(57)【要約】【課題】ナビゲーション品位の環境において使用するための共振光学機械加速度計を提供する。【解決手段】加速度計（１０２）が、コントローラ（１０８）と、コントローラ（１０８）に組み合わせられた光源（１１０）と、光源（１１０）に結合し、光源（１１０）によって出力された光を受け取る二股導波路（１１２）とを含む。二股導波路（１１２）は、第１の導波路部分（１１４）および第２の導波路部分（１１６）を含む。加速度計（１０２）は、コントローラ（１０８）に組み合わせられ、第１の導波路部分（１１４）から光を受け取る第１の共振器（１２６）と、コントローラ（１０８）に動作可能に組み合わせられ、第２の導波路部分（１１６）から光を受け取る第２の共振器（１２８）と含む。第１の共振器（１２６）は、第１のプルーフマス（２１０）を含み、第２の共振器（１２８）は、第２のプルーフマス（２１２）を含む。【選択図】図１
2018141773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントローラ（１０８）と、
前記コントローラ（１０８）に動作可能に組み合わせられた光源（１１０）と、
前記光源（１１０）に結合させられ、前記光源（１１０）によって出力された光を受け取るように構成され、第１の導波路部分（１１４）および第２の導波路部分（１１６）を備えている二股導波路（１１２）と、
前記コントローラ（１０８）に動作可能に組み合わせられ、第１のプルーフマス（２１０）を備えており、前記第１の導波路部分（１１４）からの光を受光するように構成された第１の共振器（１２６）と、
前記コントローラ（１０８）に動作可能に組み合わせられ、第２のプルーフマス（２１２）を備えており、前記第２の導波路部分（１１６）からの光を受光するように構成された第２の共振器（１２８）と
を備える加速度計（１０２）。
【請求項２】
前記第１のプルーフマス（２１０）は、
中央部分（２１６）と、
第１のばね（２２０）と、
前記第１のばね（２２０）によって前記中央部分（２１６）へと結合した第１の部分（２１８）と、
第２のばね（２２４）と、
前記第２のばね（２２４）によって前記中央部分（２１６）へと結合した第２の部分（２２２）と
を備える、請求項１に記載の加速度計（１０２）。
【請求項３】
前記第１のプルーフマス（２１０）の前記中央部分（２１６）、前記第１のプルーフマス（２１０）の前記第１の部分（２１８）、および前記第１のプルーフマス（２１０）の前記第２の部分（２２２）のうちの少なくとも１つに近接して配置された少なくとも１つの電極（２４６、２４８）
をさらに備える請求項２に記載の加速度計（１０２）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの電極（２４６、２４８）は、前記第１のプルーフマス（２１０）の前記中央部分（２１６）、前記第１のプルーフマス（２１０）の前記第１の部分（２１８）、および前記第１のプルーフマス（２１０）の前記第２の部分（２２２）のうちの少なくとも１つの間にバイアス電圧を生成するように構成されている、請求項３に記載の加速度計（１０２）。
【請求項５】
前記第２のプルーフマス（２１０）は、
中央部分（２２８）と、
第１のばね（２３２）と、
前記第１のばね（２３２）によって前記中央部分（２２８）へと結合した第１の部分（２３０）と、
第２のばね（２３６）と、
前記第２のばね（２３６）によって前記中央部分（２２８）へと結合した第２の部分（２３４）と
を備える、請求項２に記載の加速度計（１０２）。
【請求項６】
前記第２のプルーフマス（２１２）の前記中央部分（２２８）、前記第２のプルーフマス（２１２）の前記第１の部分（２３０）、および前記第２のプルーフマス（２１２）の前記第２の部分（２３４）のうちの少なくとも１つに近接して配置された少なくとも１つの電極（２５２、２５４）
をさらに備える請求項５に記載の加速度計（１０２）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの電極（２５２、２５４）は、前記第２のプルーフマス（２１２）の前記中央部分（２２８）、前記第２のプルーフマス（２１２）の前記第１の部分（２３０）、および前記第２のプルーフマス（２１２）の前記第２の部分（２３４）のうちの少なくとも１つの間にバイアス電圧を生成するように構成されている、請求項６に記載の加速度計（１０２）。
【請求項８】
前記第１のプルーフマス（２１０）から反射した光を受光するように構成された第１の光検出器（１２２）
をさらに備える請求項１に記載の加速度計（１０２）。
【請求項９】
前記第２のプルーフマス（２１２）から反射した光を受光するように構成された第２の光検出器（１２４）
をさらに備える請求項８に記載の加速度計（１０２）。
【請求項１０】
前記第１の共振器（１２６）を覆って配置されたカバー（２０４）
をさらに備えており、
光学キャビティ（３１０）が、前記カバー（２０４）と前記第１のプルーフマス（２１０）の中央部分（２１６）との間に画定され、該中央部分（２１６）は、前記第１のプルーフマス（２１０）の共振周波数で前記光学キャビティ（３１０）において振動するように構成されている、請求項１に記載の加速度計（１０２）。
【請求項１１】
前記第１の共振器（１２６）によって前記第１の導波路部分（１１４）から受光される光は、非変調であり、
前記第１のプルーフマス（２１０）は、
前記第１の導波路部分（１１４）から受光される光を吸収し、
前記第１の導波路部分（１１４）から受光される光の存在において振動する
ように構成されている、請求項１に記載の加速度計（１０２）。
【請求項１２】
加速度計（１０２）における使用のための共振器（１２６）であって、
基板（１０４）と、
透明なカバー（２０４）と、
前記基板（１０４）と前記透明なカバー（２０４）との間に取り付けられたプルーフマス（２１０）と
を備えており、
前記プルーフマス（２１０）は、
中央部分（２１６）と、
第１のばね（２２０）と、
前記第１のばね（２２０）によって前記中央部分（２１６）へと結合した第１の部分（２１８）と、
第２のばね（２２４）と、
前記第２のばね（２２４）によって前記中央部分（２１６）へと結合した第２の部分（２２２）と
を備える、共振器（１２６）。
【請求項１３】
光学キャビティ（３１０）が、前記透明なカバー（２０４）と前記プルーフマス（２１０）との間に画定されている、請求項１２に記載の共振器（１２６）。
【請求項１４】
前記光学キャビティ（３１０）は、ファブリーペローキャビティを備える、請求項１３に記載の共振器（１２６）。
【請求項１５】
光源（１１０）と、
前記光源（１１０）に結合させられ、前記光源（１１０）によって出力された光を受け取るように構成された導波路（１１２）と、
前記導波路から光を受光するように構成され、プルーフマス（２１０）を備えている共振器（１２６）と
を備える加速度計（１０２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される主題は、共振光学機械加速度計に関し、より詳細には、ナビゲーション品位の環境において使用するための共振光学機械加速度計に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくともいくつかの既知の加速度計が、微小電気機械システム（「ＭＥＭＳ」）アーキテクチャで開発されている。これらの加速度計のいくつかは、圧電基板上に取り付けられたプルーフマスを含むことができる。プルーフマスが加速度の変化を被るとき、プルーフマスは、圧電基板を圧縮して、プルーフマスの加速度に比例した出力電流を発生させる。他の既知の加速度計は、変形可能な光学共振器を含むことができ、光学共振器に結合させられたプルーフマスが加速度の変化を被るとき、光学共振器は、圧電基板と同様に圧縮される。
