【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤传感应用领域，具体涉及一种适用于光纤陀螺的mioc芯片结构及光纤陀螺仪。
技术介绍
1、光纤陀螺仪是一种基于sagnac效应的角速度光纤传感器，具有无机械活动部件、无预热时间、不敏感加速度、动态范围宽、数字输出、体积小等优点。
2、传统光纤陀螺仪的组成包括光源、3db耦合器、y波导调制器、光纤环和pd探测器，器件与器件之间通过光纤熔接来连接，封装过程复杂，且链路损耗大。为满足光纤陀螺低成本、小型化需求，集成光器件的方案被提出，即将除光纤环外的所有部件均集成在一个管壳内，主流的技术路径有两种：①将3db耦合器与y波导调制器合并为一块芯片，即双y结构调制器芯片，该结构存在两级分支结构之间的串扰问题，会导致陀螺性能劣化严重；②在y波导调制器片外搭建3db耦合器或光环形器，需要使用偏振棱镜或分光棱镜，体积大、封装难度高，且损耗难以得到很好控制。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的在于提供一种适用于光纤陀螺的mioc芯片及光纤陀螺仪，其能够解决传统双y波导调制器两级分支结构间的串扰问题，并降低整体光链路损耗6db，在与传统分立器件精度相当的同时，为光纤陀螺的小型化、低功耗设计提供了可能。
2、技术方案：本专利技术的一种适用于光纤陀螺的mioc芯片，包括芯片本体，分布在芯片本体两端的第一端口、第二端口、第三端口、第四端口，以及设置在芯片本体上表面的偏振分束器、mmi分束器、偏振转换结构；所述偏振分束器用于控制te、tm两种模式光沿不同路径
3、所述偏振分束器合波端口与mmi分束器合波端口相连之后分两路，一路连接至第二端口，另一路连接至第三端口，相连波导支持te、tm两种模式传输；所述偏振转换结构设置在第二端口或第三端口前方的波导上，用于te和tm模式之间的切换。
4、进一步的，所述第一端口、第二端口、第三端口、第四端口均设置模斑转换结构，降低芯片端口的耦合损耗。
5、进一步的，所述第一端口、第四端口的模斑转换结构为te模斑转换器，第二端口、第三端口的模斑转换结构为偏振无关模斑转换器，降低端口界面偏振劣化。
6、进一步的，所述mmi分束器后的两根波导上设置调制器。
7、进一步的，所述偏振转换结构位于芯片本体上，或在芯片本体外通过光纤90度熔接实现。
8、进一步的，所述偏振转换结构位于芯片本体上时，设置在调制器和第二端口之间，或设置在调制器和第三端口之间；此时，第二端口、第三端口与设置在芯片本体外部的光纤环均为0度熔接。
9、进一步的，所述偏振转换结构在芯片本体外时，若第二端口与设置在芯片本体外部的光纤环0度熔接，则第三端口在芯片本体外与光纤环90度熔接；反之，若第二端口在芯片本体外与光纤环90度熔接，则第三端口与设置在芯片本体外部的光线环0度熔接。
10、进一步的，所述从第一端口进入的te模式光，无损的通过偏振分束器，并保持原te偏振模式沿偏振分束器合波端传输。
11、进一步的，从mmi分束器返回偏振分束器的tm模式光，在偏振分束器内部转变为te模式光，、并以te模式无损的沿与第四端口相连波导传输。
12、基于相同的专利技术构思，本专利技术的一种光纤陀螺仪，包括上述适用于光纤陀螺仪的mioc芯片。
13、本专利技术的技术方案与现有技术相比，其有益效果在于：
14、与传统分立光纤陀螺系统相比，提供了一种全集成光纤陀螺器件的方案；通过片上集成偏振分束器和偏振转换器的组合设计，实现片上光环形器的功能。该技术方案不仅可以将光纤陀螺传输链路损耗降低6db，降低陀螺系统整体功耗，提升系统信噪比；相比双y方案技术，还降低了两级分支结构间的光学串扰，实现了陀螺整体性能提升。
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1.一种适用于光纤陀螺仪的MIOC芯片，其特征在于：包括芯片本体(9)，分布在芯片本体(9)两端的第一端口(1)、第二端口(2)、第三端口(3)、第四端口(4)，以及设置在芯片本体(9)上的偏振分束器(5)、MMI分束器(6)和偏振转换结构(7)；
2.根据权利要求1所述的适用于光纤陀螺仪的MIOC芯片，其特征在于：所述第一端口(1)、第二端口(2)、第三端口(3)、第四端口(4)均为带模斑转换结构端口。
3.根据权利要求2所述的适用于光纤陀螺仪的MIOC芯片，其特征在于：所述第一端口(1)、第四端口(4)的模斑转换结构为TE模斑转换器，第二端口(2)、第三端口(3)的模斑转换结构为偏振无关模斑转换器。
4.根据权利要求1所述的适用于光纤陀螺仪的MIOC芯片，其特征在于：所述MMI分束器(6)后的两根波导上设置调制器(8)。
5.根据权利要求1所述的适用于光纤陀螺仪的MIOC芯片，其特征在于：所述偏振转换结构(7)位于芯片本体(9)上，或在芯片本体(9)外通过光纤90度熔接实现。
6.根据权利要求5所述的适用于光纤陀螺仪
7.根据权利要求5所述的适用于光纤陀螺仪的MIOC芯片，其特征在于：所述偏振转换结构(7)位于芯片本体(9)外，若第二端口(2)与设置在芯片本体(9)外部的光纤环0度熔接，则第三端口(3)在芯片本体(9)外与光纤环90度熔接；
8.根据权利要求1所述的适用于光纤陀螺仪的MIOC芯片，其特征在于：从所述第一端口(1)进入的TE模式光，无损的通过偏振分束器(5)，并保持原TE模式沿偏振分束器(5)合波端传输。
9.根据权利要求1所述的适用于光纤陀螺仪的MIOC芯片，其特征在于：从合波端进入偏振分束器(5)的TM模式光，会在偏振分束器(5)内部转变为TE模式光，并无损的沿与第四端口(4)相连波导传输。
10.一种光纤陀螺仪，其特征在于：包括权利要求1至9任一项所述的适用于光纤陀螺仪的MIOC芯片。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于光纤陀螺仪的mioc芯片，其特征在于：包括芯片本体(9)，分布在芯片本体(9)两端的第一端口(1)、第二端口(2)、第三端口(3)、第四端口(4)，以及设置在芯片本体(9)上的偏振分束器(5)、mmi分束器(6)和偏振转换结构(7)；
2.根据权利要求1所述的适用于光纤陀螺仪的mioc芯片，其特征在于：所述第一端口(1)、第二端口(2)、第三端口(3)、第四端口(4)均为带模斑转换结构端口。
3.根据权利要求2所述的适用于光纤陀螺仪的mioc芯片，其特征在于：所述第一端口(1)、第四端口(4)的模斑转换结构为te模斑转换器，第二端口(2)、第三端口(3)的模斑转换结构为偏振无关模斑转换器。
4.根据权利要求1所述的适用于光纤陀螺仪的mioc芯片，其特征在于：所述mmi分束器(6)后的两根波导上设置调制器(8)。
5.根据权利要求1所述的适用于光纤陀螺仪的mioc芯片，其特征在于：所述偏振转换结构(7)位于芯片本体(9)上，或在芯片本体(9)外通过光纤90度熔接实现。
6.根据权利要求5所述的适用于光纤陀螺...
【专利技术属性】
技术研发人员：王华林，胡紫阳，
申请(专利权)人：江苏铌奥光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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