[發明專利]一種光子陀螺芯片及其制備方法

有效

• 申請號: 201910337314.3
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110082858B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 朱剛毅;方銘;仇國慶;李佳平;何思情
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12;G02B6/125;G02B6/136
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種光子陀螺芯片及其制備方法，屬于集成芯片領域。包括激光器、Y分支波導、諧振腔、直波導一、探測器一和探測器二；所述Y分支波導的一端連接激光器，另一端連接諧振腔；所述諧振腔上連接有直波導一；所述直波導一的一端連接探測器一、另一端連接探測器二。本發明提高了光學陀螺的集成度和靈敏度。

技術領域

本發明涉及電光材料的集成芯片領域，尤其涉及一種光子陀螺芯片及其制備方法。

背景技術

利用轉子或振動測量角速度的慣性器件屬于機械陀螺，包括靜電陀螺、MEMS陀螺等；而利用光學中Sagnac效應（薩格納克效應）測量角速度的光學傳感器件屬于光學陀螺，包括光纖陀螺和光子陀螺等。光學陀螺相較于機械陀螺具有無運動部件、能耗低、啟動時間短、壽命長等優點。隨著慣性技術的發展，運動監測、導航等應用領域對于光學陀螺的集成化、微型化提出了更高的要求。

目前，利用光纖線圈作為諧振腔的集成光纖陀螺已經有了比較成熟的發展，其采用將外部的激光器、光電探測器與波導、諧振腔粘合的制備方法實現集成，具有較高的品質因子和角速度檢測靈敏度。這種形式的集成光學陀螺雖然制備工藝簡單，但是集成度不夠高，尺寸還不夠小，光在波導中傳輸時垂直方向上的損耗較大，不能滿足慣性系統集成化小型化技術日益發展的需求。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種光子陀螺芯片及其制備方法，以解決現有技術中存在的芯片集成度不夠高，尺寸還不夠小，光在波導中傳輸時垂直方向上損耗較大的問題。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種光子陀螺芯片，包括激光器、Y分支波導、諧振腔、直波導一、探測器一和探測器二；

所述Y分支波導的一端連接激光器，另一端連接諧振腔；

所述諧振腔上連接有直波導一；

所述直波導一的一端連接探測器一、另一端連接探測器二。

進一步的，所述激光器通過直波導二連接有n型氮化物平臺一；

所述探測器一通過直波導三連接有n型氮化物平臺二；

所述探測器二通過直波導四連接有n型氮化物平臺三；

所述Y分支波導的一側連接有n型氮化物平臺四，另一側連接有n型氮化物平臺五。

進一步的，所述n型氮化物平臺一通過硅柱一支撐；

所述激光器通過硅柱二支撐；

所述諧振腔通過硅柱三支撐；

所述n型氮化物平臺四通過硅柱四支撐；

所述n型氮化物平臺五通過硅柱五支撐；

所述探測器一通過硅柱六支撐；

所述探測器二通過硅柱七支撐。

進一步的，所述激光器包括n型氮化物平臺六、氮化物量子阱一、p型氮化物平臺一、p型區電極一和n型區電極一；

所述n型氮化物平臺六、氮化物量子阱一、p型氮化物平臺一、p型區電極一自下而上依次設置；

所述n型區電極一沉積于氮化物量子阱一四周的n型氮化物平臺六的上表面；

所述探測器一包括n型氮化物平臺六、氮化物量子阱二、p型氮化物平臺二、p型區電極二和n型區電極二；

所述n型氮化物平臺六、氮化物量子阱二、p型氮化物平臺二、p型區電極二自下而上依次設置；

所述n型區電極二沉積于氮化物量子阱二四周的n型氮化物平臺六的上表面；