[發明專利]一種二氧化硅波導與鈮酸鋰薄膜垂直耦合的諧振式集成光學陀螺

有效

• 申請號: 201611127051.6
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN108225297B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 史云玲;李萍;王宇;逄鵬;孟超;魏喜雯;楊新年;張皓博
• 申請（專利權）人: 黑龍江工業學院;天津領芯科技發展有限公司
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 張義

1.一種二氧化硅波導與鈮酸鋰薄膜垂直耦合的諧振式集成光學陀螺，其特征在于，包括：基底晶片(1)、下包層(2)、二氧化硅波導環圈(3)、二氧化硅直波導(4)、上包層(5)、鈮酸鋰薄膜(6)、電光移頻器光學波導(7)、電光移頻器金屬電極(8)、鈮酸鋰直條光學波導(9)，

所述基底晶片(1)為表面拋光的硅晶片，厚度在0.1mm～1mm；

所述下包層(2)是基底晶片(1)硅片的上表面經過熱氧化工藝形成的致密的二氧化硅膜層，下包層(2)的厚度在6μm～15μm，作為二氧化硅波導環圈(3)和二氧化硅直波導(4)的下包層材料；

所述二氧化硅波導環圈(3)制備于下包層(2)的上方，采用跑道型結構，位于左側的二氧化硅直波導(4)和右側的二氧化硅直波導(4)中間，厚度在1μm～10μm，高度在1μm～10μm，環圈半徑0.1cm～10cm，所述二氧化硅波導環圈(3)采用摻雜的二氧化硅材料，其折射率高于作為下包層(2)和上包層(5)的二氧化硅材料；

所述二氧化硅直波導(4)制備于下包層上方，位于二氧化硅波導環圈(3)的外側、鈮酸鋰直條光學波導(7)的正下方，厚度在1μm～10μm、高度在1μm～10μm，所述二氧化硅波導環圈(3)采用摻雜的二氧化硅材料，其折射率高于作為下包層(2)和上包層(5)的二氧化硅材料；

所述上包層(5)為二氧化硅膜層，制作于二氧化硅直波導(4)和二氧化硅波導環圈(3)的上方，其厚度在6μm～15μm，作為二氧化硅波導環圈(3)和二氧化硅直波導(4)的上包層材料；

所述鈮酸鋰薄膜(6)制作于上包層(5)的上表面，所述鈮酸鋰薄膜(6)具有單晶結構，其晶體切向為X切Y傳或X切Z傳或Y切Z傳，厚度在0.1μm～10μm；

所述電光移頻器光學波導(7)制作于鈮酸鋰薄膜(6)中，采用鈦擴散或退火質子交換工藝制作，波導寬度在1μm～10μm，波導擴散深度在1μm～10μm，所述電光移頻器光學波導由輸入波導以及雙馬赫-增德爾光學波導組成；

所述電光移頻器金屬電極(8)制作于電光移頻器光學波導(7)的雙馬赫-增德爾光學波導上方，分置于雙馬赫-增德爾光學波導雙臂外側及中間，采用集總式電極結構或行波電極結構；

所述鈮酸鋰直條光學波導(9)制作于鈮酸鋰薄膜(6)中，采用鈦擴散或退火質子交換工藝制作，波導寬度在1μm～10μm，波導擴散深度在1μm～10μm，鈮酸鋰直條光學波導(9)制作于二氧化硅直波導(4)的正上方。