【０００３】
多くのこのような加速度計は、約１μｇ（ここで、１「ｇ」は、地球の表面における重力に起因する加速度に相当し、９．８０６ｍ／ｓ２にほぼ等しい）の加速度において、温度の事後補償の使用を通じて、ターゲッティングおよび慣性の用途に関して高い性能を示している。しかしながら、このような加速度計は、特定の環境条件下での使用にあまり適していない可能性があり、一部の慣性航法システムにおける使用に適した動作のダイナミックレンジを示さないかもしれない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１６／０３７７６４７号明細書
【発明の概要】
【０００５】
一態様においては、加速度計が提供される。加速度計は、コントローラと、コントローラに動作可能に組み合わせられた光源と、光源に結合し、光源によって出力された光を受け取るように構成された二股導波路とを含む。二股導波路は、第１の導波路部分および第２の導波路部分を含む。加速度計は、コントローラに動作可能に組み合わせられ、第１の導波路部分から光を受け取るように構成された第１の共振器と、コントローラに動作可能に組み合わせられ、第２の導波路部分から光を受け取るように構成された第２の共振器とをさらに含む。第１の共振器は、第１のプルーフマスを含み、第２の共振器は、第２のプルーフマスを含む。
【０００６】
別の態様においては、加速度計において使用するための共振器が提供される。共振器は、基板と、透明なカバーと、基板と透明なカバーとの間に取り付けられたプルーフマスとを含む。プルーフマスは、中央部分と、第１のばねと、第１のばねによって中央部分に結合した第１の部分と、第２のばねと、第２のばねによって中央部分に結合した第２の部分とを含む。
【０００７】
さらに別の態様においては、加速度計が提供される。加速度計は、光源と、光源によって出力された光を受け取るように構成された光源に結合した導波路と、プルーフマスを含んでおり、導波路から光を受け取るように構成された共振器とを含む。
【０００８】
本開示のこれらの特徴、態様、および利点、ならびに他の特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明を添付の図面を参照しつつ読み込むことにより、より良く理解されるであろう。添付の図面において、同様の符号は、図面の全体を通して、同様の部分を表している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的な共振光学機械加速度計の斜視図である。
【図２】図１に示した共振光学機械加速度計の例示的な共振器ペアの分解図である。
【図３】図１に示した共振光学機械加速度計の例示的な共振器の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
特に明記しない限り、本明細書において提供される図面は、本開示の実施形態の特徴を図示するものである。これらの特徴は、本開示の１つまたは複数の実施形態を含む多種多様なシステムで適用できると考えられる。したがって、本図面は、本明細書で開示する実施形態を実施するために必要とされる、当業者には既知の、従来の特徴をすべて含むことを意味しない。
【００１１】
以下の明細書および特許請求の範囲において、いくつかの用語に言及するが、それらは以下の意味を有すると規定する。
【００１２】
単数形の表現「１つの（ａ、ａｎ）」、および「この（ｔｈｅ）」は、文脈上明らかに指示する場合を除き、複数形を含む。
【００１３】
「オプションの」または「任意選択的に」という用語は、その後に記載された状況の結果が起こってもよいし、または起こらなくてもよく、およびその記載が、上記の結果または状況が起こる場合ならびにそれらが起こらない場合を包含することを意味する。
【００１４】
本明細書および特許請求の範囲の全体を通してここで使用されているような近似を表す文言は、それが関連する基本的な機能を変更することなく、許容範囲内で異なり得る、任意の定量的な表現の修飾に適用することができる。したがって、したがって、「約」および「実質的に」などの１つ以上の用語で修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの事例において、近似の表現は、その値を測定する計器の精度に対応することができる。ここで、ならびに本明細書および特許請求の範囲の全体を通して、範囲の限定は組み合わせおよび／または置き換えが可能であり、文脈および文言が特に指示しない限り、このような範囲は識別され、それに包含されるすべての部分範囲を含む。
【００１５】
本明細書において使用されるとき、用語「プロセッサ」および「コンピュータ」、ならびに例えば「処理装置」、「コンピューティング装置」、および「コントローラ」などの関連の用語は、この技術分野においてコンピュータと称される集積回路だけに限定されず、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、特定用途向け集積回路、および他のプログラム可能な回路を広く指し、これらの用語は、本明細書において互換的に用いられる。
【００１６】
本明細書で説明する実施形態では、メモリは、以下に限らないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などのコンピュータ可読媒体、およびフラッシュメモリなどのコンピュータ可読不揮発性媒体を含む。あるいは、フロッピーディスク、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光磁気ディスク（ＭＯＤ）、および／またはデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）もまた、使用することができる。また、本明細書で説明する実施形態では、追加の入力チャネルは、以下に限定されないが、マウスおよびキーボードなどのユーザインターフェースに関係するコンピュータ周辺機器であってもよい。あるいは、例えば、これに限定されないが、スキャナを含むことができる他のコンピュータ周辺装置も使用することができる。さらに、例示的な実施形態では、追加の出力チャネルは、これに限定されないが、ユーザインターフェースモニタを含むことができる。
【００１７】
さらに、本書で用いられる「ソフトウェア」および「ファームウェア」という用語は交換可能であり、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、クライアントおよびサーバによって実行するための、メモリに記憶された任意のコンピュータプログラムを含む。
【００１８】
