[發明專利]基于LNOI平臺的集成光纖陀螺儀

在審

• 申請號: 202211465620.3
• 申請日: 2022-11-22
• 公開（公告）號: CN115752420A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 黃海陽;袁斌;向祖強
• 申請（專利權）人: 深圳市天陸海導航設備技術有限責任公司
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72;C30B29/30;C30B33/08;C30B33/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于LNOI平臺的集成光纖陀螺儀，包括光路部分和電路部分；其特征在于：所述光路部分包括集成光路和光纖線圈，所述集成光路基于LNOI平臺并且結合對鈮酸鋰單晶薄膜材料刻蝕形成的鈮酸鋰波導，實現對光源、耦合器、相位調制器及探測器的集成和封裝；

所述光源是基于量子阱的SLD光源；所述耦合器采用Y分支波導，所述Y分支波導是在鈮酸鋰單晶薄膜材料上沉積氮化硅薄膜，氮化硅薄膜經過刻蝕形成的氮化硅波導，該Y分支波導設有第一輸入端、第二輸入端和輸出端；所述相位調制器是鈮酸鋰Y波導相位調制器，所述鈮酸鋰Y波導相位調制器設有輸入端、第一輸出端和第二輸出端；所述探測器采用InGaAs光電探測器；所述SLD光源和InGaAs光電探測器都鍵合在LNOI平臺上；

所述SLD光源通過錐形波導與Y分支波導的第一輸入端耦合；所述Y分支波導的第二輸入端與鈮酸鋰波導對接耦合，所述InGaAs光電探測器采用被動對準鈮酸鋰波導的方式，利用倏逝波原理通過鍵合層將光直接耦合至InGaAs光電探測器吸收層中；

所述Y分支波導的輸出端和鈮酸鋰Y波導相位調制器的輸入端經過端面拋光及對準后對接耦合；所述集成光路引入和導出電連接引線后，采用引線鍵合工藝完成封裝；所述鈮酸鋰Y波導相位調制器的第一輸出端、第二輸出端均通過尾纖與光纖線圈熔接。

2.根據權利要求1所述基于LNOI平臺的集成光纖陀螺儀，其特征在于：所述鈮酸鋰波導采用Ar離子干法刻蝕或EBL光刻工藝或DUV光刻工藝制作。

3.根據權利要求2所述基于LNOI平臺的集成光纖陀螺儀，其特征在于：所述EBL光刻工藝采用HSQ電子束光刻膠作為鈮酸鋰刻蝕的阻擋層材料。

4.根據權利要求2所述基于LNOI平臺的集成光纖陀螺儀，其特征在于：所述DUV光刻工藝采用SiO₂作為鈮酸鋰刻蝕的阻擋層材料。

5.根據權利要求1所述基于LNOI平臺的集成光纖陀螺儀，其特征在于：所述氮化硅薄膜采用LPCVD或PECVD工藝沉積形成。

6.根據權利要求1所述基于LNOI平臺的集成光纖陀螺儀，其特征在于：所述Y分支波導是由直波導和彎曲波導組成的對稱型光波導。

7.根據權利要求1所述基于LNOI平臺的集成光纖陀螺儀，其特征在于：所述Y分支波導輸出端和鈮酸鋰Y波導相位調制器輸入端的線寬相同。

8.根據權利要求1所述基于LNOI平臺的集成光纖陀螺儀，其特征在于：所述鈮酸鋰波導為條形光波導。

9.根據權利要求1所述基于LNOI平臺的集成光纖陀螺儀，其特征在于：所述電路部分包括信號檢測電路和驅動控制電路，所述信號檢測電路包括ADC芯片、FPGA和DAC芯片。

10.根據權利要求1所述基于LNOI平臺的集成光纖陀螺儀，其特征在于：所述LNOI平臺通過熱沉安裝在半導體制冷器上。