[实用新型]Y波导芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及光电子器件设计技术领域，具体涉及一种Y波导芯片。

背景技术

光纤陀螺是一种用于惯性导航的光纤传感器，广泛应用于航空、航海、航天和国防工业中，其结构包括光源、耦合器、探测器、Y波导、光纤环。其中，Y波导芯片在光纤陀螺中起着光的分光/合光、起偏/检偏和光相位调制的功能，是光纤陀螺五大光学元器件中功能最多的关键器件，故Y波导芯片的光学性能直接影响到光纤陀螺性能和精度。

目前Y波导芯片大多采用铌酸锂晶体制成，如图1a所示，即在铌酸锂晶体的上表面采用质子交换技术后形成Y字形的芯层1，其余铌酸锂晶体称为包层2，而铌酸锂晶体的下表面为Y波导芯片的底面3，其中芯层1的截面形状如图1b所示，为半圆形。

输入Y波导芯片的光包含TE模式光和TM模式光，TE模式光的偏振方向沿z轴方向，在芯层1中传播时，其折射率满足全反射条件，可在芯层1中不断传播，也称为工作光；而TM模式光的偏振方向沿x轴方向，其折射率不满足全反射条件，因而TM模式光由芯层1折射进包层2中，其中一部分TM模式光在底面3上发生反射，耦合进芯层1中，这部分TM模式光称也为非工作光，如图2a和图2b所示，分别示出了TM模式的光在底面3发生一次或两次全反射并最终耦合进芯层1。

评价Y波导芯片的光学性能的参数有很多，基于Y波导芯片在光纤陀螺中的工作原理，Y波导芯片的消光比参数是影响光纤陀螺精度的一个重要参数，当Y波导芯片的消光比E提高时，可相应地提高光纤陀螺的精度，其中，消光比E的计算公式为：

E＝-10lg(I_///I_⊥)(1)

其中I_//是TM模式光的光强，I_⊥是TE模式光的光强。通过该公式可知，要提高Y波导芯片的消光比E，需尽可能的减小TM模式光的光强。

现有技术中，采用在Y波导芯片底面3中间1/2处开槽的方式提高消光比，其槽宽为500-700μm，深度可达300-500μm，最终可提高12dB左右的消光比，但Y波导芯片的厚度通常仅为1mm，槽的深度占了Y波导芯片厚度的30％-50％，这样导致Y波导芯片抗机械振动冲击的能力减弱，无法应用于恶劣的环境。

发明内容

本实用新型旨在解决现有技术中采用开槽方式提高Y波导芯片消光比的方式使Y波导芯片抗机械振动冲击的能力减弱的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种Y波导芯片，包括：

包层；

所述包层的上表面上设置有Y形芯层，所述包层的下表面成型有锯齿状槽，所述锯齿状槽的锯齿深度为20μm-50μm。

可选地，上述Y波导芯片中：

所述锯齿状槽中的每一锯齿具有相同的深度。

可选地，上述Y波导芯片中：

所述锯齿状槽中的所述锯齿为等腰三角形，所述等腰三角形的顶角为70°-130°。

可选地，上述Y波导芯片中：

所述锯齿状槽中的所述锯齿为直角三角形，所述直角三角形靠近Y波导芯片输入端一侧的边为斜边，所述斜边与竖直方向上的直角边之间的夹角为45°-65°。

可选地，上述Y波导芯片中：

所述锯齿状槽中的所述锯齿为直角三角形，所述直角三角形靠近Y波导芯片输入端一侧的边为直角边，所述直角边与斜边之间的夹角为45°-65°

可选地，上述Y波导芯片中：

所述锯齿状槽的表面涂覆有吸光物质。

可选地，上述Y波导芯片中：

所述吸光物质的厚度为20μm-50μm。

可选地，上述Y波导芯片中：

所述吸光物质为硅胶。

可选地，上述Y波导芯片中：

所述吸光物质为黑色涂料。

本实施例所述的Y波导芯片，通过在包层2的下表面设置锯齿深度为20μm-50μm的锯齿状槽来提升Y波导芯片的消光比，锯齿深度仅占Y波导芯片厚度的2％-5％，与现有技术中相比，由于锯齿的深度大大降低，因此可有效提高抵抗机械振动冲击的能力。并且，实验证明，采用上述实施例所述的Y波导芯片，可提高17dB左右的消光比。即，本实用新型提供的方案，在保证消光比提高相同数量级的前提下有效提高Y波导芯片抵抗机械振动冲击的能力。

附图说明

图1a为现有技术的Y波导芯片的俯视立体图。

图1b为现有技术的Y波导芯片的横截面图。