[发明专利]一种纳米光子陀螺仪

说明书

本发明涉及一种纳米光子陀螺仪。所述纳米光子陀螺仪包括：波导芯片和刻蚀在所述波导芯片上的激光器、干涉仪、耦合器模块、谐振腔和光电探测器模块；所述激光器与所述干涉仪的第一端连接，所述干涉仪的第二端与所述耦合器模块的第一端连接，所述耦合器模块的第二端与所述谐振腔连接，所述耦合器模块的第三端与所述光电探测器模块连接。本发明可以减小陀螺仪的体积。

技术领域

本发明涉及集成光学陀螺领域，特别是涉及一种纳米光子陀螺仪。

背景技术

基于萨格纳克效应的光学陀螺由于具有全固态、抗电磁干扰、精度高、动态范围宽的优点，逐渐成为陀螺市场的主流。现有的光学陀螺，主要包括激光陀螺和干涉式光纤陀螺，激光陀螺和干涉式光纤陀螺的相关技术已经比较成熟，但面对下一步空间卫星应用或自主导航等领域对高精度和小型化陀螺的需求，激光陀螺和干涉式光纤陀螺都遇到了技术瓶颈。

为了满足惯性导航系统发展的需求，高精度、小型化低成本是陀螺技术研究方向。谐振式集成光学陀螺利用谐振原理增强萨格纳克效应，不仅能够实现较高的检测精度，还在小型化上具有明显的优势，又克服了闭锁效应，具有同时实现惯性器件高精度、小型化的潜在优势。因此具有巨大的市场需求而受到科研人员的重视。

目前相关研究人员对谐振式集成光学陀螺进行了大量的研究，零偏稳定性等性能指标也有了很大的提高，但是系统分立器件较多，如铌酸锂调制器、耦合器、谐振腔等器件需要通过光纤进行耦合连接，从而使得体积和系统功耗较大，成本较高，难以实现工程应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米光子陀螺仪，可以减小陀螺仪的体积。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种纳米光子陀螺仪，包括：波导芯片和刻蚀在所述波导芯片上的激光器、干涉仪、耦合器模块、谐振腔和光电探测器模块；所述激光器与所述干涉仪的第一端连接，所述干涉仪的第二端与所述耦合器模块的第一端连接，所述耦合器模块的第二端与所述谐振腔连接，所述耦合器模块的第三端与所述光电探测器模块连接。

可选的，所述耦合器模块包括：第一波导耦合器模块和第二波导耦合器模块，所述第一波导耦合器模块的第一端与所述干涉仪的第二端连接，所述第一波导耦合器模块的第二端与所述光电探测模块连接，所述第一波导耦合器模块的第三端与所述第二波导耦合器模块的第一端连接，所述第二波导耦合器模块的第二端与所述谐振腔连接。

可选的，所述第一波导耦合器模块包括：第一波导耦合器和第二波导耦合器；

所述第一波导耦合器的第一端与所述干涉仪的第一输出端连接；所述第一波导耦合器的第二端与所述光电探测器模块连接；所述第一波导耦合器的第三端与所述第二波导耦合器模块连接；

所述第二波导耦合器的第一端与所述干涉仪的第二输出端连接；所述第二波导耦合器的第二端与所述光电探测器模块连接；所述第二波导耦合器的第三端与所述第二波导耦合器模块连接。

可选的，所述第二波导耦合器模块包括：第三波导耦合器、第四波导耦合器、第五波导耦合器和第六波导耦合器；

所述第三波导耦合器的输入端与所述第一波导耦合器的第一输出端连接；所述第四波导耦合器的输入端与所述第一波导耦合器的第二输出端连接；

所述第五波导耦合器的输入端与所述第二波导耦合器的第一输出端连接；所述第六波导耦合器的输入端与所述第二波导耦合器的第二输出端连接；

所述第三波导耦合器的输出端、所述第四波导耦合器的输出端，所述第五波导耦合器的输出端和所述第六波导耦合器的输出端均与所述谐振腔连接。

可选的，所述光电探测器模块包括：第一光电探测器和第二光电探测器；所述第一光电探测器的输入端与所述第一波导耦合器的第二端连接；所述第二光电探测器的输入端与所述第二波导耦合器的第二端连接。