(57)【要約】光集積ジャイロであって、取付プレート、上側基板及び下側基板を備えた多層型の光コイルを有し、上側基板、下側基板は取付プレートに接着されている。上側基板は上側導波管コイルを、下側基板は下側導波管コイルを有する。カプラは、入力ポートと第１、第２、第３の出力ポートとを有する。第１の光ファイバは、上側導波コイルを下側導波コイルに結合する。コイルは結合されて共通の回転感度を有する。第２の光ファイバはカプラの第１出力ポートを上側導波管コイルに接続する。第３の光ファイバはカプラの第２出力ポートを下側導波管コイルに接続する。光源はカプラの第１入力ポートに光波を入れる。カプラは光波を実質的に等しい第１及び第２の出力波に分ける。第１の波は上側及び下側の導波管に第１の回転感度を有する波を形成し、第２の波は反対方向に同じことを行う。変調器手段は第１の回転感度を有する波及び第２の回転感度を有する波の位相を変調する。検知手段は検知した電気信号を提供する。
2004531692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光集積ジャイロであって、
上面と底面とを有する取付プレートと、上側基板及び下側基板とを少なくとも有する多層型光コイルを有し、
それぞれの基板が上面と底面とを有し、上側基板の底面は取付プレートの上面に接着され、下側基板の上面は前記取付プレートの底面に接着されており、
上側基板は上側導波管コイルを有し、そして、
下側基板は下側導波管コイルを有し、
ジャイロは上側基板の上面に対して実質的に垂直な受感軸を有し、
光波を提供する光源と、
光波を実質的に等しい第１及び第２の出力波に分け、第１の出力波を出力して上側及び下側導波管の中に第１の回転感度を有する波を形成し、さらに、第２の出力波を出力して下側及び上側導波管の中に第２の回転感度を有する波を形成するというカプラであって、第１及び第２の回転感度を有する波は、上側及び下側導波管を通って循環し、その後、前記カプラに戻って可干渉的に結合されたうえでカプラ出力信号として出力される、というカプラと、
第１の回転感度を有する波、及び第２の回転感度を有する波の位相を変調するための変調器手段と、
前記カプラ出力信号を受け取り、検出された電気信号を提供する検出器手段と、
を有することを特徴とする光集積ジャイロ。
【請求項２】
上側基板の上面に形成された上側導波管コイルが、時計回り外向きの渦巻きとして構成され、
下側基板の底面に形成された下側導波管コイルが、反時計回り外向きの渦巻きとして構成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の光集積ジャイロ。
【請求項３】
上側基板の上面に形成された上側導波管コイルが、反時計回り外向きの渦巻きとして構成され、
下側基板の底面に形成された下側導波管コイルが、時計回り外向きの渦巻きとして構成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の光集積ジャイロ。
【請求項４】
上側基板の上面に形成された上側導波管コイルが、時計回り外向きの渦巻きとして構成され、
下側基板の底面に形成された下側導波管コイルが、時計回り外向きの渦巻きとして構成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の光集積ジャイロ。
【請求項５】
上側基板の上面に形成された上側導波管コイルが、反時計回り外向きの渦巻きとして構成され、
下側基板の底面に形成された下側導波管コイルが、反時計回り外向きの渦巻きとして構成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の光集積ジャイロ。
【請求項６】
光波を実質的に等しい第１及び第２の出力波に分けるためのカプラは、更に、入力ポート、第１、第２、そして第３の出力ポートを有し、
カプラの入力ポートには光波を提供する光源が結び付けられており、
カプラは、光波を実質的に等しい強度の第１及び第２の部分に分割し、第１の部分をカプラの第１の出力ポートに結びつけ、第２の部分をカプラの第２の出力ポートに結びつけ、
光集積ジャイロはさらに、
上側導波管コイルを下側導波管コイルに結合するための第１の光ファイバであって、結合されたこれらコイルがジャイロの受感軸に関して共通の回転感度を有するようにする、という第１の光ファイバと、
カプラの第１の出力ポートを上側導波管コイルに接続するための第２の光ファイバと、そして、
カプラの第２の出力ポートを下側導波管コイルに接続するための第３の光ファイバとを有し、
検出器は、カプラの第３の出力ポートからカプラ出力強度信号を受け取るように結合されていること、
を特徴とする請求項１に記載の光集積ジャイロ。
【請求項７】
光波を実質的に等しい第１及び第２の出力波に分けるカプラは更に、
少くとも、第１のカプラ及び第２のカプラであって、第１のカプラは第１及び第２の出力ポートを有し、第２のカプラは入力ポートと第１及び第２の出力ポートとを有し、第１のカプラの第１の出力ポートは、第２のカプラの入力ポートに結合されており、第２のカプラは光波を実質的に等しい第１及び第２の部分に分けたうえで、第１の部分を第２のカプラの第１の出力ポートに結びつけるとともに第２の部分を第２のカプラの第２の出力ポートに結びつける、という第１のカプラ及び第２のカプラと、
上側導波管コイルを下側導波管コイルに結合する第１の光ファイバであって、結合されたそれらコイルがジャイロの受感軸に関して共通の回転感度を有するようにする、という第１の光ファイバと、
第２のカプラの第１の出力ポートを上側導波管コイルに接続する第２の光ファイバと、そして、
第２のカプラの第２の出力ポートを下側導波管コイルに接続する第３の光ファイバと、を有し、
検出器は、第１のカプラの第２の出力ポートからカプラ出力信号を受け取るように結び付けられていること、
を特徴とする請求項１に記載の光集積ジャイロ。
【請求項８】
第１の回転感度を有する波、及び第２の回転感度を有する波の位相を変調する変調器手段はＰＺＴシリンダを更に有し、当該ＰＺＴシリンダの周囲には、第２の光ファイバ又は第３の光ファイバの、ある程度の長さ分が堅く巻きつけられており、
ＰＺＴは、電気的にＰＺＴシリンダーに接続された位相変調器駆動源によって駆動され、当該位相変調器駆動源は、電気的にＰＺＴシリンダーを駆動してＰＺＴシリンダーの径を変化させることにより、ＰＺＴシリンダーに巻き付いた光ファイバに張りを生じさせ、その結果として、第２又は第３の光ファイバを通る光の中に移相を生じさせる、ということ、
を特徴とする請求項１に記載の光集積ジャイロ。
【請求項９】
第１の回転感度を有する波、及び第２の回転感度を有する波の位相を変調する変調器手段が、さらに、
入力ポートと第１及び第２の出力ポートとを有するＹ字形接合器と、変調器電極とを有するＭＩＯＣ（多機能光集積チップ）を有し、
