[发明专利]一种芯片级谐振式声光耦合固态波动陀螺

权利要求书

1.一种芯片级谐振式声光耦合固态波动陀螺，其特征在于，包括基底及置于基底上表面的陀螺结构；

所述基底实现压电、光电及声光效应，所述基底的最上薄膜层具有声光效应，将基底材料受到的机械应变转换为材料折射率的变化；

所述陀螺结构包含有声学敏感模块、光学检测模块及相位调制模块三部分，声学敏感模块位于陀螺仪中间部位，光学检测模块处于声学敏感模块四周，相位调制模块包括两个，分别基于声学敏感模块对称并放置于光学检测模块中两个光波导分支两侧；

所述声学敏感模块包括在基底的最上薄膜层表面上溅射金属形成的第一叉指1-1与第二叉指1-2组成的叉指换能器；第一叉指1-1侧面结构与第二叉指1-2侧面结构上分别均匀溅射金属电极层，形成第一金属电极层2-1和第二金属电极层2-2；在基底的最上薄膜层表面二次溅射金属形成的用于敏感角速度的第一金属质量点阵3-1和第二金属质量点阵3-2，其中第一金属质量点阵3-1由金属柱3-1-0n～3-1-nn组成，n＝1、2、3、……，第二金属质量点阵3-2由金属柱3-2-0n～3-2-nn组成，n＝1、2、3、……；

所述的光学检测模块包括在基底的最上薄膜层表面上刻蚀形成的第一光源输入端的第一光栅耦合器4-1和第二光源输入端的第二光栅耦合器4-2，信号输出端的第一光栅耦合器5-1、第二光栅耦合器5-2、第三光栅耦合器5-3和第四光栅耦合器5-4；在基底的最上薄膜层表面上刻蚀形成的第一光源输入端的输入光波导6、第二光源输入端的输入光波导7、信号输出端第一光波导12-1、第二光波导12-2、第三光波导13-1和第四光波导13-2；及在基底的最上薄膜层表面上刻蚀形成的第一谐振环11-1和第二谐振环11-2；

所述的第一光源输入端的输入光波导6采用耦合器8-1将波导分成结构相同的两个分支，分别为6-1和6-2；第二光源输入端的输入光波导7采用耦合器8-2将波导分成结构相同的两个分支，分别为7-1和7-2；此处耦合器8-1与8-2可以是Y型分支结构或多模干涉耦合结构，它们的作用是将波导分成结构相同的两个分支，使得在两个光波导分支中传输的光信号强度相等；

所述的光波导分支6-1和7-1采用第一耦合器9-1与第一谐振环11-1连接到一起；光波导分支6-2和7-2采用第二耦合器9-2与第二谐振环11-2连接到一起；信号输出端第一光波导12-1和第二光波导12-2采用第三耦合器10-1与第一谐振环11-1连接到一起，信号输出端光波导第三光波导13-1和第四光波导13-2采用第四耦合器10-2与第二谐振环11-2连接到一起；

所述相位调制模块包括在基底的最上薄膜层表面上溅射金属形成位于光波导分支7-1两侧的第一相位调制电极14-1和14-2，及位于光波导分支6-2两侧的第二相位调制电极15-1和15-2；

所述基底从上到下依次为铌酸锂晶体层-二氧化硅晶体层-铌酸锂晶体层、铌酸锂晶体层-二氧化硅晶体层-石英晶体层或铌酸锂晶体层-二氧化硅晶体层-硅晶体层。