[发明专利]一种光子陀螺芯片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光子陀螺芯片及其制备方法，属于集成芯片领域。包括激光器、Y分支波导、谐振腔、直波导一、探测器一和探测器二；所述Y分支波导的一端连接激光器，另一端连接谐振腔；所述谐振腔上连接有直波导一；所述直波导一的一端连接探测器一、另一端连接探测器二。本发明提高了光学陀螺的集成度和灵敏度。

技术领域

本发明涉及电光材料的集成芯片领域，尤其涉及一种光子陀螺芯片及其制备方法。

背景技术

利用转子或振动测量角速度的惯性器件属于机械陀螺，包括静电陀螺、MEMS陀螺等；而利用光学中Sagnac效应（萨格纳克效应）测量角速度的光学传感器件属于光学陀螺，包括光纤陀螺和光子陀螺等。光学陀螺相较于机械陀螺具有无运动部件、能耗低、启动时间短、寿命长等优点。随着惯性技术的发展，运动监测、导航等应用领域对于光学陀螺的集成化、微型化提出了更高的要求。

目前，利用光纤线圈作为谐振腔的集成光纤陀螺已经有了比较成熟的发展，其采用将外部的激光器、光电探测器与波导、谐振腔粘合的制备方法实现集成，具有较高的品质因子和角速度检测灵敏度。这种形式的集成光学陀螺虽然制备工艺简单，但是集成度不够高，尺寸还不够小，光在波导中传输时垂直方向上的损耗较大，不能满足惯性系统集成化小型化技术日益发展的需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种光子陀螺芯片及其制备方法，以解决现有技术中存在的芯片集成度不够高，尺寸还不够小，光在波导中传输时垂直方向上损耗较大的问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种光子陀螺芯片，包括激光器、Y分支波导、谐振腔、直波导一、探测器一和探测器二；

所述Y分支波导的一端连接激光器，另一端连接谐振腔；

所述谐振腔上连接有直波导一；

所述直波导一的一端连接探测器一、另一端连接探测器二。

进一步的，所述激光器通过直波导二连接有n型氮化物平台一；

所述探测器一通过直波导三连接有n型氮化物平台二；

所述探测器二通过直波导四连接有n型氮化物平台三；

所述Y分支波导的一侧连接有n型氮化物平台四，另一侧连接有n型氮化物平台五。

进一步的，所述n型氮化物平台一通过硅柱一支撑；

所述激光器通过硅柱二支撑；

所述谐振腔通过硅柱三支撑；

所述n型氮化物平台四通过硅柱四支撑；

所述n型氮化物平台五通过硅柱五支撑；

所述探测器一通过硅柱六支撑；

所述探测器二通过硅柱七支撑。

进一步的，所述激光器包括n型氮化物平台六、氮化物量子阱一、p型氮化物平台一、p型区电极一和n型区电极一；

所述n型氮化物平台六、氮化物量子阱一、p型氮化物平台一、p型区电极一自下而上依次设置；

所述n型区电极一沉积于氮化物量子阱一四周的n型氮化物平台六的上表面；

所述探测器一包括n型氮化物平台六、氮化物量子阱二、p型氮化物平台二、p型区电极二和n型区电极二；

所述n型氮化物平台六、氮化物量子阱二、p型氮化物平台二、p型区电极二自下而上依次设置；

所述n型区电极二沉积于氮化物量子阱二四周的n型氮化物平台六的上表面；