本明細書で用いられる「非一時的コンピュータ可読媒体」という用語は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールおよびサブモジュール、あるいは任意の装置の他のデータなどの情報の短期的および長期的記憶のための任意の方法または技術で実施される、任意の有形のコンピュータに基づく装置を表すことを意図している。したがって、本明細書に記載する方法は、これらに限らないが、記憶装置および／または記憶装置を含む、有形の非一時的コンピュータ可読媒体で具現化された実行可能命令として符号化することができる。このような命令は、プロセッサによって実行された場合に、本明細書に記載する方法の少なくとも一部をプロセッサに実行させる。さらに、本明細書に用いられる「非一時的コンピュータ可読媒体」という用語は、すべての有形のコンピュータ可読媒体を含み、これらは非一時的コンピュータ記憶装置を含むが、これに限定されるものではなく、揮発性および不揮発性媒体、ならびにファームウェア、物理および仮想記憶装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどの取り外し可能および取り外し不可能な媒体、ならびにネットワークもしくはインターネットなどの他の任意のデジタルソース、ならびにこれまでに開発されたデジタル手段を含むが、これらに限定されるものではなく、一時的な伝播する信号がその唯一の例外である。
【００１９】
本明細書において使用されるとき、「ｇフォース」加速度は、加速度計などの物体に作用する機械的な力によって引き起こされる加速度について、物体を支持して物体の自由落下を防止する表面による方向の測定値である。同様に、本明細書において使用されるとき、加速度の測定単位は、国際単位系においてｍ／ｓ２に対応する「ｇ」として表すことができる。したがって、１ｇは、地球の表面における重力による加速度であり、９．８０６ｍ／ｓ２にほぼ等しい。
【００２０】
本開示の実施形態は、共振光学機械加速度計に関し、より詳細には、ナビゲーション品位の環境において使用するための共振光学機械加速度計に関する。本明細書において説明されるとき、ナビゲーション品位の環境は、例えば、航空機システム、海洋システム、地上システム、ならびに／あるいはミサイルおよび他の弾道システムなどの軍需システムなどの種々のナビゲーションシステムに関連する環境、ならびに／あるいはそのようなナビゲーションシステムにおける環境を含む。したがって、ナビゲーション品位の環境において、共振光学機械加速度計は、急激に変動するｇフォースおよび極端な環境条件に曝される可能性がある。
【００２１】
さらに、以下で説明されるように、共振光学機械加速度計は、共振器平面に垂直な加速度を測定するように構成された一軸加速度計（例えば、ｚ軸加速度計）であってよい。しかしながら、共振光学機械加速度計は、（例えば、加速度計の向きに応じて）他の軸周りの加速度を測定してもよく、さらには、複数の軸周りの加速度を測定してもよい（例えば、複数の共振器および／または共振器ペアが利用される）。
【００２２】
共振光学機械加速度計は、レーザなどの光源と、第１の共振器と、第２の共振器とを含む。各々の共振器の共振周波数が、加速度に応答し、光源は、光ビームで各々の共振器を照らす。共振器は、光を共振周波数に対応する周波数に変調し、変調された光は、対応する光検出器によって各々の共振器において検出される。光検出器は、応答において第１および第２の電気出力信号を生成し、これらの電気出力信号が、温度に依存しない加速度測定値を生成するために使用される。より具体的には、第１および第２の共振器は、温度ドリフトなどのコモンモード誤差に対してロバスト性を提供するために、各々が反対のスケールファクタを有するペアとして動作する。さらに、各々の共振器に関連する１つ以上のプルーフマスを動的にバランスさせることができ、かつ／または変調された光に関連するスケールファクタが加速度の関数として増加または減少させることができるように、複数の電極が各々の共振器に対して配置される。
【００２３】
図１が、例示的な共振光学機械加速度計（ｒｅｓｏｎａｎｔ  ｏｐｔｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ）（「ＲＯＭＡ」）１０２の斜視図である。ＲＯＭＡ１０２は、プリント回路基板（「ＰＣＢ」）１０４を含む。コントローラ１０８が、ＰＣＢ１０４上に搭載されている。本明細書の他の箇所で説明されているように、コントローラ１０８は、ＲＯＭＡ１０２の動作を調整する。例示的な実施形態において、コントローラ１０８は、１つ以上の有形の非一時的なコンピュータ可読メモリに通信可能に結合した１つ以上のプロセッサを含む。
【００２４】
さらに、光源１１０が、ＰＣＢ１０４上に取り付けられている。光源１１０は、単色光のビームおよび／または任意の他の放射ビームを生成することができる任意の光源である。例示的な実施形態において、光源１１０は、連続波レーザおよび／またはパルス動作レーザなどのレーザである。加えて、光源１１０は、いくつかの実施形態においては１０ミリワットから５０ミリワットまでの範囲の出力を有するレーザなど、低出力レーザであってよい。さらに、種々の実施形態においては、２つ以上の光源をＲＯＭＡ１０２において備えてもよい。光源１１０は、コントローラ１０８が光源１１０の動作のために光源１１０に１つ以上の制御命令または制御信号をもたらすように、コントローラ１０８に動作可能に組み合わせられてよい。
【００２５】
光導波路１１２が、光導波路１１２が光源１１０によって生成された光ビームを受け取って案内できるように、光源１１０に結合させられる。例示的な実施形態において、光導波路１１２は、二股であり、第１のブランチまたは第１の部分１１４と、第２のブランチまたは第２の部分１１６とに分岐する。光導波路１１２は、任意の光ガイド、任意の光ファイバ導波路構造、ＲＯＭＡ１０２のカバー上にパターン化された任意の集積導波路構造（後述）など、光の伝送に適した任意の導波路を含む。
【００２６】
第１の光検出器１２２が、第１の部分１１４の第１の出力カプラまたは第１の端部１１８に配置される。同様に、第２の光検出器１２４が、第２の部分１１６の第２の出力カプラまたは第２の端部１２０に配置される。第１の端部１１８は、光導波路１１２の第１の部分１１４を移動する光のビームを第１の共振器１２６へと向け直すように構成されたミラー、プリズム反射器、またはグレーティングカプラ（図示せず）を含むことができる。同様に、第２の端部１２０は、光導波路１１２の第２の部分１１６を移動する光のビームを第２の共振器１２８へと向け直すように構成されたミラー、プリズム反射器、またはグレーティングカプラ（図示せず）を含むことができる。
【００２７】
例示的な実施形態において、第１の共振器１２６および第２の共振器１２８は、ＰＣＢ１０４上に取り付けられ、共振器パッケージまたは共振器ペアを形成する。他の実施形態において、第１の共振器１２６および／または第２の共振器１２８は、ＰＣＢ１０４には取り付けられず、ＰＣＢ１０４、コントローラ１０８、および／または他の制御電子機器から離れて配置され、あるいは取り付けられる。
【００２８】
第１の共振器１２６および／または第２の共振器１２８は、コントローラ１０８が第１の共振器１２６および／または第２の共振器１２８の動作のために第１の共振器１２６および／または第２の共振器１２８へと１つ以上の制御命令または制御信号をもたらすように、コントローラ１０８に動作可能に組み合わせられる。例えば、いくつかの実施形態において、コントローラ１０８は、各々の共振器１２６および／または１２８に結合した１つ以上の電極によって生成される電圧を制御（後述）するために、第１の共振器１２６および／または第２の共振器１２８へと１つ以上の制御信号をもたらす。同様に、種々の実施形態において、コントローラ１０８は、光源１１０の出力を制御するために、第１の共振器１２６および／または第２の共振器１２８へと１つ以上の制御信号をもたらす。
【００２９】
さらに、ＲＯＭＡ１０２を、空気および水分からＲＯＭＡ１０２を保護するために適した環境囲いとして役立つことができるハウジング１０６に収めることができる。いくつかの実施形態において、ハウジング１０６は、耐熱性でもあり、ＲＯＭＡ１０２が取り付けられ、あるいは組み合わせられたナビゲーションまたは推進システムによって生成される熱からＲＯＭＡ１０２を保護するために適した熱シールドとして機能する。
