新型雙y波導(dǎo)集成光學(xué)器件及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種新型雙Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件及其制作方法，所述器件由兩塊芯片拼接而成，芯片上設(shè)置有Y型波導(dǎo)，Y型波導(dǎo)由直條段和分叉段組成，芯片上與直條段的外端面齊平的端面形成連接端，連接端的端面上涂覆有吸光材料層，吸光材料層所覆蓋的區(qū)域中部設(shè)置有一裸露區(qū)，直條段的外端面位于裸露區(qū)范圍內(nèi)，兩塊芯片的連接端相互拼接在一起并通過波導(dǎo)耦合工藝固定，拼接后，兩塊芯片上的直條段同軸。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：可有效阻斷輻射光在襯底中的傳輸，從而抑制寄生波的產(chǎn)生，減少光纖陀螺系統(tǒng)的參數(shù)漂移，提高器件性能。
【專利說明】新型雙Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光學(xué)器件，尤其涉及一種新型雙Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外通用的光纖陀螺系統(tǒng)均采用圖1所示方案，該方案中包含一Y波導(dǎo)芯片、一光源、一探測器、一耦合器和一光纖環(huán)，其存在的問題是:現(xiàn)有裝置中的耦合器和Y波導(dǎo)芯片均為獨立器件，集成度不高，安裝空間占用較大，且耦合器和Y波導(dǎo)芯片之間需要通過導(dǎo)光光纖連接，裝置內(nèi)部存在較多光纖熔接點，穩(wěn)定性較差。
[0003]針對前述問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行了大量的研究并發(fā)現(xiàn)了一種在理論上可行的解決方案，該理論方案如圖2所示，該方案的核心是將分束/合束器和起偏/檢偏器集成在同一芯片上(即由圖2中的雙Y型波導(dǎo)的兩個分叉波導(dǎo)段來分別充當(dāng)分束/合束器和起偏/檢偏器)，理論上，該方案能夠在使裝置體積得到大幅縮減的基礎(chǔ)上，有效減少了裝置內(nèi)部的導(dǎo)光光纖數(shù)量和相應(yīng)的光纖熔接點數(shù)量，可從結(jié)構(gòu)方面有效提高裝置的可靠性；但正如前文的提法，該方案還僅僅停留在理論層面，究其原因是:從光源輸入的光在第一個Y分支處被初次分光，初次分光后，光功率會衰減一半，衰減后的光在波導(dǎo)中繼續(xù)向前傳輸，并在第二個Y分支處被再次分光，然后傳輸進(jìn)光纖環(huán)中，根據(jù)模式截止條件可知，在初次分光后，有相當(dāng)一部分的光會輻射進(jìn)襯底中并在襯底中向前傳輸，根據(jù)光路傳輸理論可知，這部分輻射光會在第二個Y分支處耦合回波導(dǎo)內(nèi)，從而引起寄生波，寄生波具有不對稱性，在兩個傳輸臂之間就會產(chǎn)生一個寄生相位差，從而造成光纖陀螺系統(tǒng)參數(shù)的漂移，在溫度變化時，這種漂移尤為明顯，嚴(yán)重影響了該方案的實用性，因此這種雙Y型波導(dǎo)還未在工程實踐中得到實際應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對【背景技術(shù)】中的問題，本發(fā)明提出了一種新型雙Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件，其創(chuàng)新在于:所述新型雙Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件由兩塊芯片拼接而成；所述芯片上設(shè)置有Y型波導(dǎo)；所述Y型波導(dǎo)由直條段和分叉段組成，芯片上與直條段的外端面齊平的端面形成連接端；所述連接端的端面上涂覆有吸光材料層，吸光材料層所覆蓋的區(qū)域中部設(shè)置有一裸露區(qū)，所述直條段的外端面位于裸露區(qū)范圍內(nèi)；兩塊芯片的連接端相互拼接在一起并通過波導(dǎo)耦合工藝固定，拼接后，兩塊芯片上的直條段同軸。
