＣＷ周波数
シフト回路３８を含んでいる。各周波数シフト回路３６
、３８は、酸化亜鉛パッド４０から成り、その上に表面
弾性波（ＳＡＷ）トランスジューサ４２が形成されてい
る。ＣＣＷ検知器３０の出力は電圧制御発振器（ＶＣＯ
）４４に供給され、周波数シフト回路３８を駆動するＲ
Ｆ周波数（ｆ２）を変える。
方について共振器を介して伝送されるパワーを比較する
グラフであり、特に、再生なしの導波管に対して（曲線
Ｂ）再生がある導波管（曲線Ａ）の共振器フィネスに関
する利得の影響を示すグラフである。図３は、反射モー
ドで動作するＭＯＧ２０の平面図である。ＭＯＧ２０は
放射分配システム２４ａへ共振器カプラ２４を有する共
振器２２を含んでいる。分配システム２４ａは３ｄｂス
プリッタ２８へ、その出力光を出力するレーザ２６を含
んでいる。スプリッタ２８からの光はホーン状セクショ
ン２８ａと２８ｂに送られる。レーザ２６は、８４０ｎ
ｍで作動するＧａＡｌＡｓレーザダイオードであっても
よい。レーザ放射は、反時計方向（ＣＣＷ）検知器３０
および時計方向（ＣＷ）検知器３２にもたらされる。Ｃ
Ｗ検知器３２の出力は、ドライバ３４に供給され、レー
ザ２６の動作をサーボ制御する。ＭＯＧ２０は、レーザ
放射を変調するためにホーン部２８ａ、２８ｂの近くに
配されたＣＣＷ周波数シフト回路３６およびＣＷ周波数
シフト回路３８を含んでいる。各周波数シフト回路３６
、３８は、酸化亜鉛パッド４０から成り、その上に表面
弾性波（ＳＡＷ）トランスジューサ４２が形成されてい
る。ＣＣＷ検知器３０の出力は電圧制御発振器（ＶＣＯ
）４４に供給され、周波数シフト回路３８を駆動するＲ
Ｆ周波数（ｆ２）を変える。
【００２１】本発明によれば、円形共振器２２はＮｄ３
＋イオンを含むように構成され、これにより、共振器２
２の導波管を経て放射伝播する光に再生利得を供給する
。 ポンプ放射源は、共振器２２の導波管に供給され、Ｎｄ
３＋イオンを刺激する。ポンプ照射は共振波長１．０６
ミクロンのＮｄ３＋ドープガラス共振導波管２２の場合
、その約半分の波長である約０．５ミクロン〜０．８ミ
クロンの範囲内の波長を有する。ポンプ波長として、共
振器２２の共振周波数と異なるものが選ばれる。
＋イオンを含むように構成され、これにより、共振器２
２の導波管を経て放射伝播する光に再生利得を供給する
。 ポンプ放射源は、共振器２２の導波管に供給され、Ｎｄ
３＋イオンを刺激する。ポンプ照射は共振波長１．０６
ミクロンのＮｄ３＋ドープガラス共振導波管２２の場合
、その約半分の波長である約０．５ミクロン〜０．８ミ
クロンの範囲内の波長を有する。ポンプ波長として、共
振器２２の共振周波数と異なるものが選ばれる。
【００２２】図示の伝送モードおよび反射モードの実施
例のいずれについても、ドーパントが過度の利得を与え
ると、導波管共振器は受動装置ではなく、リングレーザ
として機能し、ロックインの発生が予想される。しかし
、適当に選択されたドーパント濃度の受動再生状態では
、ロックインが起こることはない。この点で、ドーパン
ト濃度は共振器導波管の形態や、直径や受容可能なノイ
ズや、作動周波数や他の利用特性、仕様等の関数として
最適のものが選ばれる。一般にドーパント濃度はできる
だけ低くして吸収を少なくし、しかも、導波管損失を保
障するために十分な再生利得を提供するものに選択され
なければならない。
例のいずれについても、ドーパントが過度の利得を与え
ると、導波管共振器は受動装置ではなく、リングレーザ
として機能し、ロックインの発生が予想される。しかし
、適当に選択されたドーパント濃度の受動再生状態では
、ロックインが起こることはない。この点で、ドーパン
ト濃度は共振器導波管の形態や、直径や受容可能なノイ
ズや、作動周波数や他の利用特性、仕様等の関数として
最適のものが選ばれる。一般にドーパント濃度はできる
だけ低くして吸収を少なくし、しかも、導波管損失を保
障するために十分な再生利得を提供するものに選択され
なければならない。
【００２３】以上、本発明を好適な実施例について説明
したが、形式および詳細については、本発明の範囲およ
び精神から逸脱することなしに変形が可能であることは
当業者に理解されるであろう。
したが、形式および詳細については、本発明の範囲およ
び精神から逸脱することなしに変形が可能であることは
当業者に理解されるであろう。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、導
波管による光の減衰を補うことが可能である。また、高
いフィネスを有する導波管共振器装置およびマイクロ光
学ジャイロを提供することができる。
波管による光の減衰を補うことが可能である。また、高
いフィネスを有する導波管共振器装置およびマイクロ光
学ジャイロを提供することができる。
【図１】図１ａは、共振器導波管を示すＭＯＧの一部を
正確な比率ではなく示した平面概略図である。図１ｂは
、図１ａに示した共振器導波管の断面図である。
正確な比率ではなく示した平面概略図である。図１ｂは
、図１ａに示した共振器導波管の断面図である。
【図２】再生のある場合とない場合の両方について共振
器を介して伝送されるパワーを対比して示す図で、特に
、共振器のフィネスに関する再生利得の影響を示す図で
ある。
器を介して伝送されるパワーを対比して示す図で、特に
、共振器のフィネスに関する再生利得の影響を示す図で
ある。
【図３】本発明によるＭＯＧの平面概略図である。
１０、２０…ＭＯＧ
１２…基板
１４…共振導波管
１６…入力カプラ
１８…出力カプラ
２２…共振器
２４…カプラ
２６…レーザ
２８…スプリッタ
３０、３２…検知器
３４…ドライバ
３６、３８…周波数シフト回路
４０…パッド
４２…トランスジューサ
４４…電圧制御発振器
Claims (15)
- 【請求項１】基板表面の内部又は前記基板表面上に形成
された光学伝送路を有し、前記光学伝送路は、前記光学
伝送路を介して伝播する予じめ定められた波長の光に対
して予じめ定められた量の再生利得を与える利得付与手
段を備えていることを特徴とする導波管共振器装置。 - 【請求項２】前記利得付与手段は、前記基板内部に均一
に分布された予じめ定められた濃度のドーパントを有す
ることを特徴とする請求項１記載の導波管共振器装置。 - 【請求項３】前記ドーパントは希土類元素を含むことを