【００３０】
図２が、第１の共振器１２６および第２の共振器１２８の分解図である。図示のとおり、第１の共振器１２６および第２の共振器１２８は、実質的に同一である。さらに、第１の共振器１２６および第２の共振器１２８は、基板２０２とカバー２０４との間に取り付けられている。基板２０２およびカバー２０４は、シリコン・オン・インシュレータ（「ＳＯＩ」）ウェハなどのマイクロ電子機械システム（「ＭＥＭＳ」）ウェハとして製造される。例えば、基板２０２およびカバー２０４を、ＳＯＩウェハとして、および／またはフロートホウケイ酸ガラス（例えば、ＰＹＲＥＸ（登録商標））ウェハとして製造することができる。例示的な実施形態において、基板２０２は、ＳＯＩウェハとして製造され、カバー２０４は、パイレックス（登録商標）ウェハとして製造される。
【００３１】
しかしながら、種々の実施形態において、カバー２０４は、ＳＯＩウェハとして製造され、約１３００ナノメートルの波長を有する光などの光に対して実質的に吸収性でない。結果として、カバー２０４は、例えば第１の光ビーム２０６および第２の光ビーム２０８などの１つ以上の励起信号がカバー２０４を通過できるように、光を透過および反射させる。例えば、１３００ナノメートルの波長の光は、カバー２０４によって２０％反射させられ、８０％透過させられてよい。したがって、カバー２０４は、いくらかの光を吸収し得るが、いくつかの実施形態において、吸収は最小限でなければならない。例えば、いくつかの実施形態において、吸収は１０％未満である。カバー２０４が多くの光を反射することがないように、カバー２０４をガラスなどの透明な材料から製作することが望ましい場合には、別個の薄膜層（図示せず）を、所望の反射率を得るためにカバー２０４上に配置することができる。例えば、約２０％〜２５％の反射率を得るために、１００〜２５０ナノメートルの間の厚さを有するＴａ２Ｏ５の層を、ガラス製のカバー２０４上に配置することができる。したがって、本明細書において使用されるとき、「透明」は、光が、或る程度の減衰があっても、なくてもよいが、カバー２０４を少なくとも部分的に透過できることを意味する。
【００３２】
光源１１０による励起は、振幅が自己安定化された振動周波数をもたらすことができ、周波数安定性を改善し得る。加えて、光学的相互作用が、従来からの品質係数および利得検出のトレードオフを切り離すために役立つことができ、高アスペクト比のエッチング行程におけるミクロンサイズの電極間隔とは対照的に、均一で大きなギャップのレイアウトを容易にすることによって、装置の製造を単純化することができる。さらに、本明細書で説明される光学的な駆動および読み出しの特徴は、従来からの静電ＭＥＭＳ装置に印加されるＡＣおよび／またはＤＣ駆動信号の結果として導入されるエラーなどの伝統的なエラー源を、低減または排除することができる。
【００３３】
第１の共振器１２６は、第１のプルーフマス２１０を含む。第１のプルーフマス２１０は、第１の取り付け周辺部２１４と、中央部分２１６と、第１のリーフまたは第１の部分２１８と、第１のばね２２０と、第２のリーフまたは第２の部分２２２と、第２のばね２２４とを含む。第１の部分２１８は、第１のばね２２０によって中央部分２１６に結合し、第２の部分２２２は、第２のばね２２４によって中央部分２１６に結合している。したがって、第１の共振器１２６を、「音叉」または「バタフライパターン」共振器と呼ぶことができる。いくつかの実施形態において、第１の共振器１２６は、面外線形振動運動を使用する多重ビーム光学機械共振器であってもよい。より一般的には、第１の共振器１２６は、任意の適切な共振器形状またはフォームファクタを含むことができる。中央部分２１６は、カバー２０４に最も近い第１の共振器１２６の表面上に配置され得る第１の反射性かつ吸収性の表面またはコーティング２２５を含むことができる。第１の共振器１２６が非吸収性である場合、第１の反射性コーティング２２５を、カバー２０４から最も遠い第１の共振器１２６の表面に配置することもできる。しかしながら、種々の実施形態において、第１の反射性コーティング２２５は、完全な反射体であることはできず、その表面を照らす第１の光ビーム２０６の一部が吸収のために中央部分２１６へと通過することを可能にしなければならない。
【００３４】
同様に、第２の共振器１２８は、第２のプルーフマス２１２を含む。第２のプルーフマス２１２は、第１の取り付け周辺部２２６と、中央部分２２８と、第１のリーフまたは第１の部分２３０と、第１のばね２３２と、第２のリーフまたは第２の部分２３４と、第２のばね２３６とを含む。第１の部分２３０は、第１のばね２３２によって中央部分２２８に結合し、第２の部分２３４は、第２のばね２３６によって中央部分２２８に結合している。したがって、第２の共振器１２８を、「音叉」または「バタフライパターン」共振器と呼ぶことができる。中央部分２２８は、カバー２０４に最も近い第２の共振器１２８の表面上に配置され得る第２の反射性表面またはコーティング２３７を含むことができる。第２の共振器１２８が非吸収性である場合、第２の反射性コーティング２３７を、カバー２０４から最も遠い第２の共振器１２８の表面に配置することもできる。しかしながら、いくつかの実施形態において、第２の反射性コーティング２３７は、完全な反射体であることはできず、その表面を照らす第２の光ビーム２０８の一部が吸収のために中央部分２２８へと通過することを可能にしなければならない。
【００３５】
製造時、第１のプルーフマス２１０および第２のプルーフマス２１２は、基板２０２とカバー２０４との間に接着され、あるいは取り付けられる。具体的には、第１のプルーフマス２１０が、基板２０２とカバー２０４との間に画定される第１のキャビティ２４２内で基板２０２とカバー２０４との間に浮遊するように、第１のプルーフマス２１０の第１の取り付け周辺部２１４が、基板２０２の基板取り付け面２３８とカバー２０４のカバー取り付け面２４０との間に接着され、あるいは取り付けられる。同様に、第２のプルーフマス２１２が、基板２０２とカバー２０４との間に画定される第２のキャビティ２４４内で基板２０２とカバー２０４との間に浮遊するように、第２のプルーフマス２１２の第１の取り付け周辺部２２６が、基板２０２の基板取り付け面２３８とカバー２０４のカバー取り付け面２４０との間に接着され、あるいは取り付けられる。第１のキャビティ２４２および第２のキャビティ２４４を、密閉して気体または気体の混合物で満たすことができ、真空下で密閉することができ、さらには／あるいは気体または気体の混合物を装置に出し入れすることができる開口または開口部（図示せず）を備えるように製造することができる。
【００３６】
加えて、例示的な実施形態においては、第１の電極２４６および第２の電極２４８が、基板２０２の内面２５０に接着され、あるいは取り付けられ、第１の電極２４６は、第１のプルーフマス２１０の第１の部分２１８の実質的に近傍または下方に配置され、第２の電極２４８は、第１のプルーフマス２１０の第２の部分２２２の実質的に近傍または下方に配置される。加えて、第３の電極２５２および第４の電極２５４が、カバー２０４の内面２５７に接着され、あるいは取り付けられ、第３の電極２５２は、第２のプルーフマス２１２の第１の部分２３０の実質的に近傍または上方に配置され、第４の電極２５４は、第２のプルーフマス２１２の第２の部分２３４の実質的に近傍または上方に配置される。
