[发明专利]基于铌酸锂波导光路的集成光学芯片以及集成光学组件

权利要求书

1.一种基于铌酸锂波导光路的集成光学芯片，其特征在于，包括：

铌酸锂基底晶片及形成于该基底晶片中的三组集成光学结构，且每一组集成光学结构分别对应于一个单轴光纤陀螺仪的光信号处理；

每一组集成光学结构均包括：一组无源集成光学结构和一组有源集成光学结构；所述无源集成光学结构包括二合一式的Y分支光波导，其输入端具有两个光波导端口；所述有源集成光学结构包括一分二式的Y分支光波导以及金属电极，在其输出端具有两个光波导端口；所述无源集成光学结构中的Y分支光波导的输出端与所述有源集成光学结构中的Y分支光波导输入端连通；

在所述无源集成光学结构中，Y分支光波导的两个端口分别可用于通过光纤与激光光源和光电探测器连接，从激光光源发出的光波经由Y分支光波导两个端口的其中之一进入Y分支光波导，经过光波导的起偏后，通过无源集成光学结构的Y分支光波导进入有源集成光学结构的Y分支光波导；从传感光纤环返回的光波经由有源集成光学结构的Y分支光波导处干涉后，干涉光波在无源集成光学结构的Y分支光波导处进行分束，经由无源集成光学结构的Y分支光波导的另一个端口进入光电探测器；

在所述有源集成光学结构中，光波在Y分支光波导处按50:50的比例进行分束并分别进入Y分支光波导的两个分支中传输，金属电极通过线性电光效应对传输于Y分支光波导中的光波的相位进行调制，Y分支光波导的两个端口分别与传感光纤环的两端连接，形成顺时针绕行的光波和逆时针绕行的光波，顺时针绕行和逆时针绕行的两束光波在返回后，在所述有源集成光学结构中的Y分支光波导处发生干涉并形成干涉光波。

2.根据权利要求1所述的一种基于铌酸锂波导光路的集成光学芯片，其特征在于，所述铌酸锂基底晶片为X切的光学级晶片；所述铌酸锂基底晶片的厚度不小于0.5mm，长度为10mm～80mm。

3.根据权利要求2所述的一种基于铌酸锂波导光路的集成光学芯片，其特征在于，所述铌酸锂基底晶片的厚度为1.0mm，长度为20mm～25mm。

4.根据权利要求1所述的一种基于铌酸锂波导光路的集成光学芯片，其特征在于，

在所述无源集成光学结构中，Y分支光波导的弯曲部分长度为L₁，Y分支光波导的开口间距为D₁，相邻Y分支光波导之间的间距为S₁，Y分支光波导的开口角度θ₁≈2tan^-1(D₁/2/L₁)；

在所述有源集成光学结构中，Y分支光波导的弯曲部分长度为L₂，Y分支光波导的开口间距为D₂，相邻Y分支光波导之间的间距为S₂，Y分支光波导的开口角度θ₂≈2tan^-1(D₂/2/L₂)。

5.根据权利要求4所述的一种基于铌酸锂波导光路的集成光学芯片，其特征在于，所述有源集成光学结构中Y分支光波导的结构参数L₂、D₂、S₂、θ₂与无源集成光学结构中Y分支光波导的结构参数保持相同，即L₁＝L₂、S₂＝D₂＝S₁＝D₁且θ₂＝θ₁。

6.根据权利要求4所述的一种基于铌酸锂波导光路的集成光学芯片，其特征在于，所述无源集成光学结构中Y分支光波导的开口间距为D₁不小于50μm，开叉角度θ₁不小于0.5°。