第２の光ファイバは、ＭＩＯＣの第１の出力ポートを上側導波管コイルに結合し、第３の光ファイバは、ＭＩＯＣの第２の出力ポートを下側導波管コイルに結合し、ＭＩＯＣは少なくとも１つの導波管部分を入力波偏光のために有し、ＭＩＯＣの入力ポートは、光学的に光カプラの第１の出力ポートに結合されており、
ＭＩＯＣの変調器電極は電気的に駆動されて、第２及び第３の光ファイバを通る光の中に移相を生じさせること、
を特徴とする請求項１に記載の光集積ジャイロ。
【請求項１０】
第１の回転感度を有する波、及び第２の回転感度を有する波の位相を変調する変調器手段が、更に、
上側導波管コイルの一部を近接した形でまたぐように上側基板上に形成された一対の伝導性電極、又は、下側導波管の一部を近接した形でまたぐように下側基板上に形成された一対の伝導性電極を有し、
それぞれの伝導性電極は電気的に駆動され、電極間において導波管の屈折率を変えることにより、上側導波管コイルのまたがれた部分又は下側導波管コイルのまたがれた部分を通る光の中に移相を生じさせること、
を特徴とする請求項１に記載の光集積ジャイロ。
【請求項１１】
上側導波管コイル及び下側導波管コイルは、フォトリトグラフ法を用いてゲルマニウム塗布シリカグラスから形成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の光集積ジャイロ。
【請求項１２】
上側導波管コイル及び下側導波管コイルは、以下の手順を有する方法を用いて形成され、それら手順とは、
上面と底面と持つシリカ製の未加工の光ディスクをそれぞれの上側と下側とにあるレーザ波の間で回転させながら、レーザ出力を、パワー調整しつつ、上面と底面とに対向するパスが形成されるような速度で径に沿って移動させて、波を集中させたりマスクしたりすることで光コイルのガイドを形成し、上面と底面とを有する連続的なウェブ領域によって光コイルがつながる形とする手順と、
光コイルのガイドの上側及び下側のウェブ面をマスク処理することで、対向するコア領域を露出させる手順と、
対向するウェブ領域にゲルマニウムを塗布して、ウェブ領域よりも高い屈折率を持つコアを作り上げ、それによってウェブ領域が光導波管の境界を規定するようにする手順と、
マスクを取り除く手順と、そして、
光コイルのガイドの上側及び下側の面を、ウェブ領域と実質的に同じ屈折率を持つ光学素材を用いてクラッド処理することで、光基板を形成する手順と、であること、
を特徴とする請求項１に記載の光集積ジャイロ。
【請求項１３】
レーザは、実質的に一定の速さで移動させられることにより、渦巻き形状を有する光コイルのガイドを形成すること、
を特徴とする請求項１２に記載の光集積ジャイロ。
【請求項１４】
上側基板及び下側基板はそれぞれ、ニオブ酸リチウム、又はインディフューズされたチタニウムから形成され、
上側導波管コイルは上側基板の上面に、下側導波管コイルは下側導波管底面に、陽子交換プロセスを用いて形成され、光を偏光させること、
を特徴とする請求項１に記載の光集積ジャイロ。
【請求項１５】
上側導波管コイル及び下側導波管コイルは、フォトリトグラフ法によって、シリカガラス上に、ポリマー素材から形成されること、
を特徴とする請求項１に記載の光集積ジャイロ。
【請求項１６】
カプラの入力ポートに光波を提供するように結合される光源は、ＥＬＥＤ（端面放射型発光ダイオード：Ｅｄｇｅ ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）、ＳＬＤ（スーパールミネセントダイオード：Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅｓ）、そしてＢＦＳ（ブロードバンドファイバソース：Ｂｒｏａｄ Ｂａｎｄ Ｆｉｂｅｒ Ｓｏｕｒｃｅｓ）を含む部類の光源から選ばれた低干渉性光源、又は、ＤＦＢＬ（分布フィードバックレーザ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｌａｓｅｒ）のような高干渉性光源であること、
を特徴とする請求項１に記載の光集積ジャイロ。
【請求項１７】
光集積ジャイロであって、
少なくとも上側基板及び下側基板を有する多層型光コイルを有し、
第１及び第２の基板はお互いに接着されており、上側基板は上側導波管コイルを有し、下側基板は下側導波管コイルを有し、各渦巻き導波管は外側及び内側のポートを有し、
上側又は下側の導波管コイルに送り込まれる光の回転感度を保存するように、上側導波管コイルを下側導波管コイルに光学的に結合する手段と、
入力ポート、及び、第１、第２、そして第３の出力ポートを有するカプラと、
上側導波管コイルを下側導波管コイルに結合する第１の光ファイバであって、結合されたそれらコイルがジャイロの受感軸に関して共通の回転感度を有するようにする、という第１の光ファイバと、
カプラの第１の出力ポートを上側導波管コイルに接続する第２の光ファイバと、
カプラの第２の出力ポートを下側導波管に接続する第３の光ファイバと、
カプラの入力ポートに光波を提供するように結合された光源と、を有し、
カプラは光波を実質的に等しい第１及び第２の出力波に分けたうえで、第１の波をその第１の出力ポートから出力して上側及び下側の導波管に第１の回転感度を有する波を形成するとともに、第２の波をその第２の出力ポートから出力して下側及び上側の導波管に第２の回転感度を有する波を形成し、
第１の回転感度を有する波、及び第２の回転感度を有する波を形成する第１及び第２の出力波の位相を変調する変調器手段と、
カプラの第３の出力ポートから光を受け取るように結合され、検出した電気信号を提供する検出器手段と、
を有することを特徴とする光集積ジャイロ。
【請求項１８】
第１の回転感度を有する波の位相、及び第２の回転感度を有する波の位相を変調する変調器手段は、更に、
入力ポートと第１及び第２の出力ポートとを有するＹ字形接合器と、変調器電極とを有するＭＩＯＣ（多機能光集積チップ）を有し、
第２の光ファイバはＭＩＯＣの第１の出力ポートを上側導波管コイルに結合し、
第３の光ファイバはＭＩＯＣの第２の出力ポートを下側導波管コイルに結合し、
光カプラの第１の出力ポートはＭＩＯＣの入力ポートに結合され、光カプラの第２の出力ポートは、不使用であってジャイロへの反射を除去するように処理された、カプラの第２の出力ポートであり、
ＭＩＯＣ変調器電極は電気的に駆動されて、第１の回転感度を有する波と第２の回転感度を有する波との間の相対的位相を変調すること、
を特徴とする請求項１７に記載の光集積ジャイロ。
【請求項１９】
第１の回転感度を有する波、及び第２の回転感度を有する波の位相を変調する変調器手段が、更に、
上側導波管コイルの一部を近接した形でまたぐように上側基板上に形成された一対の伝導性電極、又は、下側導波管の一部を近接した形でまたぐように下側基板上に形成された一対の伝導性電極を有し、