【００３７】
動作時に、さらに詳しくは後述されるように、第１の光ビーム２０６が、光導波路１１２によってカバー２０４を通って第１のプルーフマス２１０の中央部分２１６へと向けられ、第２の光ビーム２０８が、光導波路１１２によってカバー２０４を通って第２のプルーフマス２１２の中央部分２２８へと向けられる。各々のプルーフマス２１０および２１２は、加わる加速度（または、ｇフォース）の影響下で特定の共振周波数（さらに詳しくは、後述）で動揺または振動する。
【００３８】
第１の光ビーム２０６が第１のプルーフマス２１０の中央部分２１６に接触するとき、第１の光ビーム２０６の反射部分２５６が、第１の反射性コーティング２２５によって反射させられ、第１の光ビーム２０６の吸収部分が、中央部分２１６によって熱エネルギとして吸収される。反射部分２５６は、第１のプルーフマス２１０の中央部分２１６から反射するとき、第１のプルーフマス２１０の共振周波数へと変調される。
【００３９】
この変調は、さまざまに達成され得る。例えば、第１の共振器１２６に関して、カバー２０４の表面は、例えば第１のプルーフマス２１０の中央部分２１６など、第１の共振器１２６と同様に、或る程度の光を反射する。これらの表面は、長さＬを有する光学キャビティ３１０を形成し、これらの表面からの反射光は、第１の光検出器１２２における再結合時に干渉し、第１の光検出器１２２における全反射光強度を、カバー２０４と中央部分２１６との間の光学キャビティ３１０の長さＬにつれて変化させる。変化は、距離につれて周期的であり、周期は、光学キャビティ３１０内の光の波長の半分に等しい。したがって、共振器１２６が振動することで、光学キャビティ３１０の長さＬが変化するとき、光検出器１２２における光強度も、共振器１２６の振動に同期して変化する。第１の共振器１２６が振動するときに第１の光ビーム２０６に対して出入りするように共振器１２６の一部分に反射性ミラー（図示せず）を配置すること、および／または第１の光ビーム２０６の第１の共振器１２６への入射を部分的に遮蔽または防止する構造であって、共振器１２６が振動するときに遮蔽の量が変化し得る構造をＲＯＭＡ１０２内に製作することなど、他の技術も、光検出器１２２における光強度の変化を生じさせるために使用することができる。これらの変調技術は、同様のやり方で、第２の共振器１２８に適用可能である。
【００４０】
同様に、第２の光ビーム２０８が第２のプルーフマス２１２の中央部分２２８に接触するとき、第２の光ビーム２０８の反射部分２５８が、第２の反射性コーティング２３７によって反射させられ、第２の光ビーム２０８の吸収部分が、中央部分２２８によって熱エネルギとして吸収される。反射部分２５８は、第２のプルーフマス２１２の中央部分２２８から反射するとき、第２のプルーフマス２１２の共振周波数へと変調される。
【００４１】
したがって、反射部分２５６および２５８に関連する周波数は、ＲＯＭＡ１０２の加速度ならびに各々のプルーフマス２１０および２１２の電気機械的剛性に依存する第１のプルーフマス２１０および第２のプルーフマス２１２の共振周波数にそれぞれ対応する。
【００４２】
反射部分２５６が反射してカバー２０４を通って戻るとき、反射部分２５６は、第１の光検出器１２２によって受光される。同様に、反射部分２５８が反射してカバー２０４を通って戻るとき、反射部分２５８は、第２の光検出器１２４によって受光される。応答して、第１の光検出器１２２は、受光した反射部分２５６の周波数に比例する第１の電気出力信号２６０を生成し、第２の光検出器１２４は、受光した反射部分２５８の周波数に比例する第２の電気出力信号２６２を生成する。
【００４３】
第１の電気出力信号２６０および第２の電気出力信号２６２は、第１の電気出力信号２６０および第２の電気出力信号２６２を分析し、分析に基づいて、共振器１２６および１２８の振動周波数に関連し、いくつかの実施形態においては共振器１２６および１２８の温度などの他のパラメータに関連するデジタル信号またはアナログ信号のいずれかを出力するように構成された周波数カウンタまたは位相ロックループ（「ＰＬＬ」）などの電気回路２６４へと（例えば、１つ以上の電気ワイヤを介して）伝えられる。次いで、共振器１２６および１２８からのデジタル信号は、アナログ電子機器またはデジタル電子機器のいずれかによって互いに引き算され、ＲＯＭＡ１０２によって測定された加速度を表す加速度信号２６６をもたらす。具体的には、例示的な実施形態においては、電気回路２６４が、第１の電気出力信号２６０および第２の電気出力信号２６２の一方を他方から引き算するように構成される。２つの信号２６０および２６２との間の差は、ＲＯＭＡ１０２上の加速度に対応し、加速度信号２６６としてもたらされる。さらに、後述されるように、加速度信号２６６は、温度に依存しない。
【００４４】
図３は、（図１に示した）ＲＯＭＡ１０２の共振器１２６の概略図である。共振器１２６が、図３に関して説明されるが、同じ説明が、共振器１２８にも当てはまる。
【００４５】
したがって、共振器１２６は、上述した要素に加えて、キャップ３０２およびウインドウ３０４を含む。上述したように、導波路１１２は、キャップ３０２上またはウインドウ３０４上のいずれかに作られた第１の端部１１８（例えば、出力カプラ）を終端とする。導波路１１２を、上方において第１の低屈折率層３２２によって囲まれ、下方において第２の低屈折率層３２４によって囲まれてよいＳｉＮまたはＳｉコア層などの高屈折率コア層３２０で構成することができる。第１の低屈折率層３２２および第２の低屈折率層３２４を、例えばＳｉＯ２から製造することができる。導波路１１２は、カバー２０４に直接取り付けられてよいため、コア層３２０とカバー２０４との間のクラッド材料は、コア層３２０からカバー２０４へのレーザ光の漏れを実質的に防止するための充分な厚さであってよい。例えば、第１の低屈折率層３２２および第２の低屈折率層は、コア層３２０からカバー２０４への実質的な光漏れを防止するためにおおむね充分である約２ミクロンの厚さであってよい。さらに、種々の実施形態において、第１の光検出器１２２は、ウインドウ３０４の外面３０６上に取り付けられる。
【００４６】
上述したように、第１の共振器１２６の中央部分２１６は、光検出器１２２に向かって光を部分的に反射するように一方または両方の表面に第１の反射性表面コーティング２２５などの反射性の表面コーティングを含むことができ、したがって変調された光強度を生成する目的のための光学キャビティ３１０を形成することができる。種々の実施形態において、反射光強度は、約２０％であるべきであるが、少なくともいくつかの実施形態においては、好ましくは５０％未満である。さらに、第１の反射性コーティング２２５などの反射性のコーティングは、かなりの量のレーザ光を吸収してはならない。例えば、吸収は、いくつかの実施形態においては５％未満でなければならず、他の実施形態においては１％未満であることが好ましい。
【００４７】
例示的な実施形態において、光学キャビティ３１０は、ファブリーペローキャビティであり、単一の定出力光源（例えば、光源１１０）だけを使用することによって光学的な自励発振および検出を可能にする定在光波干渉吸収および反射パターンを生成するように構成される。すでに述べたように、光学キャビティ３１０の反射率は、第１の共振器１２６の中央部分２１６とカバー２０４との間の光学キャビティ３１０の長さＬによって変化し、これが光検出器１２２によって測定される光信号を生成する。例えば、反射光強度が大きい場合、第１の共振器１２６（および／または、第１の共振器１２６上の薄膜）において吸収される光の量は少なく、逆もまた同様である。したがって、第１の共振器１２６が振動するとき、吸収される光の量も同期して変動する。吸収された光は、第１の共振器１２６の中央部分２１６を加熱し、その機械的特性を変化させることができる（さらに詳しくは、後述）。