[0005]本發(fā)明的原理是:本發(fā)明中兩塊芯片最終拼接在一起后，其上的波導(dǎo)實質(zhì)上也形成了如【背景技術(shù)】中所述的雙Y型波導(dǎo)，本發(fā)明中之所以采用兩塊芯片來拼接形成雙Y型波導(dǎo)，其目的是為了在雙Y型波導(dǎo)中部設(shè)置吸光材料層，通過吸光材料層來阻斷輻射光在襯底中的傳輸，從而抑制寄生波的產(chǎn)生，盡量減少光纖陀螺系統(tǒng)的參數(shù)漂移，提高器件性能。
[0006]優(yōu)選地，兩塊芯片中的其中一塊芯片上設(shè)置有調(diào)制電極。
[0007]優(yōu)選地，所述分叉段的外端形成兩個分叉端，兩個分叉端上各連接有一導(dǎo)光光纖。[0008]優(yōu)選地，所述吸光材料層采用鋁、鈦或其他吸光材料。
[0009]一種新型雙Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件的制作方法，其制作步驟為:
1)提供襯底；
2)在襯底上制作雙Y型波導(dǎo)，獲得雙Y波導(dǎo)芯片；所述雙Y型波導(dǎo)由兩個分叉波導(dǎo)段和一個直波導(dǎo)段組成，兩個分叉波導(dǎo)段分別位于直波導(dǎo)段的兩端；
3)對雙Y波導(dǎo)芯片進(jìn)行切割，切割面與直波導(dǎo)段相交，獲得兩塊芯片；雙Y型波導(dǎo)被切割后形成兩個Y型波導(dǎo)，單個Y型波導(dǎo)由直條段和分叉段組成；芯片上與直條段的外端面齊平的端面形成連接端；
4)在兩塊芯片的連接端端面上涂覆吸光材料；涂覆時，吸光材料僅將連接端端面部分覆蓋，未被吸光材料覆蓋的區(qū)域形成裸露區(qū)，直條段的外端面位于裸露區(qū)范圍內(nèi)；
5 )將兩塊芯片的連接端拼接在一起，并采用波導(dǎo)耦合工藝將兩塊芯片固定。
[0010]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:可有效阻斷輻射光在襯底中的傳輸，從而抑制寄生波的產(chǎn)生，減少光纖陀螺系統(tǒng)的參數(shù)漂移，提高器件性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1、現(xiàn)有光纖陀螺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2、采用雙Y型波導(dǎo)的理論方案的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3、采用本發(fā)明方案時光纖陀螺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖(圖中標(biāo)記A所示斷面即為兩塊芯片的連接部位);
圖4、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中各個標(biāo)記所對應(yīng)的名稱分別為:芯片1、直條段1-1、分叉段1-2、調(diào)制電極1-3、導(dǎo)光光纖1-4、Y波導(dǎo)芯片2、光源4、探測器5、耦合器6、光纖環(huán)7、雙Y型波導(dǎo)芯片8、吸光材料層9、裸露區(qū)10。
【具體實施方式】
[0012]一種新型雙Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件，其創(chuàng)新在于:所述新型雙Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件由兩塊芯片I拼接而成；所述芯片I上設(shè)置有Y型波導(dǎo)；所述Y型波導(dǎo)由直條段1-1和分叉段1-2組成，芯片I上與直條段1-1的外端面齊平的端面形成連接端；所述連接端的端面上涂覆有吸光材料層，吸光材料層所覆蓋的區(qū)域中部設(shè)置有一裸露區(qū)，所述直條段1-1的外端面位于裸露區(qū)范圍內(nèi)；兩塊芯片I的連接端相互拼接在一起并通過波導(dǎo)耦合工藝固定，拼接后，兩塊芯片I上的直條段1-1同軸。
[0013]進(jìn)一步地，兩塊芯片I中的其中一塊芯片I上設(shè)置有調(diào)制電極1-3。
[0014]進(jìn)一步地，所述分叉段1-2的外端形成兩個分叉端，兩個分叉端上各連接有一導(dǎo)光光纖1-4。
[0015]進(jìn)一步地，所述吸光材料層采用鋁、鈦或其他吸光材料。
