[发明专利]一种单片集成激光陀螺芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种单片集成激光陀螺芯片，其特征在于，包括InP晶片、SOI结构、激光器、第一MZM调制器及第二MZM调制器；

所述激光器、所述第一MZM调制器及所述第二MZM调制器均通过所述InP晶片设置在所述SOI结构上；

所述SOI结构内部设置有传输波导和螺旋线型波导；

所述传输波导包括第一波导和第二波导，所述激光器、所述第一波导、所述第二波导、所述第一MZM调制器、所述第二MZM调制器及所述螺旋线型波导依次连接且相互对准；

所述激光器用于产生连续激光；

所述第一MZM调制器用于对所述连续激光的光强进行调制，得到调制后激光；

所述第二MZM调制器的两臂用于将所述调制后激光分为功率相等的两束激光，所述两束激光分别从所述螺旋线型波导的两端进入所述螺旋线型波导；

所述螺旋线型波导包括第一螺旋线和第二螺旋线；

所述第一螺旋线的两端点分别为位于第一螺旋线内部的第一起点和外部的第一终点，所述第二螺旋线的两端点分别为位于第二螺旋线内部的第二起点和外部的第二终点；

所述第一终点和所述第二终点分别与所述第二MZM调制器的两臂连接；

所述第一起点与所述第二起点连接。

2.根据权利要求1所述的单片集成激光陀螺芯片，其特征在于，所述第二MZM调制器远离所述螺旋线型波导的一端设有监测器件；

所述两束激光经过所述螺旋线型波导后返回所述第二MZM调制器；

所述监测器件用于监测返回的所述激光的光强变化。

3.根据权利要求2所述的单片集成激光陀螺芯片，其特征在于，所述监测器件为光电二极管。

4.根据权利要求1所述的单片集成激光陀螺芯片，其特征在于，所述激光器与所述第一MZM调制器之间、所述第一MZM调制器与所述第一波导之间、所述第一波导与所述第二MZM调制器之间及所述第二MZM调制器与所述螺旋线型波导之间均通过光刻精度对准。

5.根据权利要求1所述的单片集成激光陀螺芯片，其特征在于，所述第一MZM调制器还用于在所述连续激光中加载预设的调制信号。

6.根据权利要求1所述的单片集成激光陀螺芯片，其特征在于，所述SOI结构包括背衬底、埋氧化层和顶层硅，所述顶层硅设置在所述背衬底上，所述埋氧化层设置在所述背衬底和所述顶层硅之间；

所述传输波导和螺旋线型波导设置在所述顶层硅内；

所述埋氧化层用于隔离所述顶层硅和所述背衬底；

所述激光器、所述第一MZM调制器及所述第二MZM调制器均设置在所述顶层硅上。

7.根据权利要求6所述的单片集成激光陀螺芯片，其特征在于，所述激光器、所述第一MZM调制器及所述第二MZM调制器均通过异质材料键合的方式设置在所述顶层硅上。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的单片集成激光陀螺芯片的单片集成激光陀螺芯片制备方法，所述方法包括：

S1、在所述SOI结构上制作所述第一波导、所述第二波导和所述螺旋线型波导；

S2、将InP晶片键合在所述SOI结构上；

S3、通过光刻工艺在所述InP晶片上制作所述激光器、第一MZM调制器及第二MZM调制器，并通过光刻精度对所述激光器与所述第一波导之间、所述第一波导与所述第一MZM调制器之间、所述第一MZM调制器与所述第二波导之间、所述第二波导与所述第二MZM调制器之间及所述第二MZM调制器与所述螺旋线型波导之间进行对准；

所述螺旋线型波导包括第一螺旋线和第二螺旋线；

所述第一螺旋线的两端点分别为位于第一螺旋线内部的第一起点和外部的第一终点，所述第二螺旋线的两端点分别为位于第二螺旋线内部的第二起点和外部的第二终点；

所述第一终点和所述第二终点分别与所述第二MZM调制器的两臂连接；

所述第一起点与所述第二起点连接。