【００４８】
例えば、ヤング率を適用して、第１の共振器１２６におけるひずみの量を、印加された応力の関数として表すことができる。具体的には、ヤング率は、温度、ひいては第１の共振器１２６の振動によって、変化し得る。ヤング率の変化は、第１の共振器１２６の共振周波数に直接影響する第１のばね２２０および第２のばね２２４の剛性を変化させる。第１の共振器１２６の寸法も、第１の共振器１２６の熱膨張係数に起因して変化し得る。例えば、第１の共振器１２６を加熱すると、第１の共振器１２６が膨張し、結果として第１の共振器１２６が曲がり、光学キャビティ３１０の長さＬが変化する。適切に設計されたＲＯＭＡ１０２において、第１の共振器１０２６が高吸収の位置に位置するとき、吸収光が、第１の共振器１２６を加熱し、光学キャビティ３１０の長さＬを変化させることによって第１の共振器１２６を低吸収の位置へと移動させる。吸収光が少なくなると、第１の共振器１２６は、温度がわずかに下がることで、より大きな吸収の位置へと戻る。このプロセスが繰り返され、第１の共振器１２６をその固有周波数で振動させる。
【００４９】
例えば、第１のばね２２０および第２のばね２２４の温度が上昇すると、第１のばね２２０および第２のばね２２４の剛性が低下するため、ＲＯＭＡ１０２の加速度の結果としてのｚ軸周りの第１の部分２１８および第２の部分２２２の機械的変位が増大し得る。反対に、第１のばね２２０および第２のばね２２４の温度が低下すると、第１のばね２２０および第２のばね２２４の剛性が大きくなるため、ＲＯＭＡ１０２の加速度の結果としてのｚ軸周りの第１の部分２１８および第２の部分２２２の機械的変位が減少し得る。したがって、共振器１２６の温度が変化すると、第１のプルーフマス２１０および第２のプルーフマス２１２は、より高い共振周波数および／またはより低い共振周波数でｚ軸周りに振動し得る。
【００５０】
例示的な実施形態においては、温度の変化を補償し、かつ／または第１のプルーフマス２１０の共振周波数を調整するために、第１の電圧を第１の電極２４６へと印加することができ、第２の電圧を第２の電極２４８へと印加することができる。例えば、第１の電極２４６によって生成される電圧が調整されると、第１の電極２４６と第１のプルーフマス２１０の第１の部分２１８との間の静電力が変化し、結果として、ばね２２０によって中央部分２１６から吊られた第１の部分２１８の電気機械的剛性が、電圧の増減に対応して増減し得る。同様に、第２の電極２４８によって生成される電圧が調整されると、第２の電極２４８と第１のプルーフマス２１０の第２の部分２２２との間の静電力が変化し、結果として、ばね２２４によって中央部分２１６から吊られた第２の部分２２２の電気機械的剛性が、電圧の増減に対応して増減し得る。
【００５１】
電気機械的剛性のこれらの変化は、動作時の第１のプルーフマス２１０の共振周波数に影響を及ぼす。例えば、第１のプルーフマス２１０の電気機械的剛性が増加すると、第１のプルーフマス２１０の共振周波数も高くなり得、第１のプルーフマス２１０の電気機械的剛性が減少すると、第１のプルーフマス２１０の共振周波数も低下し得る。したがって、第１のプルーフマス２１０の電気機械的剛性、ひいては第１のプルーフマス２１０の共振周波数を調整するために、第１の電極２４６および／または第２の電極２４８と第１のプルーフマス２１０との間に印加される電圧を高くし、さらには／あるいは低くすることができる。
【００５２】
さらに、第１の光ビーム２０６の反射部分２５６が中央部分２１６から反射するとき、反射部分２５６は、光学キャビティ３１０内をｚ軸に沿って移動し、カバー２０４の上面および下面から再び中央部分２１６へと反射する。換言すると、反射部分２５６は、中央部分２１６と光学キャビティ３１０内のカバーの表面との間を反射して往復する。この反射光の一部が、光学キャビティ３１０から（反射部分２５６として）逃げ出し、ｚ軸に沿って光検出器１２２に向かって移動し、光検出器１２２において、上述のように、共振器１２６の共振周波数に比例する第１の電気出力信号２６０へと変換される。
【００５３】
このようにして、ＲＯＭＡ１０２は、第１の光ビーム２０６の反射部分２５６の周波数に部分的に基づいて加速度を検出する。しかしながら、上述したように、同じ共振および検出のプロセスが共振器１２８において生じ、第２の光検出器１２４が、第２の光ビーム２０８の反射部分２５８を第２の電気出力信号２６２へと変換する。
【００５４】
より詳しくは、例示的な実施形態において、第１の共振器１２６の第１の電極２４６が、第１のプルーフマス２１０の第１の部分２１８の下方にバイアス電圧を印加し、第１の共振器１２６の第２の電極２４８は、第１のプルーフマス２１０の第２の部分２２２の下方にバイアス電圧を印加する。これらのバイアス電圧は、例えば、第１のプルーフマス２１０が第１の方向３１２または第２の方向３１４のいずれかの加速度に応答して第１の共振周波数で振動するように、ｚ軸に沿った第１の方向３１２の第１のプルーフマス２１０の電気機械的剛性を増大させることができる（第１のプルーフマス２１０が、バイアス電圧の結果として生じる静電力によって引き付けられ、さらには／あるいは反発させられるため）。
【００５５】
同様に、第２の共振器１２８の第３の電極２５２が、第２のプルーフマス２１２の第１の部分２３０の上方にバイアス電圧を印加し、第２の共振器１２８の第４の電極２５４が、第２のプルーフマス２１２の第２の部分２３４の上方にバイアス電圧を印加する。これらのバイアス電圧は、例えば、第２のプルーフマス２１２が第１の方向３１２または第２の方向３１４のいずれかの加速度に応答して第２の共振周波数で振動するように、ｚ軸に沿った第２の方向３１４の第２のプルーフマス２１２の電気機械的剛性を増大させることができる（第２のプルーフマス２１２が、バイアス電圧の結果として生じる静電力によって引き付けられ、さらには／あるいは反発させられるため）。
【００５６】
これらの対向するバイアス電圧の結果として、ＲＯＭＡ１０２は、第１の共振器１２６の共振周波数が増大するにつれて、第２の共振器１２８の共振周波数が低下する（逆もまた同様）ように動作することができる。さらに、各々の共振器１２６および１２８に印加されるバイアス電圧が実質的に等しい場合、第１のプルーフマス２１０の第１の共振周波数と第２のプルーフマス２１２の第２の共振周波数との間の差は、ＲＯＭＡ１０２に対する実際の加速度に対応する。例えば、差分の出力信号２６６は、温度の変動の結果として生じる第１の共振周波数および第２の共振周波数の変化は（上述のように）電気回路２６４によって実行される差分の計算において相殺されるため、ＲＯＭＡ１０２の温度に影響されることがない。したがって、ＲＯＭＡ１０２は、温度とは無関係に加速度を検出することができる。
【００５７】
動作時にＲＯＭＡ１０２上の加速度が変化するため、ＲＯＭＡ１０２のダイナミックレンジを改善するために、第１の共振器１２６および第２の共振器１２８の一方または両方に関連するスケールファクタを、増加および／または減少させることが望ましいかもしれない。例えば、ＲＯＭＡ１０２上の加速度が増加するとき、第１の共振器１２６および／または第２の共振器１２８の一方または両方に関連するスケールファクタを、増加および／または減少させることが望ましいかものしれない。同様に、ＲＯＭＡ１０２上の加速度が減少するとき、第１の共振器１２６および第２の共振器１２８の一方または両方に関連するスケールファクタを、増加および／または減少させることが望ましいかもしれない。
