[发明专利]谐振式陀螺仪光波导芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种谐振式陀螺仪光波导芯片，其特征在于，包括：

SOI基片，包括底层硅、埋氧层和顶层硅；所述顶层硅上制作有脊形硅波导芯区，所述脊形硅波导芯区包括：依次连接的输入模斑转换器、波导和输出模斑转换器；

二氧化硅层，位于所述脊形硅波导芯区上方；

氮化硅层，包括氮化硅微环谐振腔，位于所述二氧化硅层上方；

二氧化硅上包层，覆盖于所述氮化硅层、二氧化硅层以及SOI基片上方；

所述氮化硅微环谐振腔的波导芯层为高横纵比结构，所述高横纵比结构用以减小由于刻蚀导致的波导粗糙侧壁所带来的损耗；

所述氮化硅微环谐振腔位于脊形硅波导形成的直线一侧，与脊形硅波导部分重叠，以实现与所述波导的光谐振耦合。

2.根据权利要求1所述的谐振式陀螺仪光波导芯片，其特征在于，所述脊形硅波导为直波导或者弯曲波导。

3.根据权利要求1所述的谐振式陀螺仪光波导芯片，其特征在于，所述氮化硅微环谐振腔与所述脊形硅波导通过垂直耦合实现倏逝波耦合。

4.根据权利要求1所述的谐振式陀螺仪光波导芯片，其特征在于，所述输入模斑转换器和输出模斑转换器均为宽度渐变增大的波导结构。

5.根据权利要求4所述的谐振式陀螺仪光波导芯片，其特征在于，所述输入模斑转换器和输出模斑转换器的窄波导端均与光纤连接，宽波导端均与所述脊形硅波导连接，且宽波导端的尺寸均与所述脊形硅波导的尺寸相匹配。

6.根据权利要求1所述的谐振式陀螺仪光波导芯片，其特征在于，所述SOI基片中埋氧层的厚度大于或等于2μm；所述二氧化硅层和二氧化硅上包层的材料均为B、P或B、Ge掺杂的二氧化硅；所述二氧化硅层的表面起伏为零点几纳米。

7.一种权利要求1至6中任一项所述的谐振式陀螺仪光波导芯片的制备方法，其特征在于，包括：

在SOI基片的顶层硅上制作脊形硅波导芯区；

在所述脊形硅波导芯区上方沉积二氧化硅层，并进行研磨抛光使所述二氧化硅层表面平整；

在所述二氧化硅层表面沉积高横纵比结构的氮化硅层并使用光学光刻制作氮化硅微环谐振腔；

在所述氮化硅层、二氧化硅层以及SOI基片表面沉积二氧化硅上包层。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述二氧化硅层为采用低压化学气相沉积方法沉积得到。