それぞれの伝導性電極は電気的に駆動され、導波管のうち電極間にある部分の屈折率を変えることによって、上側導波管コイルのまたがれた部分又は下側導波管コイルのまたがれた部分を通る光の中に移相を生じさせること、
を特徴とする請求項１７に記載の光集積ジャイロ。
【請求項２０】
上側導波管コイルと下側導波管コイルとが、以下の手順を有する方法を用いて形成され、それら手順とは、
上面と底面と持つ未加工の光ディスクを、それぞれの上側と下側とにあるレーザビームの間で回転させながら、レーザビームを、単位長毎に一定の露光を提供するようにパワーを調整しながら、上面と底面とに対向するパスが形成されるようにした速度で径に沿って移動させつつ、ビームを集中させたりマスクしたりすることで光コイルコアのガイドを形成し、光コイルを、上面と底面とを有する連続的なウェブ領域によってつながれた形とする手順と、
光コイルのガイドの上側及び下側のウェブ面をマスク処理することで、対向するコア領域を露出させる手順と、
コア領域に塗布処理を施して、ウェブ領域よりも高い屈折率を持つコアを作り上げ、それによってウェブ領域が光導波管の境界を規定するようにする手順と、
マスクを取り除く手順と、そして、
光コイルのガイドの上側及び下側の面を、ウェブ領域と実質的に同じ屈折率を持つ光学素材を用いてクラッド処理することで、光基板を形成する手順と、であること、
を特徴とする請求項１７に記載の光集積ジャイロ。
【請求項２１】
導波管コイル製造方法であって、
上面と底面とを有する光学素材からなる未加工の光ディスクを、それぞれの上側と下側とにあるレーザビームの間で回転させながら、レーザビームを、パワー調整しつつ、上面と底面とに対向するパスが形成されるようにした速度で径に沿って移動させ、波ビームを集中させたりマスクしたりすることで光コイルコアのガイドを形成し、光学コアを、上面と底面とを有する連続的なウェブ領域によってつながった形とする手順と、
上側及び下側のウェブ面をマスク処理して、対向する光学コア領域を露出させる手順と、
対向するコア領域に塗布処理を施して、光学コア領域をつなぐウェブ領域よりも高い屈折率を持つコアを作り上げ、それによってウェブ領域が光学コア領域の境界を規定するようにする手順と、
マスクを取り除く手順と、そして、
光学コアのガイドの上側及び下側の面を、ウェブ領域と実質的に同じ屈折率を有する光学素材を用いてクラッド処理することで、光基板を形成する手順と、を有すること、
を特徴とする導波管コイル製造方法。
【請求項２２】
レーザは実質的に一定の線形速度で移動させられて、渦巻き形状を有する光コイルのガイドを形成し、各レーザの出力パワーは、単位長毎に一定の露出を維持するように連続的に調節されること、
を特徴とする請求項２１に記載の光集積ジャイロ。
【請求項２３】
光集積ジャイロの製造方法であって、
少くとも、上面及び底面を有する取付プレート、上側基板、そして下側基板を有する多層型光コイルを形成する手順であって、各基板が上面及び底面を有し、上側基板の底面が取付プレートの上面に接着されており、下側基板の上面が前記取付プレートの底面に接着されており、上側基板が上側導波管コイルを有し、下側基板が下側導波管コイルを有しており、ジャイロの受感軸が実質的に、上側基板の上面に対して垂直である、という多層型光コイルを形成する手順と、
入力ポートと、第１、第２、そして第３の出力ポートとを有するカプラを設ける手順と、
第１の光ファイバを用いて上側導波管コイルを下側導波管コイルに結合する手順であって、それらコイルがジャイロの受感軸に関して共通の回転感度を有するようにする手順と、
第２の光ファイバを用いてカプラの第１の出力ポートを上側導波管コイルに接続する手順と、そして、
第３の光ファイバを用いてカプラの第２の出力ポートを下側導波管コイルに接続する手順と、
カプラの第１の入力ポートに光波を提供するように光源を結合する手順であって、カプラは光波を実質的に等しい第１及び第２の出力波に分けたうえで、その第１の出力ポートから第１の波を出力して上側導波管及び下側導波管に第１の回転感度を有する波を形成し、さらに、その第２の出力ポートから第２の波を出力して下側導波管及び上側導波管に第２の回転感度を有する波を形成するようになる、という手順と、
第１の回転感度を有する波、及び第２の回転感度を有する波の位相を変調するための変調器手段を結合する手順と、
カプラの第３の出力ポートからの光を受け取って検出した電気信号を提供する検出器手段を結合する手順と、を有すること
を特徴とする光集積ジャイロ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
・発明の背景
この本出願は、以前になされた仮出願：６０／２２２，１０２号（提出日：２０００年７月２８日）に関する部分継続出願であり、そこからの優先権を主張する。当該出願は、以前になされた仮出願：０６／２２２，１０２号と発明者が同一であり、譲受人も共通している。
【０００２】
１．発明の属する技術分野
本発明は、広く言えばサニャック干渉計に関し、更に詳しく言えば、光導波管（結晶ニオブ酸リチウム（ｃｒｙｓｔａｌｉｎｅ Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｎｉｏｂａｔｅ）やシリカガラスのような基板の面の上又は中に形成されるもの）を用いるジャイロに関する。
【０００３】
２．従来技術の説明
ＲＬＧＳ（リング型レーザジャイロスコープ：ｒｉｎｇ ｌａｓｅｒ ｇｙｒｏｓｃｏｐｅｓ）、ＦＯＧＳ（光ファイバジャイロスコープ：ｆｉｂｅｒ ｏｐｔｉｃ ｇｙｒｏｓｃｏｐｅｓ）、ＩＦＯＧＳ（干渉方式光ファイバジャイロスコープ：ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｆｉｂｅｒ ｏｐｔｉｃ ｇｙｒｏｓｃｏｐｅｓ）、ＲＦＯＧＳ（共振方式光ファイバジャイロスコープ：ｒｅｓｏｎａｎｔ ｆｉｂｅｒ ｏｐｔｉｃ ｇｙｒｏｓｃｏｐｅｓ）などの光学回転センサ、そして光集積ジャイロは、サニャック効果として広く知られる非相互光学効果に基づいている。
【０００４】
ＦＯＧでは、光ファイバコイルがコイル用の型の上に形成される。コイルのそれぞれの端部には、共通の光源から出た光が送り込まれて、ＣＷ（時計回りの波：ｃｌｏｃｋｗｉｓｅ ｗａｖｅｓ）とＣＣＷ（反時計回りの波：ｃｏｕｎｔｅｒ−ｃｌｏｃｋｗｉｓｅ ｗａｖｅｓ）とが形成される。ＦＯＧが慣性空間内で休止状態にある時、ＣＷ波、ＣＣＷ波がコイルを通る際の走行時間は同じになる。２つの波がコイルの外で結合されて検出器に与えられた時、それらが示す位相差はほぼゼロである。しかしながら、ＦＯＧがその対称軸を中心に回転させられると、２つの波の走行時間は同じでなくなり、位相差を示す。その位相差は、検出器上に干渉パターンとして現われ、ジャイロへの入力速度と共に大きくなる。