【００５８】
スケールファクタを調整するために、第１の電極２４６、第２の電極２４８、第３の電極２５２、および／または第４の電極２５４のうちの１つ以上によって生成されるバイアス電圧を、増加および／または減少させることができる。例えば、大きな加速度において、第１の共振器１２６および第２の共振器１２８の共振周波数は、急激に変動し得る。この周波数の不安定に対応するために、第１のプルーフマス２１０および／または第２のプルーフマス２１２に印加されるバイアス電圧を増加および／または減少させるように、１つ以上の電極２４６、２４８、２５２、および／または２５４を（例えば、コントローラ１０８によって）制御することができる。例えば、バイアス電圧が増やされるにつれて、各々のプルーフマス２１０および２１２の共振周波数も増大し得る。したがって、第１のプルーフマス２１０および第２のプルーフマス２１２の共振周波数を、加速度の増減に対応するように拡大および縮小することができる。いくつかの実施形態において、ＲＯＭＡ１０２は、０ｇから５０，０００ｇまでの範囲のｇフォースを検出することができる。
【００５９】
また、第１の共振器１２６および／または第２の共振器１２８を、初期較正機能の一部として動的にバランスさせることができ、さらには／あるいは動作中に動的にバランスさせることができる。より詳しくは、第１のプルーフマス２１０の第１の部分２１８および第１のプルーフマス２１０の第２の部分２２２は、（例えば、製造プロセスにおける不完全性ゆえに）質量がわずかに違うかもしれない。同様に、第２のプルーフマス２１２の第１の部分２３０および第２のプルーフマス２１２の第２の部分２３４は、質量がわずかに違うかもしれない。これらの小さな質量の偏差は、第１のプルーフマス２１０および第２のプルーフマス２１２のバランスを損ない、第１の共振器１２６および第２の共振器１２８の共振周波数に影響を及ぼす可能性がある。
【００６０】
第１の共振器１２６および／または第２の共振器１２８のバランスをとるために、上述のように、第１のプルーフマス２１０および／または第２のプルーフマス２１２のいずれかまたは両方に、１つ以上のバイアス電圧を印加することができる。特に、第１の電極２４６および第２の電極２４８が、第１のプルーフマス２１０に１つ以上のバイアス電圧を印加することができ、第３の電極２５２および第４の電極２５４が、第２のプルーフマス２１２に１つ以上のバイアス電圧を印加することができる。
【００６１】
したがって、共振光学機械加速度計の実施形態は、レーザなどの光源と、第１の共振器と、第２の共振器とを含む。各々の共振器の共振周波数が、加速度に応答し、光源は、光ビームで各々の共振器を照らす。共振器は、光を共振周波数に対応する周波数に変調し、変調された光が、各々の共振器において、対応する光検出器によって検出される。光検出器は、応答において第１および第２の電気出力信号を生成し、これらの電気出力信号が、温度に依存しない加速度測定値を生成するために使用される。さらに、各々の共振器に関連する１つ以上のプルーフマスを動的にバランスさせることができ、かつ／または変調光に関連するスケールファクタを加速度の関数として増減されることができるように、複数の電極が各々の共振器に対して配置される。
【００６２】
本明細書に記載の共振電気光学加速度計の例示的な技術的効果として、例えば、（ａ）光学自己励起および検出、（ｂ）リアルタイムの動的共振器のバランス、（ｃ）スケールファクタのリアルタイム調整、および（ｄ）温度に依存しない加速度測定のための差分の共振器出力が挙げられる。
【００６３】
共振光学機械加速度計および関連する構成要素の例示的な実施形態を、詳細に上述した。本システムは、本明細書に記載した特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、システムの構成要素および／または方法のステップは、本明細書に記載した他の構成要素および／またはステップから独立かつ別個に利用することができる。例えば、本明細書に記載した構成要素の構成は、他のプロセスと組み合わせて使用されてもよく、本明細書に記載されたシステムおよび関連する方法による実施に限定されない。むしろ、例示的な実施形態は、加速度の測定が望まれる多くの用途に関連して実施および利用が可能である。
【００６４】
本開示のさまざまな実施形態の具体的な特徴がいくつかの図面には示されており、他の図面には示されていないが、これは単に便宜上のものである。本開示の原理によれば、図面の任意の特徴は、他の任意の図面の任意の特徴と組み合わせて参照および／または請求することができる。
【００６５】
本明細書は、本開示の実施形態を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆる装置またはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本開示の実施を当業者にとって可能にするために、いくつかの実施例を使用している。本明細書に記載した実施形態の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者が想到する他の例を含むことができる。このような他の実施例が請求項の字義通りの文言と異ならない構造要素を有する場合、または、それらが請求項の字義通りの文言と実質的な差異がない等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。
［実施態様１］
コントローラ（１０８）と、
前記コントローラ（１０８）に動作可能に組み合わせられた光源（１１０）と、
前記光源（１１０）に結合させられ、前記光源（１１０）によって出力された光を受け取るように構成され、第１の導波路部分（１１４）および第２の導波路部分（１１６）を備えている二股導波路（１１２）と、
前記コントローラ（１０８）に動作可能に組み合わせられ、第１のプルーフマス（２１０）を備えており、前記第１の導波路部分（１１４）からの光を受光するように構成された第１の共振器（１２６）と、
前記コントローラ（１０８）に動作可能に組み合わせられ、第２のプルーフマス（２１２）を備えており、前記第２の導波路部分（１１６）からの光を受光するように構成された第２の共振器（１２８）と
を備える加速度計（１０２）。
［実施態様２］
前記第１のプルーフマス（２１０）は、
中央部分（２１６）と、
第１のばね（２２０）と、
前記第１のばね（２２０）によって前記中央部分（２１６）へと結合した第１の部分（２１８）と、
第２のばね（２２４）と、
前記第２のばね（２２４）によって前記中央部分（２１６）へと結合した第２の部分（２２２）と
を備える、実施態様１に記載の加速度計（１０２）。
［実施態様３］
前記第１のプルーフマス（２１０）の前記中央部分（２１６）、前記第１のプルーフマス（２１０）の前記第１の部分（２１８）、および前記第１のプルーフマス（２１０）の前記第２の部分（２２２）のうちの少なくとも１つに近接して配置された少なくとも１つの電極（２４６、２４８）
をさらに備える実施態様２に記載の加速度計（１０２）。
［実施態様４］
前記少なくとも１つの電極（２４６、２４８）は、前記第１のプルーフマス（２１０）の前記中央部分（２１６）、前記第１のプルーフマス（２１０）の前記第１の部分（２１８）、および前記第１のプルーフマス（２１０）の前記第２の部分（２２２）のうちの少なくとも１つの間にバイアス電圧を生成するように構成されている、実施態様３に記載の加速度計（１０２）。
