[发明专利]光子集成芯片以及干涉型光纤陀螺

权利要求书

1.一种光子集成芯片，其特征在于，包括：基底晶片、下包层以及薄膜基板、光子线路、调制电极分支一、调制电极分支二，

所述基底晶片用于为薄膜基板提供机械支撑；

所述薄膜基板放置于下包层的上方，是制备光子线路的晶体材料载体；

所述下包层放置于基底晶片与薄膜基板之间；

所述光子线路形成于薄膜基板中，是光波的导波通道；

所述光子线路包括如下组成部分：第一端口、第二端口、第一Y分支耦合器、第一圆弧、直条、第二圆弧、第二Y分支耦合器、第三端口、第四端口、起偏器，所述第一端口、第二端口、第三端口、第四端口设置在芯片的同一侧；

其中，第一端口和第二端口是第一Y分支耦合器的光纤连接端口，所述第一端口用于通过光纤与激光光源连接，第二端口用于通过光纤与光电探测器连接，或者，所述第二端口用于通过光纤与激光光源连接，第一端口用于通过光纤与光电探测器连接；

其中，第三端口和第四端口是第二Y分支耦合器的光纤连接端口，分别通过光纤与光纤环的两个端口连接；

其中，第一Y分支耦合器通过第一圆弧与直条的一端连接，第二Y分支耦合器通过第二圆弧与直条的另一端连接；

所述第二Y分支耦合器处放置有调制电极分支一和调制电极分支二，所述调制电极分支一和调制电极分支二用于对传输于光子线路中的光波进行相位调制。

2.根据权利要求1所述的一种光子集成芯片，其特征在于，所述薄膜基板的组成材料为光学级同组分的铌酸锂或者钽酸锂，或者是掺杂的或者是近化学计量比的铌酸锂或钽酸锂，所述薄膜基板的晶体切向为X切或Z切，厚度在0.1μm～10μm。

3.根据权利要求1所述的一种光子集成芯片，其特征在于，所述薄膜基板的上表面沉积一层非金属薄膜材料，作为上包层。

4.根据权利要求1所述的一种光子集成芯片，其特征在于，所述光子集成芯片Y分支耦合器的输入和输出端口设置侧的相对应一侧端面B设置有用于减少基底辐射模式光波在光子集成芯片端面B发生反射的结构。

5.根据权利要求4所述的一种光子集成芯片，其特征在于，所述用于减少基底辐射模式光波在光子集成芯片端面B发生反射的结构，采用如下结构之一：

第一种：所述端面B为粗糙化面，以增加基底辐射模式光波在端面B的折射或透射；

第二种：所述端面B沉积一层金属薄膜或折射率高于薄膜基板构成材料的介质薄膜；

第三种：所述端面B涂敷有吸光材料，作为光吸收层，实现将基底辐射模式光波吸收的目的。

6.根据权利要求1所述的一种光子集成芯片，其特征在于，所述光子线路包括形成于光子线路中，用于对传输于光子线路中的光波进行偏振滤波以获得单一偏振态的光波的起偏器。

7.根据权利要求6所述的一种光子集成芯片，其特征在于，所述起偏器的构成方式采用如下之一：

第一种：在起偏器部分的光子线路中进行质子交换，以实现该区域寻常光和异常光折射率的变大或变小，以达到其中一个偏振态光波由于无法满足导波条件而以辐射模式泄露至起偏器区域之外，实现偏振滤波；

第二种：在起偏器部分的光子线路的上表面沉积一层薄膜，实现对传输于光子线路中的具有正交偏振态的光波的其中一个偏振态进行吸收，实现对光子线路中的光波的偏振滤波；

第三种：起偏器部分的光子线路可以由多个微小圆弧构成，利用不同偏振模式光波的弯曲损耗不同，使其中一个偏振模式光波由于更大的弯曲损耗而泄露至起偏器区域之外，实现偏振滤波。

8.根据权利要求6所述的一种光子集成芯片，其特征在于，

所述起偏器结构的形成位置，采用如下位置之一：

第一种：起偏器结构形成于第一Y分支耦合器中与激光光源相连的Y分支臂中；

第二种：起偏器结构形成于第一Y分支耦合器中；

第三种：起偏器结构形成于第二Y分支耦合器中；

第四种：起偏器结构形成于直条中；

第五种：对光子线路全部结构进行质子交换，或者在光子线路全部结构的上方沉积一层可实现光吸收功能的薄膜，使光子线路全部具有起偏功能。