【０００５】
その位相差（そして、その結果として生じる出力強度）は、回転速度、並びに、光ファイバコイルに囲まれた領域の面積に比例する。光検出器において結合された光波によって生成される出力強度を分析すれば、回転の速度及び方向を正確に表した値が得られる。その場合に用いられる手段として典型的なものは、入力信号変調器及び出力信号復調器である。
【０００６】
長い低損失光ファイバを比較的小さなコイルになるまで巻くと、それによって生まれる有効面積は大きくなる。そうすると、小型のセンサーで非常に小さい回転速度まで解析できるようになる。しかしながら、ＦＯＧジャイロについては、そのための光ファイバコイル部品の製造コストがかなり高く、そして、このコストが理由となって、いくつかの用途には使用できなくなっている。加えて、ボビン又はコイル型の上に巻かれたコイル全体を通して変化する熱勾配のために生じる、出力バイアスの安定性の問題があって、ＦＯＧのパフォーマンスはこれによって制限されてしまうおそれもある。本発明はＩＯＧ（光集積ジャイロ：ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｏｐｔｉｃ ｇｙｒｏ）を提供するものであり、ＩＯＧ用の導波管コイルのコストを下げ、さらには、ＦＯＧを大量生産に適応したものとし、パフォーマンスの向上のために、より優れたコイル熱制御を実現する。本発明は、それぞれに渦巻き形状の導波管を有する２枚以上の基板を用いることで、ＩＯＧのスケール係数（ｓｃａｌｅ ｆａｃｔｏｒ）を大きくする。
【０００７】
コイル内の巻きによって囲まれる面積が、ＩＯＧのスケール係数の限界を決定する。基板の面の上又は中に形成された導波管を用いる光集積ジャイロの感度は、渦巻き形をした導波管の巻きによって囲まれる面積の合計によって限界が決まる。２枚目の基板を用いることによって面積は２倍となる。さらに、基板上に巻きを形成するための新しい方法が教示される。
【０００８】
上側及び下側の基板の上に形成される渦巻コイルは、同軸に並ぶように配置される。それらコイルは、１又は複数の光ファイバピグテール接続を用いて結合される。２枚の基板コイルを熱伝導性のある取付プレートの対向する面に取り付ける、という構造によって、コイルの熱制御は先行技術よりも優れたものになるはずである。
【０００９】
図１（ａ）、図１（ｂ）、図２（ａ）、そして図２（ｂ）は、多層型の光コイル１２を有する光集積ジャイロ１０に関して、取りうる実施の形態を示す概略斜視図である。図３は、図１の断面線３−３における概略断面図であり、多層型の光コイル１２の構造をより明らかに示している。
【００１０】
ここに示す多層型の光コイル１２は、取付プレート１４を有する。取付プレート１４は、上面１６と底面１８とを有する。また、図には上側基板２２と下側基板２３とが示されている。上側基板２２は上面２４と底面２６とを有する。上側基板の底面２６は、粘着層２８によって取付プレートの上面１６に接着されている。下側基板２３も上面３２と底面３４とを有する。下側基板の上面３２は、粘着層３３によって取付プレートの底面１８に接着されている。
【００１１】
取付プレート１４は上側及び下側の基板に対して、機械的にも熱的にも安定性を提供するので、結果として、上側導波管コイル３６及び下側導波管コイル４０に対してもそれを提供することになる。取付プレートの素材については、熱膨張が低く熱伝導率の高い素材が好ましく、そうした素材としては、例えば、アルミナや金属充填セラミック（ｍｅｔａｌ ｆｉｌｌｅｄ ｃｅｒａｍｉｃｓ）などがある。取付プレート１４は、キャスティング、機械加工、焼結、あるいはその他の従来からある方法によって製造されるものとする。接着材については、熱膨張率及び収縮率の小さいもの（例えば、ガラス充填エポキシなど）が適している。そのような接着材の一例として、“ＩＴＷ Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ Ｒｅｓｉｎｓ”（アメリカ合衆国、ＰＡ−１８９３６、モントゴメリヴィル、コマース・ドライブ、１３０）から出ている“Ｃｈｏｃｋｆａｓｔ Ｏｒａｎｇｅ”がある。
【００１２】
上側導波管コイル３６は、上側基板の上面２４に形成されているものとして示してある。下側導波管コイル４０は、第２の基板の底面３４に形成されているものとして示してある。また、それらコイルは、それぞれの巻きの間隔が均一になっているものとして示してある。また、ジャイロ４１の受感軸（ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｘｉｓ）を図示してある。図３では、受感軸４１が上側基板の上面２４の平面に対して実質的に垂直なものとして示されている。
【００１３】
再び図１（ａ）を参照する。仮想ボックス４２はカプラを表し、当該カプラは典型的な形のもので、図に示すように接続された、第１及び第２の２×２溶融バイコニカルカプラを有する。単一の２×２カプラ４２ａを使用するのは、図２（ａ）及び２（ｂ）で示すようにＭＩＯＣ（多機能光集積チップ：Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｈｉｐ）７８が用いられる形での用法の場合である。
【００１４】
カプラ４２は、入力ポート４４、第１の出力ポート４６、第２の出力ポート４８、そして第３の出力ポート５２を有する単一の２×２カプラとみなすこともできる。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す第１及び第２の溶融バイコニカルターパカプラの組合せは、ＭＩＯＣを使用しない高精度の用途に用いるのが好ましい。
【００１５】
図２（ａ）を見ると、溶融バイコニカルターパ光ファイバカプラ（４２ａなど）は、一部の範囲にわたってねじり合わされたうえで融着させられた２本のファイバから形成されている。このような形であるため、２本のファイバは、ポート４４、４６、４８、そして５２を備えた４つの端部を有する。図２（ａ）に示す実施の形態では、第３のポート４８は機能しない形にしてある（使用しないためである）。機能しないようにするために、具体的には、その端部を高屈折率接着材でコーティングするか、つぶすか、角度研摩するかして、その表面に当たる光が反射されてファイバ内に戻ることのないようにする。
【００１６】
図２（ｂ）には、上側導波管コイル３６を下側導波管コイル４０に結合する第１の光ファイバ５４が図示してある。２つのコイルを通る光は、第１の光ファイバ５４によってつながれることで共通の回転感度（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｓｅｎｓｅ）を有することになる。例えば、光が、ＭＩＯＣ７８の第１の出力ポート９６から第２の光ファイバ５６を介して上側導波管コイル３６に入る場合、光波は、ジャイロを上から見下ろすと、ＣＣＷＯ（反時計回り外向き）の方向に進むように見える。また、図２（ｂ）は、第１の光ファイバ５４によって上側導波管コイル３６の外側ポートが第２の光ファイバ４０の外側ポートに接続されていることを示す。
