[发明专利]基于电光效应的单片集成光学加速度计

权利要求书

1.一种基于电光效应的单片集成光学加速度计，其特征在于：包括制冷片(14)、静电力反馈模块(13)、硅衬底(12)、二氧化硅缓冲层(11)、下电极(9)、铌酸锂单晶薄膜(10)、宽谱光源(1)、光电探测器(6)、上电极(5)和封装外壳(7)；宽谱光源(1)、模斑转换器(2)、光电探测器(6)、上电极(5)、下电极(9)、铌酸锂单晶薄膜层(10)、二氧化硅缓冲层(11)、硅衬底(12)、静电力反馈模块(13)、制冷片(14)均位于封装外壳(7)内；

静电力反馈模块(13)位于制冷片(14)上表面，硅衬底(12)位于静电力反馈模块(13)上表面；硅衬底(12)中间刻蚀形成弹簧振子结构(8)，弹簧振子结构(8)包括质量块(16)和两根微梁(15)，质量块(16)位于硅衬底(12)中间位置且底部与制冷片(14)不接触，两根微梁(15)的一端对称布置于质量块(16)两侧，两根微梁(15)的另一端与未经刻蚀的硅衬底(12)相连；下电极(9)位于质量块(16)上表面；未经刻蚀的硅衬底(12)上表面覆盖有二氧化硅缓冲层(11)；

二氧化硅缓冲层(11)上表面涂覆有铌酸锂单晶薄膜(10)，铌酸锂单晶薄膜(10)上表面依次刻蚀形成模斑转换器(2)、1:2型Y波导(3)和2:1型Y波导(4)；1:2型Y波导(3)和2:1型Y波导(4)共同构成马赫曾德干涉仪结构；模斑转换器(2)一端与1:2型Y波导(3)的合束端相连，1:2型Y波导(3)的两分支端分别与2:1型Y波导(4)的两分支端相连；铌酸锂单晶薄膜(10)两端分别布置有宽谱光源(1)和光电探测器(6)，宽谱光源(1)与模斑转换器(2)另一端正对并接触，2:1型Y波导(4)的合束端正对光电探测器(6)的光敏面并接触；1:2型Y波导(3)与2:1型Y波导(4)其中一个分支的上端面布置有与下电极(9)位置相对的上电极(5)；

铌酸锂单晶薄膜(10)下表面与下电极(9)不接触。

2.根据权利要求1所述的一种基于电光效应的单片集成光学加速度计，其特征在于：所述宽谱光源(1)的光通过模斑转换器(2)耦合进入1:2型Y波导(3)后被分为两束光，两束光经1:2型Y波导(3)的两分支端进入2:1型Y波导(4)的两分支端，最后经2:1型Y波导(4)的合束端耦合进入光电探测器(6)中。

3.根据权利要求1所述的一种基于电光效应的单片集成光学加速度计，其特征在于：所述宽谱光源(1)、模斑转换器(2)、马赫曾德干涉仪结构、光电探测器(6)沿光路方向依次布置。

4.根据权利要求1所述的一种基于电光效应的单片集成光学加速度计，其特征在于：所述弹簧振子结构(8)的两根微梁(15)和质量块(16)均采用硅材料构成，两根微梁(15)的尺寸相同，两根微梁(15)厚度均小于质量块(16)厚度。

5.根据权利要求1所述的一种基于电光效应的单片集成光学加速度计，其特征在于：所述弹簧振子结构(8)上方区域的二氧化硅缓冲层(11)通过氢氟酸去除后被挖空。

6.根据权利要求1所述的一种基于电光效应的单片集成光学加速度计，其特征在于：所述的宽谱光源(1)采用SLD光源或ASE光源，整体光路采用马赫曾德干涉仪的对称结构，两干涉臂等长。