[发明专利]一种用于新能源汽车导航的定位芯片

权利要求书

1.一种用于新能源汽车导航的定位芯片，其特征在于：包括泵浦光源、第一介质光波导、第二介质光波导、基于有源级联表面等离激元谐振腔的陀螺芯片、输出光纤和光电探测仪，所述基于有源级联表面等离激元谐振腔的陀螺芯片包括有源级联表面等离激元谐振腔、可调谐耦合输出端、X分支、调制器和Y分支，所述第一介质光波导、第二介质光波导之间连接有弯曲表面定向耦合器，并与有源级联表面等离激元谐振腔的陀螺芯片构成光场耦合，所述有源级联表面等离激元谐振腔包括第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔和增益介质，所述泵浦光源设于第一介质光波导、第二介质光波导的正上方，所述第一谐振腔和第二谐振腔连接或靠近区域处为第一耦合器，所述第一谐振腔和第三谐振腔连接或靠近区域处为第二耦合器，所述第二谐振腔与可调谐耦合输出端连接或靠近区域处为第三耦合器，所述第三谐振腔与可调谐耦合输出端连接或靠近区域处为第四耦合器，所述第三耦合器、第四耦合器、X分支、调制器和Y分支之间设有狭缝，所述X分支、调制器之间的狭缝填充有增益介质，所述Y分支输出端口经输出光纤与光电探测仪连接。

2.根据权利要求1所述的用于新能源汽车导航的定位芯片，其特征在于：所述有源级联表面等离激元谐振腔、可调谐耦合输出端、X分支、第一调制器、第二调制器、和Y分支均由表面等离激元波导构成。

3.根据权利要求2所述的用于新能源汽车导航的定位芯片，其特征在于：所述表面等离激元波导包括衬底、金属芯层、上包层、中包层和下包层，所述下包层设于中包层和金属芯层之间，所述中包层和下包层之间设有金属芯层，所述中包层、下包层和上包层折射率相同，所述金属芯层外周设有用于防电磁干扰的屏蔽层。

4.根据权利要求1所述的用于新能源汽车导航的定位芯片，其特征在于：所述有源级联表面等离激元谐振腔的中包层和下包层之间掺杂有增益介质，且有源级联表面等离激元谐振腔中的第一谐振腔的尺寸小于第二谐振腔、第三谐振腔的尺寸，所述第二谐振腔、第三谐振腔的尺寸相同。

5.根据权利要求1所述的用于新能源汽车导航的定位芯片，其特征在于：所述有源级联表面等离激元谐振腔输出的双模激光通过第三耦合器、第四耦合器耦合后进入可调谐耦合输出端的弯曲表面等离激元波导，所述弯曲表面等离激元波导中的第一金属芯层一端通过第一电极引线与第一电极触点连接，另一端通过第二电极引线第二电极触点连接。

6.根据权利要求5所述的用于新能源汽车导航的定位芯片，其特征在于：通过改变所述第一电极触点、第二电极触点和弯曲表面等离激元波导电路回路中电压值，调节弯曲表面等离激元波导中第一金属芯层及其周围包层的温度，对第三耦合器、第四耦合器耦合性能进行调谐。

7.根据权利要求1所述的用于新能源汽车导航的定位芯片，其特征在于：所述调制器为电光调制器，所述电光调制器包括第一调制器和第二调制器，所述第一调制器中的第二金属芯层一端通过第三电极引线与第三电极触点连接，第二调制器中的第三金属芯层一端通过第四电极引线与第四电极触点连接，所述第二金属芯层正上方设有第五电极，第三金属芯层正上方设有第六电极，所述第五电极通过第五电极引线与第五电极触点连接，第六电极通过第六电极引线与第六电极触点连接，所述第一调制器中第二金属芯层和第二调制器中第三金属芯层同时为传光的波导芯层和传电的调制电极，所述电光调制器中第二上包层和第二下包层为电光材料。

8.根据权利要求1所述的用于新能源汽车导航的定位芯片，其特征在于：所述泵浦光源垂直照射第一介质光波导、第二介质光波导，所述第一介质光波导、第二介质光波导进而激励所述有源级联表面等离激元谐振腔中的增益介质形成单偏振激光，所述单偏振激光经过第三耦合器、第四耦合器沿可调谐耦合输出端的第一金属芯层输出四束激光，所述四束激光分别通过X分支进入第一调制器和第二调制器，再通过Y分支耦合输出后经过输出光纤进入光电探测仪。

9.根据权利要求1所述的用于新能源汽车导航的定位芯片，其特征在于：所述可调谐耦合输出端、X分支、调制器和Y分支之间为等距狭缝，所述狭缝为2.0～3.5μm。

10.根据权利要求4所述的用于新能源汽车导航的定位芯片，其特征在于：所述增益介质为固体增益介质，所述第二谐振腔、第三谐振腔为位于同平面的四段光波导相互连接组成，所述四段光波导构成菱形结构，角α范围值为100°～120°。