【００１７】
図１（ａ）には、下側導波管コイル４０がどのように巻かれているかが示されていないが、下側基板２３の底面３４上に、ＣＷＯ（時計回り外向き）の渦巻き、又は、ＣＣＷＯ（反時計回り外向き）の渦巻きの形で巻かれている、とすればよい。次いで、再び図２（ｂ）を参照する。上側導波管コイル３６が上側基板の上面にＣＣＷＯの渦巻きとして巻かれ、下側導波管コイル４０も下側基板の底面にＣＣＷＯの渦巻きとして巻かれている場合、図に示すように上側導波管コイルの外側ポートと下側導波管コイル４０の外側ポートを接続することで、共通の回転感度が得られるようになるとともに、コイルを横切る時変熱勾配の作用（一般にＳｈｕｐｅ作用として知られるもの）を最小にできるであろう。図では、第１の光ファイバ５４がこの接続を行っている。光が共通の回転感度を有して第１の導波管コイルから第２の導波管コイルまで移動するという事実は、第２の光ファイバ５６からの光入力を仮定して、それが上側導波管コイルから下側導波管コイルまで進む様子を、上から見て多層型の光コイル１２より上の点からトレースすることによって確認できる。第２の光ファイバ５６からの光は、ＣＣＷ方向でジャイロ１０の受感軸４１の周りを回転している。上から見れば、同じ光源からの光が第２の導波管コイルの中をＣＣＷ方向で動いているのも分かる。
【００１８】
図１（ａ）及び図１（ｂ）には、カプラの第２の出力ポート４８を下側導波管コイル４０に接続する第３の光ファイバ５８が図示されている。また、図２（ａ）及び図２（ｂ）には、第２及び第３の光ファイバ５６、５８が図示されており、これら光ファイバ５６、５８は、ＭＩＯＣの第１及び第２の出力ポートからのＣＣＷ波５９及びＣＷ波６０を、上側導波管コイル、下側導波管コイルの内側ポートへそれぞれ送り届ける。
【００１９】
ボックス６１そして仮想ボックス６１ａによって表わされる光源は、結合されて、カプラの入力端４４に仮想線６２として示される光波を提供する。光源６１は、典型的には低干渉性光源であり、固体ＥＬＥＤ（端面放射型発光ダイオード：Ｅｄｇｅ ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）やＳＬＤ（スーパールミネセントダイオード：Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅｓ）を含む部類の光源、及び図２（ａ）内の仮想ボックス６１ａの中に示すＢＦＳ（ブロードバンドファイバ光源：Ｂｒｏａｄ Ｂａｎｄ Ｆｉｂｅｒ Ｓｏｕｒｃｅｓ）のような光源の中から選ばれる。安定化超蛍光源（ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｓｕｐｅｒ−ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｓｏｕｒｃｅ）の実施の形態に関しては、１９９４年５月１７日発行の米国特許５，３１３，４８０号と１９９０年９月１８日発行の米国特許５，１３６，６００号（いずれもＢ． Ｆｉｄｅｒｉｃ 他により、譲受人も共通する）の公報を参照すれば理解できる。これら特許の内容は、本明細書にも参照の形で全体が取り込まれている。
【００２０】
次いで、再び図１（ａ）を参照する。カプラ４２は光波６２を実質的に等しい第１及び第２（ＣＣＷ、ＣＷ）の出力波５９、６０に分ける。カプラ４２は、２つのビームを可干渉的に統合して、その第３ポート５２からの出力ビーム４２、６４を発生させる。
【００２１】
図１（ａ）における上側導波管コイル３６によって、図示するように、第１の回転感度は、上から見てＣＣＷとなる。カプラはその第２の出力ポート４８から第２の出力波６０を出力して、第２の回転感度（すなわち、ＣＷ）を備える波を下側及び上側導波管４０、３６の各々の中に形成し、それは回転速度依存強度を有する。図２（ａ）に示すような、単一のカプラ４２と１つのＭＩＯＣ７８との組合せは、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すカプラ４２と機能（すなわち、入力光波６２を２つの実質的に等しい部分に分けるたうえで、コイルから戻ったビームを再結合する機能）が重なる。カプラ４２は、その第１の出力ポート４６から第１の出力ビーム５９を出力して、第１の回転感度（すなわち、ＣＣＷ）を備えるビームを、上側及び下側導波管３６、４０のそれぞれの中に形成する。
【００２２】
図中、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）で作られたピエゾストリクティブ（ｐｉｅｚｏ−ｓｔｒｉｃｔｉｖｅ）なシリンダー６８には、光ファイバ５８から成るコイルが巻き付けられている。シリンダー６８が表すのは、光学位相変調器手段が取りうる第１の実施形態であり、信号位相変調器駆動電子回路７０ａからの信号（信号線７４ａ、７４ｂを介しての信号７２ａ、７２ｂ）によって駆動される場合のものである。理解しておくべきことは、ＰＺＴを、設計上の選択事項として、第２の光ファイバ５６の支線内にも第３の光ファイバ５８の支線内にも接続することができ、それによって、第２又は第３の光ファイバ５６、５８を通る光の中に移相偏移を誘発することができる、ということである。ＰＺＴシリンダーは、そのターミナルに電圧が加えられた時、径をわずかに変化させる。その径の変化は、第３の光ファイバ５８のうち堅く曲きつけられた部分に張りを生じさせることになる。そして、ファイバに張りが生じた結果として第３の光ファイバ５８の光路長が変化することにより、それを通る光の相対的位相も変化することのなる。信号７２ａ及び７２ｂの適当なタイミングは、光集積導波管の光路長に依存する。そして、出力４６と４８との間のファイバによって、信号処理用のＣＷ波とＣＣＷ波との間の非相互移相偏移への適用が保証される。
【００２３】
図４は、図１（ｂ）に示す変調器手段に関して、第２の取りうる実施形態を示す概略切欠き図である。伝導性電極７６ａ及び７６ｂは上側基板２２の上面２４に形成されて、導波管３６をはさんだ形のほぼ平行な平板コンデンサを作り上げている。同じ伝導性電極は、図１（ｂ）にも図示されている。これらの伝導性電極はさらに、第１出力波及び第２出力波の位相を調整するための変調器手段を実現している。伝導性電極は、上側の光コイル３６のうち真っ直ぐな部分をまたいでいる。図示はしないが、この実施形態では、下側基板２３の上にも一対の伝導性電極が形成され、下側導波管コイル４０の真っ直ぐな部分をほぼまたぐ形になっている。伝導性電極は、信号線７４ａ、７４ｂ上の位相制御信号によって電気的に駆動される。ここまでに説明した２つの変調器手段のうち一方だけが、実際に使われている。信号線７４ａ、７４ｂは、実際に使う場合、ＰＺＴ６８又は伝導性電極７６ａ、７６ｂのいずれかに接続され、両方に接続されることはない。
