MEMS技術による超高分解能リングレーザジャイロスコープに関する研究

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15310107
• Research Institution: University of Hyogo
• Principal Investigator: 前中 一介 兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70173721)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高山 洋一郎 兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90336826) ; 藤田 孝之 兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50336830)
• Keywords: ジャイロ / MEMS / RLG / マイクロレンズ / ミラー / レーザ

Research Abstract

本年度の研究は、まず昨年度の実験結果(リングレーザ用シリコン鏡面の形成、シリコン光周回路とレンズ・プリズムおよびレーザ設置機構の融合)の再現性試験から始めた。複数回のバッチ試作の結果、前年度の成果(ミラー表面粗さ10nm以下、レンズ面垂直度補正)が定常的に得られることを確認した。その後、本格的な光学的計測を行うため、光計測システム一式を組みあげ、定量的な周回レーザ光の計測を進めた。その結果、樹脂によるシリンドリカルレンズでは基板上下方向の光の散乱が大きく、何らかの補正を行う必要があることがわかった。この基板上下方向の光収束を行うため、1つには樹脂レンズをボールレンズと交換する方法、および樹脂レンズの形状をシリンドリカルではなく通常レンズ形状に三次元加工する方法を試みた。前者でのボールレンズのアライメントはこれまでの成果であるミラー・樹脂一体化形成手法を用いて樹脂によるボール保持機構を形成した。後者についてはハーフトーン露光の手法を行うべく別途専用露光設備を立ち上げた。結論としてはボールレンズを用いる方法はデバイス形成に若干の手作業的アセンブリが必要ではあるが、十分な集光力が得られることを確認している。ハーフトーン露光による三次元レンズの形成については今のところ有意な結果が出ておらず、この手法を採用する場合にはもう少し時間が必要であると思われる。また、角速度検出機構となる光干渉計測システムを構成し、干渉計測を行えるようになった。現在デバイス内を周回する干渉光の計測は、光ファイバーをデバイスに結合し外部の光検出器により行っているが、今後ミラー系へ直接光センサを組み込み、デバイス単体で電気信号を取り出していく予定である。