[发明专利]基于迈克尔逊干涉的混合集成光学加速度计

权利要求书

1.一种基于迈克尔逊干涉的混合集成光学加速度计，其特征在于：包括窄线宽光源(1)、模斑转换器(2)、输入波导(3)、第一横向条形槽(4)、第一球透镜(5)、功率重循环镜(6)、第二球透镜(7)、2:1型Y波导(8)、1:2型Y波导(9)、第二横向条形槽(10)、第三球透镜(11)、第一F-P腔输入镜(12)、第四球透镜(13)、第一上电极(14)、第一下电极(15)、第一弯波导(16)、纵向条形槽(17)、第五球透镜(18)、弹簧振子结构(22)、第六球透镜(23)、第二弯波导(24)、第二上电极(25)、第二下电极(26)、第三横向条形槽(27)、第七球透镜(28)、第二F-P腔输入镜(29)、第八球透镜(30)、光电探测器(31)、铌酸锂单晶薄膜层(32)、二氧化硅缓冲层(33)、硅衬底(34)；

硅衬底(34)、二氧化硅缓冲层(33)和铌酸锂单晶薄膜层(32)从下到上依次层叠布置，铌酸锂单晶薄膜层(32)上表面通过刻蚀形成输入波导(3)、第一横向条形槽(4)、2:1型Y波导(8)、1:2型Y波导(9)、第一弯波导(16)、第二弯波导(24)、第二横向条形槽(10)、第三横向条形槽(27)和纵向条形槽(17)，2:1型Y波导(8)和1:2型Y波导(9)通过各自的合束端口相连，第二球透镜(7)、功率重循环镜(6)和第一球透镜(5)依次固定安装在第一横向条形槽(4)中，2:1型Y波导(8)两个分支端口中其中一个分支依次经过第二球透镜(7)、功率重循环镜(6)、第一球透镜(5)、输入波导(3)和模斑转换器(2)后与窄线宽光源(1)相连，2:1型Y波导(8)两个分支中另一个分支与光电探测器(31)相连；

第五球透镜(18)、弹簧振子结构(22)和第六球透镜(23)依次固定安装在纵向条形槽(17)中；

1:2型Y波导(9)两个分支中其中一个分支依次经过第三球透镜(11)、第一F-P腔输入镜(12)和第四球透镜(13)后与第一弯波导(16)一端相连，第一弯波导(16)另一端设置连接到纵向条形槽(17)的一端；

第三球透镜(11)、第一F-P腔输入镜(12)和第四球透镜(13)依次固定安装在第二横向条形槽(10)中；

第八球透镜(30)、第二F-P腔输入镜(29)和第七球透镜(28)依次固定安装在第三横向条形槽(27)中，1:2型Y波导(9)两个分支中另一个分支依次经过第八球透镜(30)、第二F-P腔输入镜(29)和第七球透镜(28)后与第二弯波导(24)一端相连，第二弯波导(24)另一端设置在纵向条形槽(17)的另一端；

靠近第四球透镜(13)的第一弯波导(16)一端两侧的铌酸锂单晶薄膜层(32)上表面分别对称布置有第一上电极(14)和第一下电极(15)，靠近第七球透镜(28)的第二弯波导(24)一端两侧的铌酸锂单晶薄膜层(32)的上表面分别对称固装有第二上电极(25)和第二下电极(26)；

光电探测器(31)与窄线宽光源(1)和第一干涉光路与第二干涉光路均以混合集成光学加速度计的中心轴线为对称轴呈对称布置，窄线宽光源(1)、模斑转换器(2)和光电探测器(31)均位于二氧化硅缓冲层(33)的上表面；

所述窄线宽光源(1)的光经过模斑转换器(2)后耦合进入输入波导(3)，随后沿着第一横向条形槽(4)依次通过第一球透镜(5)、功率重循环镜(6)和第二球透镜(7)后在2:1型Y波导(8)实现分光分为第一光束和第二光束；第一光束先沿着第二横向条形槽(10)依次通过第三球透镜(11)、第一F-P腔输入镜(12)和第四球透镜(13)后进入第一弯波导(16)，接着沿着纵向条形槽(17)通过第五球透镜(18)后在弹簧振子结构(22)的质量块(20)的一个侧面反射后按原路返回，第一光束的传播路径构成第一干涉光路；第二光束则先沿着第三横向条形槽(27)依次通过第八球透镜(30)、第二F-P腔输入镜(29)和第七球透镜(28)后进入第二弯波导(24)，接着沿着纵向条形槽(17)通过第六球透镜(23)后在弹簧振子结构(22)的质量块(20)的另一个侧面反射按原路返回，第二光束的传播路径构成第二干涉光路；两个光束进入1:2型Y波导(9)两个分支后直接耦合进入光电探测器(31)。