特徴とする請求項２記載の導波管共振器装置。 - 【請求項４】前記予じめ定められた波長は約１．０６ミ
クロンであり、前記ドーパントはネオジムを含むことを
特徴とする請求項２記載の導波管共振器装置。 - 【請求項５】前記ドーパントが光を放射するように励起
するために前記伝送路に光学的に結合された手段を備え
て成ることを特徴とする請求項２記載の導波管共振器装
置。 - 【請求項６】前記利得付与手段は、前記伝送路に光学的
に結合され、関係するレージングしきい値エネルギ以下
で動作させられるレーザダイオード手段から成ることを
特徴とする請求項１記載の導波管共振器装置。 - 【請求項７】光学通路を規定し基板内部に形成された導
波管共振器と、前記光学通路に設けられ、前記光学通路
を介して伝播する予じめ定められた波長の光に対する再
生利得を与える利得付与手段とを備え、前記利得付与手
段は、前記光学通路に沿って分布された光学的に励起可
能なドーパント物質から成ることを特徴とするマイクロ
光学薄膜ジャイロ。 - 【請求項８】光学通路を規定し基板内部に形成された導
波管共振器と、前記光学通路に設けられ、前記光学通路
を介して伝播する予じめ定められた波長の光に対する再
生利得を与える利得付与手段とを備え、前記利得付与手
段は、前記光学通路に沿って分布された光学的に励起可
能なドーパント物質から成ることを特徴とする導波管共
振器装置。 - 【請求項９】前記基板はその内部に形成された光学通路
を有し、Ｎｄ３＋をドーパントとしてドープされたガラ
スから成ることを特徴とする請求項８記載の導波管共振
器装置。 - 【請求項１０】前記ドーパントが光を放射するように励
起するために前記光学通路に光学的に結合されたポンプ
源手段を備えて成り、前記ポンプ源手段は共振波長以外
の波長で放射を与えることを特徴とする請求項９記載の
導波管共振器装置。 - 【請求項１１】前記ドーパントが光を放射するように励
起するために前記光学通路に光学的に結合されたポンプ
源手段を備えて成り、前記ポンプ源手段は約０．５ミク
ロンから約０．８ミクロンの範囲内の波長で放射を与え
ることを特徴とする請求項９記載の導波管共振器装置。 - 【請求項１２】複数の光学カプラを含み、伝送モードで
作動されることを特徴とする請求項８記載の導波管共振
器装置。 - 【請求項１３】単一の光学カプラを含み、反射モードで
作動されることを特徴とする請求項８記載の導波管共振
器装置。 - 【請求項１４】前記光学通路がこの通路外の物質の屈折
率より高い屈折率を有するように、前記基板はその内部
にイオン交換法で形成された光学通路を有するＮｄ３＋
でドープされたガラスから成ることを特徴とする請求項
８記載の導波管共振器装置。 - 【請求項１５】光学通路を構成し、Ｎｄ３＋でドープさ
れたガラスから成る基板内部に形成された円形の導波管
共振器から成り、前記光学通路は内部に相互に反対方向
に伝播する２個の放射ビームを閉じ込めるために、前記
光学通路外の物質の屈折率より高い屈折率を有し、前記
光学通路内部にＮｄ３＋でドープされたガラス物質を励
起する手段を含みこれにより導波管の光学損失の補償の
ために、前記２個の放射ビームに対して再生利得を与え
るように構成されたマイクロ光学薄膜ジャイロ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/538,370 US5123027A (en) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | Regenerative passive resonator |
| US07/538370 | 1990-06-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04232419A true JPH04232419A (ja) | 1992-08-20 |
Family
ID=24146646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3139050A Withdrawn JPH04232419A (ja) | 1990-06-13 | 1991-06-11 | 導波管共振器装置およびマイクロ光学薄膜ジャイロ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5123027A (ja) |
| JP (1) | JPH04232419A (ja) |
| DE (1) | DE4119220A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010024263A1 (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-04 | セントラル硝子株式会社 | 干渉型光ファイバジャイロ |
| JP2014063990A (ja) * | 2012-08-15 | 2014-04-10 | Honeywell Internatl Inc | 往復損失が小さく、かつ、出力パワーが大きいファイバ共振器ジャイロスコープ |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5365538A (en) * | 1992-10-29 | 1994-11-15 | The Charles Stark Draper Laboratory Inc. | Slab waveguide pumped channel waveguide laser |
| US5303319A (en) * | 1992-12-28 | 1994-04-12 | Honeywell Inc. | Ion-beam deposited multilayer waveguides and resonators |
| US5319727A (en) * | 1992-12-28 | 1994-06-07 | Honeywell Inc. | Ion-beam deposited, gain enhanced ring resonators |
| US6009115A (en) * | 1995-05-25 | 1999-12-28 | Northwestern University | Semiconductor micro-resonator device |
