[發明專利]一種單片集成激光陀螺芯片及其制備方法

有效

• 申請號: 202111542212.9
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114413875B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 王斌;張奕澤;張天禹
• 申請（專利權）人: 光子集成（溫州）創新研究院
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種單片集成激光陀螺芯片，包括InP晶片、SOI結構、激光器、第一MZM調制器及第二MZM調制器；激光器、第一MZM調制器及第二MZM調制器通過InP晶片設在SOI結構上；SOI結構內設有傳輸波導和螺旋線型波導；傳輸波導包括第一波導和第二波導，激光器、第一波導、第二波導、第一MZM調制器、第二MZM調制器及螺旋線型波導依次連接且相互對準；激光器用于產生連續激光；第一MZM調制器用于對連續激光的光強進行調制，得到調制后激光；第二MZM調制器的兩臂用于將調制后激光分為功率相等的兩束激光，兩束激光分別從螺旋線型波導的兩端進入螺旋線型波導。能夠解決激光器、第一MZM調制器、第二MZM調制器及螺旋線型波導之間位置對準難度高，調試困難的問題。

技術領域

本發明涉及一種單片集成激光陀螺芯片及其制備方法，屬于激光陀螺儀技術領域。

背景技術

光學陀螺儀技術主要基于Sagnac效應，將入射光等分為兩份，分別從光纖的兩端輸入。當光學陀螺儀系統發生旋轉時，正向入射的光束與反向入射的光束之間會存在相位差，由于干涉引起輸出光強的變化，進而推算出旋轉角速度的值。

目前，光學陀螺儀系統由兩個硅光芯片和多個控制電路組成，其中一個硅光芯片包括依次設置的激光器、耦合器和調制器，用于提供兩個相位相同的光束，另一個硅光芯片主要由螺旋線型波導構成。現有的光學陀螺儀系統的激光器、調制器和螺旋線型波導是三個分立元器件，三個元器件之間位置對準難度高，調試困難。

發明內容

本發明提供了一種單片集成激光陀螺芯片及其制備方法，能夠解決激光器、第一MZM調制器、第二MZM調制器及螺旋線型波導之間位置對準難度高，調試困難的問題。

一方面，本發明提供了一種單片集成激光陀螺芯片，包括InP晶片、SOI結構、激光器、第一MZM調制器及第二MZM調制器；

所述激光器、所述第一MZM調制器及所述第二MZM調制器均通過所述InP晶片設置在所述SOI結構上；

所述SOI結構內部設置有傳輸波導和螺旋線型波導；

所述傳輸波導包括第一波導和第二波導，所述激光器、所述第一波導、所述第二波導、所述第一MZM調制器、所述第二MZM調制器及所述螺旋線型波導依次連接且相互對準；

所述激光器用于產生連續激光；

所述第一MZM調制器用于對所述連續激光的光強進行調制，得到調制后激光；

所述第二MZM調制器的兩臂用于將所述調制后激光分為功率相等的兩束激光，所述兩束激光分別從所述螺旋線型波導的兩端進入所述螺旋線型波導。

可選的，所述第二MZM調制器遠離所述螺旋線型波導的一端設有監測器件；

所述兩束激光經過所述螺旋線型波導后返回所述第二MZM調制器；

所述監測器件用于監測返回的所述激光的光強變化。

可選的，所述監測器件為光電二極管。

可選的，所述螺旋線型波導包括第一螺旋線和第二螺旋線；

所述第一螺旋線的兩端點分別為位于第一螺旋線內部的第一起點和外部的第一終點，所述第二螺旋線的兩端點分別為位于第二螺旋線內部的第二起點和外部的第二終點；

所述第一終點和所述第二終點分別與所述第二MZM調制器的兩臂連接；

所述第一起點與所述第二起點連接。

可選的，所述激光器與所述第一MZM調制器之間、所述第一MZM調制器與所述第一波導之間、所述第一波導與所述第二MZM調制器之間及所述第二MZM調制器與所述螺旋線型波導之間均通過光刻精度對準。