[发明专利]一种硅基混合集成单轴光纤陀螺光学芯片及其制备方法

摘要

本发明公开了一种硅基混合集成光纤陀螺光学芯片及其制备方法，该光学芯片包括芯片硅基底及位于其上的光源、定向耦合器、Y波导调制器、信号探测器以及功率探测器；光源发出的光进入定向耦合器，由定向耦合器实现3dB分光，一半的光直接通过功率探测端口被功率探测器接收，另一半的光通过耦合端口进入Y波导调制器，光波从尾纤耦合端口进入光纤环并且以相反的方向传播，返回光波则由信号探测端口到达信号探测器。本发明的光学芯片集成度高、体积小、稳定性及效率高、功耗低，具有较好的可靠性和环境适应性。

主权项

一种硅基混合集成单轴光纤陀螺光学芯片，其特征在于，包括：芯片硅基底(3)及位于其上的光源(1)、定向耦合器(2)、Y波导调制器(7)、信号探测器(5)以及功率探测器(11)；Y波导调制器(7)为铌酸锂基质子交换型波导，波导线宽为4～6.5μm，通过BCB胶层(6)粘合在芯片硅基底(3)上；定向耦合器(2)包括硅衬底(4)及位于硅衬底上的SiO(2)包层(12)，在SiO(2)包层(12)内掩埋有SiO2:Ge芯层，SiO2:Ge芯层包括两个90°圆弧波导(14、19)、两个半圆弧波导(15、20)、耦合区波导(16)和两个直波导(18、22)；耦合区波导(16)由波导Ⅰ和波导Ⅱ耦合而成，波导Ⅰ的一个端口a连接第一半圆弧波导(15)的一端，第一半圆弧波导(15)的另一端连接第一90°圆弧波导(14)的一端，第一90°圆弧波导(14)的另一端作为光学芯片的光输入端口(13)，所述的光源(1)正对光输入端口(13)，波导Ⅰ的另一个端口c连接第二直波导(22)的一端，第二直波导(22)的另一端作为功率探测端口(21)，功率探测器(11)的光敏面正对功率探测端口(21)；波导Ⅱ的一个端口b连接第一直波导(18)的一端，第一直波导(18)的另一端作为光学芯片的信号探测端口(17)，信号探测器(5)的光敏面正对信号探测端口(17)，波导Ⅱ的另一个端口d连接第二半圆弧波导(20)的一端，第二半圆弧波导(20)的另一端连接第二90°圆弧波导(19)的一端，第二90°圆弧波导(19)的另一端作为耦合端口(10)，连接Y波导调制器(7)的基波导，实现定向耦合器(2)与Y波导调制器(7)的耦合；Y波导调制器(7)的两个分支端分别为第一尾纤耦合端口(23)和第二尾纤耦合端口(24)，每个分支的两侧均设有金属调制电极(9)。