| US5926496A (en) * | 1995-05-25 | 1999-07-20 | Northwestern University | Semiconductor micro-resonator device |
| US5872877A (en) * | 1997-02-04 | 1999-02-16 | Intellisense Corporation | Passive resonant optical microfabricated inertial sensor and method using same |
| US6909824B1 (en) * | 2002-03-05 | 2005-06-21 | Avi Messica | Mechanically actuated evanescent-wave coupled optical devices |
| CN107462774B (zh) * | 2017-08-17 | 2019-09-27 | 河南师范大学 | 一种介电特性测试装置以及测量方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3725809A (en) * | 1971-04-05 | 1973-04-03 | Bell Telephone Labor Inc | Dielectric ring lasers using waveguiding |
| US3760297A (en) * | 1972-01-20 | 1973-09-18 | Int Standard Electric Corp | Laser to optical fiber coupling |
| US3786368A (en) * | 1972-10-20 | 1974-01-15 | Bell Telephone Labor Inc | Planar waveguide-type distributed feedback laser with angular tuning |
| FR2260205B1 (ja) * | 1974-02-05 | 1979-08-03 | Comp Generale Electricite | |
| JPS5157457A (en) * | 1974-09-20 | 1976-05-19 | Max Planck Gesellschaft | Dohakanomochiita jikoketsuzohoshiki |
| DE2517072A1 (de) * | 1975-04-17 | 1976-10-28 | Siemens Ag | Optische koppelvorrichtung |
| US4039260A (en) * | 1976-03-22 | 1977-08-02 | Redman Charles M | Rotational motion transducer |
| US4326803A (en) * | 1979-09-20 | 1982-04-27 | Northrop Corporation | Thin film laser gyro |
| US4658401A (en) * | 1984-03-15 | 1987-04-14 | Northrop Corporation | Thin film passive ring resonator laser gyro |
| US4674881A (en) * | 1984-04-25 | 1987-06-23 | Northrop Corporation | Open loop thin film laser gyro |
| US4676583A (en) * | 1984-06-28 | 1987-06-30 | Polaroid Corporation | Adscititious resonator |
| EP0288267B1 (en) * | 1987-04-21 | 1993-10-06 | Nec Corporation | An optical semiconductor device |
| US4851368A (en) * | 1987-12-04 | 1989-07-25 | Cornell Research Foundation, Inc. | Method of making travelling wave semi-conductor laser |
| SU1755246A1 (ru) * | 1988-12-13 | 1992-08-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов | Оптический транзистор |
-
1990
- 1990-06-13 US US07/538,370 patent/US5123027A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-06-11 JP JP3139050A patent/JPH04232419A/ja not_active Withdrawn
- 1991-06-11 DE DE4119220A patent/DE4119220A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010024263A1 (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-04 | セントラル硝子株式会社 | 干渉型光ファイバジャイロ |
| JP2014063990A (ja) * | 2012-08-15 | 2014-04-10 | Honeywell Internatl Inc | 往復損失が小さく、かつ、出力パワーが大きいファイバ共振器ジャイロスコープ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4119220A1 (de) | 1991-12-19 |
| US5123027A (en) | 1992-06-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980903 |