［実施態様５］
前記第２のプルーフマス（２１０）は、
中央部分（２２８）と、
第１のばね（２３２）と、
前記第１のばね（２３２）によって前記中央部分（２２８）へと結合した第１の部分（２３０）と、
第２のばね（２３６）と、
前記第２のばね（２３６）によって前記中央部分（２２８）へと結合した第２の部分（２３４）と
を備える、実施態様２に記載の加速度計（１０２）。
［実施態様６］
前記第２のプルーフマス（２１２）の前記中央部分（２２８）、前記第２のプルーフマス（２１２）の前記第１の部分（２３０）、および前記第２のプルーフマス（２１２）の前記第２の部分（２３４）のうちの少なくとも１つに近接して配置された少なくとも１つの電極（２５２、２５４）
をさらに備える実施態様５に記載の加速度計（１０２）。
［実施態様７］
前記少なくとも１つの電極（２５２、２５４）は、前記第２のプルーフマス（２１２）の前記中央部分（２２８）、前記第２のプルーフマス（２１２）の前記第１の部分（２３０）、および前記第２のプルーフマス（２１２）の前記第２の部分（２３４）のうちの少なくとも１つの間にバイアス電圧を生成するように構成されている、実施態様６に記載の加速度計（１０２）。
［実施態様８］
前記第１のプルーフマス（２１０）から反射した光を受光するように構成された第１の光検出器（１２２）
をさらに備える実施態様１に記載の加速度計（１０２）。
［実施態様９］
前記第２のプルーフマス（２１２）から反射した光を受光するように構成された第２の光検出器（１２４）
をさらに備える実施態様８に記載の加速度計（１０２）。
［実施態様１０］
前記第１の共振器（１２６）を覆って配置されたカバー（２０４）
をさらに備えており、
光学キャビティ（３１０）が、前記カバー（２０４）と前記第１のプルーフマス（２１０）の中央部分（２１６）との間に画定され、該中央部分（２１６）は、前記第１のプルーフマス（２１０）の共振周波数で前記光学キャビティ（３１０）において振動するように構成されている、実施態様１に記載の加速度計（１０２）。
［実施態様１１］
前記第１の共振器（１２６）によって前記第１の導波路部分（１１４）から受光される光は、非変調であり、
前記第１のプルーフマス（２１０）は、
前記第１の導波路部分（１１４）から受光される光を吸収し、
前記第１の導波路部分（１１４）から受光される光の存在において振動する
ように構成されている、実施態様１に記載の加速度計（１０２）。
［実施態様１２］
加速度計（１０２）における使用のための共振器（１２６）であって、
基板（１０４）と、
透明なカバー（２０４）と、
前記基板（１０４）と前記透明なカバー（２０４）との間に取り付けられたプルーフマス（２１０）と
を備えており、
前記プルーフマス（２１０）は、
中央部分（２１６）と、
第１のばね（２２０）と、
前記第１のばね（２２０）によって前記中央部分（２１６）へと結合した第１の部分（２１８）と、
第２のばね（２２４）と、
前記第２のばね（２２４）によって前記中央部分（２１６）へと結合した第２の部分（２２２）と
を備える、共振器（１２６）。［実施態様１３］
光学キャビティ（３１０）が、前記透明なカバー（２０４）と前記プルーフマス（２１０）との間に画定されている、実施態様１２に記載の共振器（１２６）。
［実施態様１４］
前記光学キャビティ（３１０）は、ファブリーペローキャビティを備える、実施態様１３に記載の共振器（１２６）。
［実施態様１５］
前記プルーフマス（２１０）の前記中央部分（２１６）の表面を覆って配置された部分的に反射性かつ部分的に吸収性のコーティング（２２５）
をさらに備える、実施態様１２に記載の共振器（１２６）。
［実施態様１６］
前記透明なカバー（２０４）の一方または両方の表面を覆って配置された部分反射性のコーティング
をさらに備える、実施態様１２に記載の共振器（１２６）。
［実施態様１７］
前記中央部分（２１６）、前記第１の部分（２１８）、および前記第２の部分（２２２）のうちの少なくとも１つの近傍に配置された少なくとも１つの電極（２４６、２４８）
をさらに備える、実施態様１２に記載の共振器（１２６）。
［実施態様１８］
前記基板（１０４）は、シリコンおよびフロートホウケイ酸ガラスの少なくとも一方を備える、実施態様１２に記載の共振器（１２６）。
［実施態様１９］
光源（１１０）と、
前記光源（１１０）に結合させられ、前記光源（１１０）によって出力された光を受け取るように構成された導波路（１１２）と、
前記導波路から光を受光するように構成され、プルーフマス（２１０）を備えている共振器（１２６）と
を備える加速度計（１０２）。
［実施態様２０］
前記共振器（１２６）の前記プルーフマス（２１０）は、
中央部分（２１６）と、
第１のばね（２２０）と、
前記第１のばね（２２０）によって前記中央部分（２１６）へと結合した第１の部分（２１８）と、
第２のばね（２２４）と、
前記第２のばね（２２４）によって前記中央部分（２１６）へと結合した第２の部分（２２２）と
を備える、実施態様１９に記載の加速度計（１０２）。
［実施態様２１］
前記中央部分（２１６）、前記第１の部分（２１８）、および前記第２の部分（２２２）のうちの少なくとも１つの近傍に配置された少なくとも１つの電極（２４６、２４８）
をさらに備える、実施態様２０に記載の加速度計（１０２）。
［実施態様２２］
前記プルーフマス（２１０）からの反射光を受光するように構成された光検出器（１２２）
をさらに備える、実施態様１９に記載の加速度計（１０２）。
【符号の説明】
【００６６】
１０２  ＲＯＭＡ
１０４  ＰＣＢ
１０６  ハウジング
１０８  コントローラ
１１０  光源
１１２  光導波路
１１４  第１の部分
１１６  第２の部分
１１８  第１の端部
１２０  第２の端部
１２２  第１の光検出器
１２４  第２の光検出器
１２６  第１の共振器
１２８  第２の共振器
２０２  基板
２０４  カバー
２０６  第１の光ビーム
２０８  第２の光ビーム
２１０  第１のプルーフマス
２１０  第１のプルーフマス
２１２  第２のプルーフマス
２１４  第１の取り付け周辺部
２１６  中央部分
２１８  第１の部分
２２０  第１のばね
２２２  第２の部分
２２４  第２のばね
２２５  第１の反射性表面コーティング、第１の反射性コーティング
２２６  第１の取り付け周辺部
２２８  中央部分
２３０  第１の部分
２３２  第１のばね
２３４  第２の部分
２３６  第２のばね
２３７  第２の反射性表面またはコーティング
２３８  基板取り付け面
２４０  カバー取り付け面
２４２  第１のキャビティ
２４４  第２のキャビティ
２４６  第１の電極
２４８  第２の電極
２５０  内面
２５２  第３の電極
２５４  第４の電極
２５６  反射部分
２５７  内面
２５８  反射部分
２６０  第１の電気出力信号
２６２  第２の電気出力信号
２６４  電気回路
２６４  電気回路
２６４  電気回路
２６６  加速度信号、差分の出力信号
３０２  キャップ
３０４  ウインドウ
３０６  外面
３１０  光学キャビティ
３１２  第１の方向
３１４  第２の方向
３２０  コア層
３２２  第１の低屈折率層
３２４  第２の低屈折率層
【図１】
2018141773.tif 000003
【図２】
2018141773.tif 000004
【図３】
2018141773.tif 000005
【外国語明細書】
2018141773000001.pdf