[发明专利]一种稀土掺杂玻璃基三维有源耦合谐振环结构的构建方法

摘要

一种稀土掺杂玻璃基三维有源耦合谐振环结构的构建方法，该方法有两大步骤：步骤一、采用传统熔融法制备块状立方体稀土玻璃基。玻璃基质中稀土离子掺杂浓度范围为Er：0.6～10wt％；Yb：1～10wt％。步骤二、利用飞秒激光在制备的块状立方体稀土掺杂玻璃中刻写耦合谐振环波导结构。本发明中的3维有源谐振环结构可构建3轴集成光学陀螺以测量3个方向的角速度大小。稀土离子的掺入提供光增益有效地补偿结构中传输光的损耗，增强光波导陀螺的信噪比。因此，将本发明实施于光波导陀螺，可以实现具有高灵敏度的集成化3轴光波导陀螺。它在集成光学陀螺耦合谐振环技术领域里具有较好的实用价值和广阔的应用前景。

主权项

一种稀土掺杂玻璃基三维有源耦合谐振环结构的构建方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤一、采用传统熔融法制备块状立方体稀土掺杂玻璃作为结构材料，该基质材料是磷酸盐、铝酸盐玻璃；掺杂稀土元素为铒Er和镱Yb；其中，Yb作为Er发光的有效的敏化剂，有助于Er在1.5μm波段的受激光发射；步骤二、在上述的稀土掺杂玻璃立方体块状材料的3个相互垂直的面下方深度处，利用飞秒激光分别刻写3个谐振环结构；该谐振环结构由两部分组成：第一部分是圆形、跑道形的谐振腔，第二部分是与前者距离很近的，作为输入、输出耦合器的两条直波导；由于Er的掺入，在玻璃基质中谐振环中传播的信号光获得可控的光放大效应，以补偿光在传播、耦合过程中产生的损耗；这样在3个相互垂直的平面中制备谐振环，用来测量沿3个平面法向方向的角速度大小，以实现3轴集成光陀螺。