[发明专利]一种基于狭缝波导和光子晶体光纤的全空气芯谐振陀螺

权利要求书

1.一种基于狭缝波导和空芯光子晶体光纤的全空气芯谐振陀螺，其特征在于，包括光源（1）、第一分束器（2）、第二分束器（3）、第三分束器（4）、第一信号探测器（5）、第二信号探测器（6）、狭缝波导分束器（7）、空芯光子晶体光纤环（8）；光源（1）与第一分束器（2）连接，用于产生光波；第一分束器（2）用于接收所述光源（1）产生的光波，并将光波分为两束；第二分束器（3）分别与所述第一分束器（2）、第一信号探测器（5）、狭缝波导分束器（7）连接；第三分束器（4）分别与所述第一分束器（2）、第二信号探测器（6）、狭缝波导分束器（7）连接；所述第二分束器（3）、第三分束器（4）分别接收所述第一分束器（2）发出的光波，并分别输出给所述狭缝波导分束器（7）；空芯光子晶体光纤环（8）两端与所述狭缝波导分束器（7）连接，形成全空气芯的谐振腔；所述狭缝波导分束器（7）接收所述第二分束器（3）、第三分束器（4）发出的光波，使光波在所述谐振腔中循环，并将所述谐振腔返回的光波分别输出给所述第二分束器（3）、第三分束器（4）；所述第二分束器（3）接收的返回光经第一信号探测器（5）转换成电信号输出；所述第三分束器（4）接收的返回光经第二信号探测器（6）转换成电信号输出；

所述的狭缝波导分束器（7），从底向上依次包括硅衬底（12）、二氧化硅缓冲层（13）、铌酸锂薄膜层（14）；所述铌酸锂薄膜层（14），表面刻蚀有V型槽（9）、第一狭缝波导（11）、第二狭缝波导（15）；所述第一狭缝波导（11）与第二狭缝波导（15）中部互相平行形成耦合区；所述第一狭缝波导（11）与第二狭缝波导（15）两端分别与V型槽（9）连接；所述V型槽（9）用于与空芯光子晶体光纤或其他光纤连接；所述第二狭缝波导（15）两端的两侧分别放置有金属调制电极（10），用于施加电光调制。

2.根据权利要求1所述的全空气芯谐振陀螺，其特征在于，光波在全空气芯谐振陀螺中的传输过程如下：光源（1）产生的光波经过第一分束器（2）后，被分成两束光波；其中一束光波输入第二分束器（3），定义其为逆时针光波；逆时针光波经过第二分束器（3），由狭缝波导分束器（7）a端输入后，一部分光波由狭缝波导分束器（7）b端输出，其余光波耦合进入第二狭缝波导（15），开始在全空气芯的谐振腔中传输，经过狭缝波导分束器（7）d端，进入空芯光子晶体光纤环（8）；光波在空芯光子晶体光纤环（8）中传输，输入狭缝波导分束（7）器（7）c端后，一部分光波经过耦合进入第一狭缝波导（11），经过狭缝波导分束器（7）b端输出，其余光波继续在谐振腔中循环传输；从狭缝波导分束器（7）b端输出的光波，包括由狭缝波导分束器（7）a端输入后直接输出的光波，和经过谐振腔循环后输出的光波，发生叠加，经过第三分束器（4），由第二信号探测器（6）将光信号转换成电信号输出；从第一分束器（2）输出的另一束光波输入第三分束器（4），定义其为顺时针光波；顺时针光波经过第三分束器（4），由狭缝波导分束器（7）b端输入后，一部分光波由狭缝波导分束器（7）a端输出，其余光波耦合进入第二狭缝波导（15），开始在全空气芯的谐振腔中传输，经过狭缝波导分束器（7）c端，进入空芯光子晶体光纤环（8）；光波在空芯光子晶体光纤环（8）中传输，输入狭缝波导分束器（7）d端后，一部分光波经过耦合进入第一狭缝波导（11），经过狭缝波导分束器（7）a端输出，其余光波继续在谐振腔中循环传输；从狭缝波导分束器（7）a端输出的光波，包括由狭缝波导分束器（7）b端输入后直接输出的光波，和经过谐振腔循环后输出的光波，发生叠加，经过第二分束器（3），由第一信号探测器（5）将光信号转换成电信号输出。