[发明专利]一种光学陀螺与加速度计高度融合的惯性传感单元

权利要求书

1.一种光学陀螺与加速度计高度融合的惯性传感单元，其特征在于，

加速度计光路系统与光学陀螺光路系统实现融合，复用光源且集成在同一衬底上；

加速度计光路系统包括所述的光源（5）、Y分支波导（14）、第二信号探测器（17）、马赫曾德干涉结构（28）和微悬梁结构（29）；

光学陀螺光路系统包括所述的光源（5）、所述的Y分支波导（14）、第一信号探测器（16）、定向耦合结构（30）、Y波导调制器（15）及连接的光纤环；

具体包括：硅基底（1）及位于其上的光源（5）、第一信号探测器（16）、第二信号探测器（17）、功率探测器（18）、以及混合波导芯片（4）；

硅基底（1）上刻蚀形成光源探测器台阶（2），光源（5）、第一信号探测器（16）、第二信号探测器（17）、功率探测器（18）均位于光源探测器台阶（2）上；

混合波导芯片（4）位于硅基底上的铌酸锂层（3），在铌酸锂层（3）设有Y分支波导（14）、Y波导调制器（15）、定向耦合结构（30）、马赫曾德干涉结构（28）和微悬梁结构（29）；

Y分支波导（14）的基波导端口作为光输入端口（19），光源（5）正对光输入端口（19），Y分支波导（14）的两个分支端分别连接定向耦合结构（30）和马赫曾德干涉结构（28）；

定向耦合结构（30）由耦合区波导Ⅰ（23）和耦合区波导Ⅱ（24）耦合而成，耦合区波导Ⅰ（23）的一个端口a作为第一信号探测端口（20），第一信号探测器（16）的光敏面正对第一信号探测端口（20），耦合区波导Ⅰ（23）的另一个端口c作为功率探测端口（21），功率探测器（18）的光敏面正对功率探测端口（21），耦合区波导Ⅱ（24）的一个端口b连接Y分支波导（14）的一个分支，耦合区波导Ⅱ（24）的另一个端口d连接Y波导调制器（15）的基波导；

Y波导调制器（15）的两个分支端分别为第一尾纤耦合端口（25）和第二尾纤耦合端口（26），每个分支的两侧均设有金属调制电极（10）；

马赫曾德干涉结构（28）包括输入端Y分支波导（6）、输出端Y分支波导（7）、参考臂波导（8）、信号臂波导（9），和金属调制电极（10），输入端Y分支波导（6）的基波导连接Y分支波导（14）的另一个分支，输入端Y分支波导（6）的两分支端分别连接参考臂波导（8）和信号臂波导（9），参考臂波导（8）和信号臂波导（9）连接输出端Y分支波导（7）的两分支端，输出端Y分支波导（7）的基波导端口作为第二信号探测端口（22），第二信号探测器（17）的光敏面正对第二信号探测端口（22）；

输入端Y分支波导（6）的参考臂与信号臂等长，输出端Y分支波导（7）的参考臂与信号臂等长，所述的参考臂波导（8）和信号臂波导（9）等长；

参考臂波导（8）和信号臂波导（9）相互平行，波导两端的两侧均设置有金属调制电极（10）；

信号臂波导（9）中部的两侧刻蚀有凹形通孔（13），形成微悬梁结构（29）。

2.根据权利要求1所述的一种光学陀螺与加速度计高度融合的惯性传感单元，其特征在于，所述的微悬梁结构（29）包括微悬梁（11）和质量块（12），由信号臂波导（9）中部的两侧刻蚀凹形通孔（13）形成，微悬梁（11）和信号臂波导（9）平行，质量块（12）位于微悬梁（11）的正中部，并凸出垂直于信号臂波导（9）。

3.根据权利要求1所述的一种光学陀螺与加速度计高度融合的惯性传感单元，其特征在于，所述的光源（5）为宽谱光源。