[发明专利]基于LNOI平台的集成光纤陀螺仪

权利要求书

1.基于LNOI平台的集成光纤陀螺仪，包括光路部分和电路部分；其特征在于：所述光路部分包括集成光路和光纤线圈，所述集成光路基于LNOI平台并且结合对铌酸锂单晶薄膜材料刻蚀形成的铌酸锂波导，实现对光源、耦合器、相位调制器及探测器的集成和封装；

所述光源是基于量子阱的SLD光源；所述耦合器采用Y分支波导，所述Y分支波导是在铌酸锂单晶薄膜材料上沉积氮化硅薄膜，氮化硅薄膜经过刻蚀形成的氮化硅波导，该Y分支波导设有第一输入端、第二输入端和输出端；所述相位调制器是铌酸锂Y波导相位调制器，所述铌酸锂Y波导相位调制器设有输入端、第一输出端和第二输出端；所述探测器采用InGaAs光电探测器；所述SLD光源和InGaAs光电探测器都键合在LNOI平台上；

所述SLD光源通过锥形波导与Y分支波导的第一输入端耦合；所述Y分支波导的第二输入端与铌酸锂波导对接耦合，所述InGaAs光电探测器采用被动对准铌酸锂波导的方式，利用倏逝波原理通过键合层将光直接耦合至InGaAs光电探测器吸收层中；

所述Y分支波导的输出端和铌酸锂Y波导相位调制器的输入端经过端面抛光及对准后对接耦合；所述集成光路引入和导出电连接引线后，采用引线键合工艺完成封装；所述铌酸锂Y波导相位调制器的第一输出端、第二输出端均通过尾纤与光纤线圈熔接。

2.根据权利要求1所述基于LNOI平台的集成光纤陀螺仪，其特征在于：所述铌酸锂波导采用Ar离子干法刻蚀或EBL光刻工艺或DUV光刻工艺制作。

3.根据权利要求2所述基于LNOI平台的集成光纤陀螺仪，其特征在于：所述EBL光刻工艺采用HSQ电子束光刻胶作为铌酸锂刻蚀的阻挡层材料。

4.根据权利要求2所述基于LNOI平台的集成光纤陀螺仪，其特征在于：所述DUV光刻工艺采用SiO₂作为铌酸锂刻蚀的阻挡层材料。

5.根据权利要求1所述基于LNOI平台的集成光纤陀螺仪，其特征在于：所述氮化硅薄膜采用LPCVD或PECVD工艺沉积形成。

6.根据权利要求1所述基于LNOI平台的集成光纤陀螺仪，其特征在于：所述Y分支波导是由直波导和弯曲波导组成的对称型光波导。

7.根据权利要求1所述基于LNOI平台的集成光纤陀螺仪，其特征在于：所述Y分支波导输出端和铌酸锂Y波导相位调制器输入端的线宽相同。

8.根据权利要求1所述基于LNOI平台的集成光纤陀螺仪，其特征在于：所述铌酸锂波导为条形光波导。

9.根据权利要求1所述基于LNOI平台的集成光纤陀螺仪，其特征在于：所述电路部分包括信号检测电路和驱动控制电路，所述信号检测电路包括ADC芯片、FPGA和DAC芯片。

10.根据权利要求1所述基于LNOI平台的集成光纤陀螺仪，其特征在于：所述LNOI平台通过热沉安装在半导体制冷器上。