[0016]一種新型雙Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件的制作方法，其制作步驟為:
1)提供襯底；
2)在襯底上制作雙Y型波導(dǎo)，獲得雙Y波導(dǎo)芯片；所述雙Y型波導(dǎo)由兩個分叉波導(dǎo)段和一個直波導(dǎo)段組成，兩個分叉波導(dǎo)段分別位于直波導(dǎo)段的兩端；3)對雙Y波導(dǎo)芯片進(jìn)行切割，切割面與直波導(dǎo)段相交，獲得兩塊芯片I;雙￥型波導(dǎo)被切割后形成兩個Y型波導(dǎo)，單個Y型波導(dǎo)由直條段1-1和分叉段1-2組成；芯片I上與直條段1-1的外端面齊平的端面形成連接端；
4)在兩塊芯片I的連接端端面上涂覆吸光材料；涂覆時，吸光材料僅將連接端端面部分覆蓋，未被吸光材料覆蓋的區(qū)域形成裸露區(qū)，直條段1-1的外端面位于裸露區(qū)范圍內(nèi)；
5)將兩塊芯片I的連接`端拼接在一起，并采用波導(dǎo)耦合工藝將兩塊芯片I固定。
【權(quán)利要求】
1.一種新型雙Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件，其特征在于:所述新型雙Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件由兩塊芯片(I)拼接而成；所述芯片(I)上設(shè)置有Y型波導(dǎo)；所述Y型波導(dǎo)由直條段(1-1)和分叉段(1-2 )組成，芯片(I)上與直條段(1-1)的外端面齊平的端面形成連接端；所述連接端的端面上涂覆有吸光材料層，吸光材料層所覆蓋的區(qū)域中部設(shè)置有一裸露區(qū)，所述直條段(1-1)的外端面位于裸露區(qū)范圍內(nèi)；兩塊芯片(I)的連接端相互拼接在一起并通過波導(dǎo)耦合工藝固定，拼接后，兩塊芯片(I)上的直條段(1-1)同軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型雙Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件，其特征在于:兩塊芯片(I)中的其中一塊芯片(I)上設(shè)置有調(diào)制電極(1-3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型雙Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件，其特征在于:所述分叉段(1-2)的外端形成兩個分叉端，兩個分叉端上各連接有一導(dǎo)光光纖(1-4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型雙Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件，其特征在于:所述吸光材料層采用鋁、鈦或其他吸光材料。
5.一種新型雙Y波導(dǎo)集成光學(xué)器件的制作方法，其特征在于:其制作步驟為: 1)提供襯底； 2)在襯底上制作雙Y型波導(dǎo)，獲得雙Y波導(dǎo)芯片；所述雙Y型波導(dǎo)由兩個分叉波導(dǎo)段和一個直波導(dǎo)段組成，兩個分叉波導(dǎo)段分別位于直波導(dǎo)段的兩端； 3)對雙Y波導(dǎo)芯片進(jìn)行切割，切割面與直波導(dǎo)段相交，獲得兩塊芯片(I);雙Y型波導(dǎo)被切割后形成兩個Y型波導(dǎo)，單個Y型波導(dǎo)由直條段(1-1)和分叉段(1-2)組成；芯片(I)上與直條段(1-1)的外端面齊平的端面形成連接端； 4)在兩塊芯片(I)的連接端端面上涂覆吸光材料；涂覆時，吸光材料僅將連接端端面部分覆蓋，未被吸光材料覆蓋的區(qū)域形成裸露區(qū)，直條段(1-1)的外端面位于裸露區(qū)范圍內(nèi)； 5)將兩塊芯片(I)的連接端拼接在一起，并采用波導(dǎo)耦合工藝將兩塊芯片(I)固定。
【文檔編號】G02B6/13GK103869414SQ201410136408
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】華勇, 張鴻舉, 楊千澤, 劉隱, 鄭德晟 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第四十四研究所