【００２４】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す実施の形態は、ＭＩＯＣ（多機能光集積チップ：ｍｕｌｔｉ−ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｏｐｔｉｃｓ ｃｈｉｐ）７８を使用する場合を示しており、当該ＭＩＯＣ７８は、結晶ニオブ酸リチウム（ｃｒｙｓｔａｌｉｎｅ Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｎｉｏｂａｔｅ）のウェハースから形成され、Ｙ字形の導波管接合器を持つように加工されている。導波管は、陽子交換法やチタンインディフュージョン（ｔｉｔａｎｉｕｍ ｉｎｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）を用いて形成される。Ｙ字形接合器は、入力セグメント８０、ＣＷ（時計回り）セグメント８２、そしてＣＣＷ（反時計回り）セグメント８４を有し、それらを変調器電極８８、９０、９２がまたぐ形となっている。また、導波管については、フォトリトグラフ法を用いてゲルマニウム塗布シリカを配置することで、シリコンウェハース上に形成できる。
【００２５】
また、上側及び下側導波管コイル３６、４０については、ＬｉＮｂＯ３導波管上で陽子交換やチタンインディフュージョンを行う代わりに、シリカ上にポリマー導波管構造を用いて形成してもよい。ポリマー導波管もまた適したものであり、これについては、米国特許：５，３５２，５５６号及び５，１３６．６８２号の公報に記述されている。さらに、ポリマー導波管については、位相変調器と関連して、ＷＰ ０ ４０２ ８０３ Ａ２号の公報にも記述されている。シリコンの上のＡＲＲＯＷ導波管構造もまた適したものであり、これについては、米国特許：５，３６７，５８号公報に記述されている。これらの特許の内容については、それらの全体が参照の形で本明細書に取り入れられている。
【００２６】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すＭＩＯＣ７８は、第１の回転感度を有する波と第２の回転感度を有する波との位相を調整する変調器手段に関してとりうる第３の形である。Ｙ字形接合器は、入力ポート９４、第１及び第２の出力ポート９６、９８を有する。導波管のうち、少くともＹ字形接合器の入力ポート９４と出力ポート９６、９８との間に位置する範囲の部分は、光を直線偏光させなければならない。第２の光ファイバ５６は、ＭＩＯＣの第１の出力ポート９６を上側導波管コイル３６に結合する。第３の光ファイバ５８は、ＭＩＯＣの第２の出力ポート９８を下側導波管コイル４０に結合する。カプラ４２ａの光カプラ第１出力ポート４６は、ＭＩＯＣの入力ポート９４に結合される。光カプラ第２出力ポート７８は使用されず、ジャイロへの反射を除去するための処理が施される。ＭＩＯＣ変調器電極８８、９０、９２は、変調器駆動電子回路７０ｂからの位相変調信号（図示せず）によって電気的に駆動され、時間内の所定の瞬間において、第２又は第３の光ファイバ５６、５８のいずれか（あるいは両方）を通る光に位相偏移を誘発する。その導波管は、導波管の偏光部分によって通されるか伝えられるかした可視偏光状態（ｏｐｔｉｃａｌ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｓｔｓｔｅ）だけを保持するように構成されている。
【００２７】
上側基板、下側基板それぞれの上にある導波管は、図５（ａ）〜（ｆ）に示すステップの実行によって、渦巻き導波管として形成することができる。ただし、これ以外の幾何学形状としても、形状に関する他の仕様とのかねあいの点では、同じ程度に、あるいはより良好に働くかもしれない。例えば、パッケージを小さくする必要のある用途においては、比較対象となるエリアを楕円とする方が、純粋に円形の渦巻きとするより好ましいかもしれない。上で述べたＶａｌｉに関わるＥＰＯ参考資料には、準楕円のものが示されている。導波管のうち、位相変調器近くのｒの位置での部分。
【００２８】
ここからは、レーザミリングを用いて上側及び下側導波管を形成する方法について、図５（ａ）〜（ｆ）を参照しながら述べる。上側導波管コイル３６と下側導波管コイル４０とは、図５（ｅ）及び図５（ｆ）に横断面図で示す導波管コア１０８の第１形成処理によって、それぞれ別々に光基板１１０内に形成される。この方法は、図５（ａ）に示すような、未加工の光ディスク１１２（通常はシリカガラス）を用意することから始まる。未加工光ディスクは、上面１１４と底面１１６とを有する。導波管コア１０８形成のプロセスは、軸を中心に未加工光ディスク１１２を回転させることで開始される。ディスク１１２を挟んでその上側、下側のそれぞれには、レーザ波１１８、１２０がある。レーザ波については、パワー、口径、焦点が調節される。レーザ光源を動かすのは、デジタルプログラムである。デジタル制御は、回転する基盤の径に沿ったレーザの動きを制御するのに使用される。その動きは、外側エッジから中心（軸１１３と一致）まで、あるいは、中心から外側エッジまでであり、その速度は、図５（ｂ）に示すような形で対向するパス（上面１１４のチャネル１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃと底面１１６のチャネル１２４ａ、１２４ｂ）が形作られるように調節される。波は、焦点を合わされたりマスクをかけられたりすることで溝を刻む。その溝はコア領域のための境界を形成し、当該コア領域をクラッド用の材料でコーティングすると、所定の光コイル導波管が実現することになる。
【００２９】
波は、ディスク１１２を貫通することのないようにされる。その結果、光コイルは、連続するウェブ領域（断面図では、上側の１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、そして、下側の１２４ａ、１２４ｂとして示されている部分）によってつながれた形となる。ウェブ領域には、面１２６、１２８として示された上面及び底面があり、深さは、１〜１０μｍ程度である。その後、光学的ウェブ形成の結果として得られた当該構造の上側と下側とを、図５（ｃ）に示すように、フォトレジスト素材１３０のコートで覆う。
【００３０】
フォトリトグラフ法を用いて、ウェブ素材についたフォトレジスト素材を取り除くと、図５（ｄ）に示すように、コア領域１０８が露出した状態となる。フォトリトグラフ法以外のやり方としては、レーザを用い、マスクを通して渦巻きを掃除することも可能であろう。掃除された領域は、コア領域の中心となる。
