[发明专利]一种悬臂梁结构的谐振式集成光波导加速度计

权利要求书

1.一种悬臂梁结构的谐振式集成光波导加速度计，该加速度计包括输入波导(1)、不对称结构的马赫-曾德尔干涉器(2)、微机械振动悬臂梁(3)、短弯曲波导(4)、输出波导(5)，其特征在于：输入波导(1)、不对称结构的马赫-曾德尔干涉器(2)、微机械振动悬臂梁(3)、短弯曲波导(4)、输出波导(5)均包括有机聚合物衬底(12)、有机聚合物波导芯层(13)、有机聚合物波导包层(14)；第一2×2端口方向耦合器(6)的内端分别接第一短波导(71)和短弯曲波导(4)的一端，第二2×2端口方向耦合器(10)的内端分别接第二短波导(72)和短弯曲波导(4)的另一端，在第一短波导(71)与第二短波导(72)之间连接有相位调制器(9)，不对称结构的马赫-曾德尔干涉器(2)由第一2×2端口方向耦合器(6)、第一短波导(71)、相位调制器(9)、第二短波导(72)、长弯曲波导(8)和第二2×2端口方向耦合器(10)组成；输入波导(1)、短弯曲波导(4)、输出波导(5)、第一2×2端口方向耦合器(6)、第一短波导(71)、相位调制器(9)、第二短波导(72)和第二2×2端口方向耦合器(10)均固定在基座(11)上；第一2×2端口方向耦合器(6)的外端分别接输入波导(1)和长弯曲波导(8)的一端，第二2×2端口方向耦合器(10)的外端分别接输出波导(5)和长弯曲波导(8)的另一端，长弯曲波导(8)集成于微机械振动悬臂梁(3)之上；微机械振动悬臂梁(3)为双梁结构，由两根平行且对称分布的微悬臂梁(16)与质量块(17)连接构成，微悬臂梁(16)的一端固定在基座(11)上，另一端连接质量块(17)，质量块(17)自由悬空。

2.根据权利要求1所述的一种悬臂梁结构的谐振式集成光波导加速度计，其特征在于微悬臂梁(16)中，有机聚合物波导包层(14)位于有机聚合物衬底(12)上，有机聚合物波导芯层(13)位于有机聚合物波导包层(14)中，其中有机聚合物波导芯层(13)为矩形结构，厚度和宽度均为数微米量级，有机聚合物波导包层(14)和有机聚合物衬底(12)宽度相等，均在20至1000微米之间，有机聚合物波导包层(14)厚度在10至20微米之间，有机聚合物衬底(12)厚度在20微米至1000微米之间。

3.根据权利要求1所述的一种悬臂梁结构的谐振式集成光波导加速度计，其特征在于光信号由输入波导(1)进入由不对称结构的马赫-曾德尔干涉器(2)和短弯曲波导(4)构成的闭合光学回路，并形成多光束干涉，干涉后的光信号由输出波导(5)输出到光探测器和外围检测电路，外围检测电路对光信号进行解调，通过检测谐振频率光强变化，测量加速度引起的光信号相位差，实现对加速度的检测。