【００３１】
その後、コア領域となる領域の屈折率を高めるように選択された素材が、露出したウェブ領域に塗布される。保護されるウェブ領域の屈折率は、コア領域１０８の屈折率よりも低くなる。ここから、残っていたフォトレジスト素材を取り除くと、図５（ｅ）によって特徴づけられるような構成物が残る。この先行ステップによって、マージン１２２ａ、１２４ａ又は光学コア１０８の境界が規定され、それらとウェブ領域１２２ａ、１２４ａとの組み合わせで導波管が規定される。
【００３２】
ウェブ領域に塗布する物質として二酸化ゲルマニウムを用いれば、シリカガラスの屈折率を変えることができる。
【００３３】
図５（ｅ）に示すのは、化学的にマスクを除去した結果である。結果として得られる構造物は、手で持てる程度の強度を備えていなければならない。コア領域１０８については、ドットでハッチしてある。
【００３４】
図５（ｆ）は最終ステップの結果を示す。最終ステップとは、ウェブ領域１２２ａ、１２４ａとほぼ同じ屈折率を有する光学素材で、光学コア１０８のガイドの上面と底面とをクラッドするというものである。その結果として、内部に導波管コイル３６を有する光学基板１１０が形成される。
【００３５】
この後、２枚の光学基板１１０を、熱伝導性のあるセラミック基板１４（又は、熱膨張係数が光学基板１１０のそれとほぼ一致するように選ばれた熱伝導性基板）の上に接着する。
【００３６】
図２（ｂ）に示すように、上側導波管コイル３６の外側の端部と、下側導波管コイル４０の外側のエッジとからはピグテール接続がなされて、相互補完的なユニットを作り上げている。光導波管の残りの端部（内側にあるもの）は、第１及び第２の光ファイバ５６、５８に接続されている。
【００３７】
本発明に関し、さらに別のとりうる実施の形態として、より精度の低いジャイロに対応するものがある。その場合は、図１（ａ）、図１（ｂ）、図２（ａ）に示す下側基板２３、そして、下側導波管コイル４０及び第１の光ファイバ５４が除かれる。この実施の形態では、コア１０８を有する上側導波管コイル３６が、第１及び第２のポートを有する。第２の光ファイバ５６は、カプラ４２の第１の出力ポートを、光学基板１１０の範囲内で上側導波管コイル３６の第１ポートに接続する。第３の光ファイバ５８は、カプラの第２の出力ポートを上側導波管コイル３６の第２ポートに接続する。上側導波管コイル３６は、上で図５（ａ）〜（ｆ）を参照しながら述べたような特徴を有する方法ステップを用いて形成されている。レーザを径方向トラックに沿って一定の速さで動かすことによって、渦巻き特性を有すると共にコイル間の距離が等しい、というコイルが製造されるはずである。
【００３８】
図１（ａ）、図１（ｂ）、図２（ａ）、そして図２（ｂ）に示す光集積ジャイロに関する更に別の実施の形態においては、ジャイロが、上側基板２２と下側基板２３とを有する多層型の光コイルを含む。取付プレート１４は省かれる。第１及び第２の基板は、直接お互いに接着される。それ以外の点では、本光集積ジャイロの特徴は、これまでに説明してきたジャイロと同じである。
【００３９】
図１（ａ）、図１（ｂ）、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す光集積ジャイロを製造する方法又はプロセスは、以下のステップを有する：
上面及び底面を有する取付プレート１４、上側基板２２と、下側基板２３とを有する多層型の光コイルを形成する。各基板は、上面と底面とを有する。上側の渦巻き導波管コイルは上側基板に形成され、下側の渦巻き導波管コイルは下側基板に形成される。上側基板の底面は取付プレートの上面に接着される。下側基板の上面は取付プレートの底面に接着される。
【００４０】
ファイバが巻かれたＰＺＴシリンダー又は多機能光集積チップの形をとった位相変調器。
【００４１】
カプラ４２が設けられる。カプラは、入力ポートと、第１、第２そして第３の出力ポートを有する。第１の光ファイバは、上側導波管コイルを下側導波管コイルに結合するために使われる。コイルを結合するのは、それらがジャイロの受感軸に関して共通の回転感度を有するようにするためであり、当該軸は通常、上側基板の面に対して垂直である。
【００４２】
それから、第２の光ファイバは、カプラの第１の出力ポートを上側導波管コイルに接続するために使われる。そして、第３の光ファイバは、カプラの第２の出力ポートを下側導波管コイルに接続するために使われる。さらに、光源６１、６１ａ、６１ｂが結びつけられて、カプラの入力ポート４４に光波６２を提供する。
【００４３】
図１（ａ）、図１（ｂ）に示す実施の形態の場合、カプラ４２は、光波６２を実質的に等しい第１及び第２の出力波５９、６０に分ける。図２（ａ）に示す実施の形態の場合は、ＭＩＯＣ７８の線形偏光が、光波６２を実質的に等しい第１及び第２の出力波５９、６０に分ける。第１の出力波５９はカプラの第１の出力ポート４６から出力され、上側及び下側導波管３６、４０内で、第１の回転感度を有する波を形成する。第２の出力波６０はカプラの第２の出力ポート４８から出力され、下側及び上側の導波管内で、第２の回転感度を有する波を形成する。変調器手段（ＰＺＴ６８、基板２４上の電極７６ａ及び７６ｂ、又はＭＩＯＣ７８など）が結び付けられて、第１の回転感度を有する波、及び、第２の回転感度を有する波の位相を変調する。
【００４４】
検出器手段６６は、結び合わされたカプラの第３出力ポート５２からの光を受け取り、検出した電気信号を出力する。ここで、図１（ａ）、図１（ｂ）、図２（ａ）を参照する。仮想ボックス６６が検出器手段を表す。検出器手段は通常、光検出器１３０とプリアンプ１３２との組み合せを有する。カプラの第３の出力ポート５２から出力された信号は、検出器６６に向けられる。光検出器１３０は検出した信号をプリアンプ１３２に出力し、当該プリアンプは、その検出された信号を増幅し、バッファする。さらに、プリアンプは、バッファした信号をローパスフィルタ１３４に出力する。ローパスフィルタ１３４は、フィルタ処理後の検出信号を同期復調器１３６に出力する。同期復調器は、位相変調器出力７２ｃからの基準信号によって駆動され、検出出力信号を提供する。次いで、図２（ｂ）を参照する。サンプリングエレクトロニクス１３８は、検出信号の値のサンプリングし、バス１４２を介して定期的に信号をデジタルコンピューター１４０に転送する。コンピュータ１４０は、処理後の検出信号を速度情報としてバス１４４上に出力するとともに、位相変調ドライブエレクトロニクス７０ｂに向けて、継続的に修正した位相変調信号をバス１４６上に出力する。
【００４５】
次に、図２（ａ）、図２（ｂ）を参照する。ここでブロック６１ｂが示すのは、広帯域のスーパーフローレサントなファイバ光源を利用する好適な実施の形態である。ブロック１５０は、励起光源制御部（ｐｕｍｐ ｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）を表す。励起光源制御部からの出力が、励起ダイオード１５２を駆動する。励起ダイオードは、ＷＤＭ（波長分割マルチプレクサ）１５４を介して、エルビウム塗布ファイバ１５６に励起光を出力する。エルビウム塗布ファイバは、あらかじめ決められた帯域を超えた広帯域の光をＷＤＭ１５４に提供し、ＷＤＭ１５４は、塗布ファイバからの光をカプラ４２の入力ポート４４に向かわせる。別な形として、ＳＦＳ（スーパーフローレサント光源）を使用してもよい。スーパーフローレサント光源の操作については、米国特許：５，１３６，６００号「ＳＦＳを対象とした安定化装置及び方法（”ＳＴＡＢＩＬＩＺＡＴＩＯＮ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＡＮ ＳＦＳ”）」（Ｂ． Ｆｉｄｒｉｃほか）の公報の中で詳しく述べられている。当該米国特許は、１９９２年８月４日の発行で、共通の譲受人を有し、その内容は本明細書に参照の形でその全体が取り入れられている。
【００４６】
多くのピグテール結合が図示されている。１９９９年７月２０日発行の米国特許：５，９２６，５９４号「光ファイバを位置合わせして光導波管に取り付けるためのシステム及び方法、それによって得られる製品（”ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＡＬＩＧＮＩＮＧ ＡＮＤ ＡＴＴＡＣＨＩＮＧ ＯＰＴＩＣＡＬ ＦＩＢＥＲＳ ＴＯ ＯＰＴＩＣＡＬ ＷＡＶＥＧＵＩＤＥＳ ＡＮＤ ＴＨＥ ＰＲＯＤＵＣＴＳ ＯＢＴＡＩＮＥＤ ＴＨＥＲＥＢＹ”）」（Ｉｋｅ Ｓｏｎｇ、ほか）、および、１９９５年２月２８日発行の米国特許：５，３９３，３７１号「光集積チップ、及び、それに光ファイバを取り付けるためのＬｉＮｂＯ３基板用レーザ除去方法（”ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ ＯＰＴＩＣＳ ＣＨＩＰＳ ＡＮＤ ＬＡＳＥＲ ＡＢＬＡＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＡＴＴＡＣＨＭＥＮＴ ＯＦ ＯＰＴＩＣＡＬ ＦＩＢＥＲＳ ＴＨＥＲＥＴＯ ＦＯＲ ＬｉＮｂＯ３ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥＳ”）」（Ｃｈｉｎ Ｌ． Ｃｈａｎｇ、ほか）の特許は、ファイバの基板への接続に関する情報を提供するものであり、両方とも本出願と共通の譲受人を有する。これら特許は、本明細書に参照の形でその全体が取り入れられている。
【００４７】
導波管に第１、第２、第３のファイバを結合する処理は、トレンチング（すなわち、研磨された導波管のポート又は端部との接触が内部で達成されるようにスロット又はランディングを機械加工すること）によって可能となる。表面からの垂直結合（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）も用いることができ、これについては、米国特許５，２７６，７４８号「シリコン上で縦方向結合されたアロウ変調器又はスイッチ（”ＶＥＲＴＩＣＡＬＬＹ−ＣＯＵＰＬＥＤ ＡＲＲＯＷ ＭＯＤＵＬＡＴＯＲＳ ＯＲ ＳＷＩＴＣＨＥＳ ＯＮ ＳＩＬＩＣＯＮ”）」（Ｇ． Ａ． Ｍａｇｅｌ）の中で述べられている。この発明は、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄに譲渡されており、その内容は、本明細書に参照の形でその全体が取り入れられている。
【００４８】
集積ジャイロの表面へのバルク光結合は、別の形の「導波管−ファイバ」式アプローチであり、ＨＵＧＨＥＳ ＡＩＲＣＲＡＦＴによる欧州特許出願：０ ４８３ ９９３ Ａ２号の中に公開されている。発明者はＶｉｃｔｏｒ Ｖａｌｉであり、優先権文書は１９９０年１０月２９日に出願された米国：６０４２６５号である。そのＥＰＯ“９９３”の公開文書もやはり、凡その渦巻き形状をした導波管について示している。ＥＰ ０ ４８３ ９９３ Ａ２号の参照文書の内容は、本文書に、参照の形でその全体が取り入れられている。
【００４９】
上記実施の形態の各々において、実施の形態毎にシステムの異なる構造を別々に説明した。しかしながら、当業者が見れば明らかなように、それら好適な実施の形態に対しては、本発明の範囲や思想から逸脱することなしに、様々な改変や修正を加えることが可能である。たとえば、本発明が教示する内容を、巡航輸送手段型の慣性航法システムに限定する意図はない。また、制御飛行が短いところでは、基板のうちの１枚を除去するか、取付プレート１４を除去することも可能であろう。本発明が教示する内容は、他の用途にまで広げることが可能であり、その用途とは、プラットホーム安定化、飛行制御、あるいはロボティックスなど、干渉計を利用するものである。添付の「特許請求の範囲」が規定する範囲内で、明細書内に特に説明したのとは別な形で本発明を実施できることを理解しておくべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）第１及び第２のカプラ、ＰＺＴ変調器、そしてレーザダイオードをシステムとして用いる光集積ジャイロの概略斜視図である。
（ｂ）第１及び第２のカプラ、導波管セグメントをまたぐ電極を有する変調器を用いる光集積ジャイロの概略斜視図である。
【図２】（ａ）単一のカプラ、ＭＩＯＣ、そして安定化ファイバ光源をシステムとして用いる光集積ジャイロの概略斜視図である。
（ｂ）それぞれに渦巻き導波管が形成された上側基板の上面と下側基板の底面とを示す概略平面図である（導波管は互いに結合されて、さらにＭＩＯＣにも結合されている）。
【図３】図１（ａ）に示す多層型の光コイルのライン３−３における断面図であり、熱伝導性取付プレートと上側及び下側の基板との概略を示す図である。
【図４】上側基板の外側のエッジの一部を示す概略部分平面図であり、導波管の一部をまたぐ一対の平行な変調器電極を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）渦巻き導波管の製造方法の１つについて、その手順を示す図である。
【図１】
2004531692.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004531692.tif 000006
【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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