一种用于新能源汽车导航的定位芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种用于新能源汽车导航的定位芯片，包括泵浦光源、第一介质光波导、第二介质光波导、基于有源级联表面等离激元谐振腔的陀螺芯片、输出光纤和光电探测仪，所述基于有源级联表面等离激元谐振腔的陀螺芯片包括有源级联表面等离激元谐振腔、可调谐耦合输出端、X分支、调制器和Y分支，所述第一介质光波导、第二介质光波导之间连接有弯曲表面定向耦合器，并与有源级联表面等离激元谐振腔的陀螺芯片构成光场耦合。本发明专利技术的用于新能源汽车导航的定位芯片，实现了真正的芯片化表面等离激元激光陀螺，实现了陀螺芯片的小型化，大大降低激光陀螺系统中激光光源与调制器集成的难度，提高了激光陀螺系统的集成度及稳定性。

A Positioning Chip for New Energy Vehicle Navigation

The invention discloses a positioning chip for new energy vehicle navigation, including a pump light source, a first dielectric optical waveguide, a second dielectric optical waveguide, a gyroscope chip based on an active cascaded surface plasmon resonator, an output optical fiber and a photoelectric detector. The gyroscope chip based on an active cascaded surface plasmon resonator includes an active cascaded surface plasmon resonator. Tunable coupling output, X branch, modulator and Y branch, the first dielectric optical waveguide and the second dielectric optical waveguide are connected with a curved surface directional coupler, and the optical field is coupled with an active cascaded surface plasmon resonator gyroscope chip. The positioning chip for new energy vehicle navigation realizes the real chipped surface plasmon laser gyroscope, realizes the miniaturization of the gyroscope chip, greatly reduces the difficulty of integrating laser source and modulator in the laser gyroscope system, and improves the integration degree and stability of the laser gyroscope system.

【技术实现步骤摘要】
一种用于新能源汽车导航的定位芯片
本专利技术涉及一种芯片，具体涉及一种定位芯片。
技术介绍
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车，在新能源汽车上，通常会配备各类车载导航系统，对汽车进行定位，同时指引驾驶路线，便于车主抵达目的地，现有的车载导航系统主要由触摸屏、微处理器以及导航模块组成，目前比较先进的当属激光陀螺芯片，激光陀螺具有动态范围大、无加速度效应、结构简单等优越性，是惯性系统尤其是捷联惯性系统的理想元件，已经大量应用于军事和民用领域，激光陀螺的原理是萨格纳克效应，在它的光学谐振腔内至少运行一对相向传播的光波，当它绕敏感轴相对于惯性空间转动时，相向行波的频率产生分裂，形成正比于转动速率的拍频，因而通过测量拍频即可获得激光陀螺相对于惯性空间的转动信息，激光陀螺是目前陀螺领域中发展比较成熟的一种，已经广泛应用于定位、跟踪及导航等领域，随着科技的不断发展，现代装备系统对激光陀螺不断提出了新的要求，微型化、集成化、低成本已成为目前激光陀螺发展的趋势。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于新能源汽车导航的定位芯片，方便使用。技术方案：本专利技术所述的一种用于新能源汽车导航的定位芯片，包括泵浦光源、第一介质光波导、第二介质光波导、基于有源级联表面等离激元谐振腔的陀螺芯片、输出光纤和光电探测仪，所述基于有源级联表面等离激元谐振腔的陀螺芯片包括有源级联表面等离激元谐振腔、可调谐耦合输出端、X分支、调制器和Y分支，所述第一介质光波导、第二介质光波导之间连接有弯曲表面定向耦合器，并与有源级联表面等离激元谐振腔的陀螺芯片构成光场耦合，所述有源级联表面等离激元谐振腔包括第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔和增益介质，所述泵浦光源设于第一介质光波导、第二介质光波导的正上方，所述第一谐振腔和第二谐振腔连接或靠近区域处为第一耦合器，所述第一谐振腔和第三谐振腔连接或靠近区域处为第二耦合器，所述第二谐振腔与可调谐耦合输出端连接或靠近区域处为第三耦合器，所述第三谐振腔与可调谐耦合输出端连接或靠近区域处为第四耦合器，所述第三耦合器、第四耦合器、X分支、调制器和Y分支之间设有狭缝，所述X分支、调制器之间的狭缝填充有增益介质，所述Y分支输出端口经输出光纤与光电探测仪连接。所述有源级联表面等离激元谐振腔、可调谐耦合输出端、X分支、第一调制器、第二调制器、和Y分支均由表面等离激元波导构成。所述表面等离激元波导包括衬底、金属芯层、上包层、中包层和下包层，所述下包层设于中包层和金属芯层之间，所述中包层和下包层之间设有金属芯层，所述中包层、下包层和上包层折射率相同，所述金属芯层外周设有用于防电磁干扰的屏蔽层。所述有源级联表面等离激元谐振腔的中包层和下包层之间掺杂有增益介质，且有源级联表面等离激元谐振腔中的第一谐振腔的尺寸小于第二谐振腔、第三谐振腔的尺寸，所述第二谐振腔、第三谐振腔的尺寸相同。所述有源级联表面等离激元谐振腔输出的双模激光通过第三耦合器、第四耦合器耦合后进入可调谐耦合输出端的弯曲表面等离激元波导，所述弯曲表面等离激元波导中的第一金属芯层一端通过第一电极引线与第一电极触点连接，另一端通过第二电极引线第二电极触点连接。通过改变所述第一电极触点、第二电极触点和弯曲表面等离激元波导电路回路中电压值，调节弯曲表面等离激元波导中第一金属芯层及其周围包层的温度，对第三耦合器、第四耦合器耦合性能进行调谐。所述调制器为电光调制器，所述电光调制器包括第一调制器和第二调制器，所述第一调制器中的第二金属芯层一端通过第三电极引线与第三电极触点连接，第二调制器中的第三金属芯层一端通过第四电极引线与第四电极触点连接，所述第二金属芯层正上方设有第五电极，第三金属芯层正上方设有第六电极，所述第五电极通过第五电极引线与第五电极触点连接，第六电极通过第六电极引线与第六电极触点连接，所述第一调制器中第二金属芯层和第二调制器中第三金属芯层同时为传光的波导芯层和传电的调制电极，所述电光调制器中第二上包层和第二下包层为电光材料。所述泵浦光源垂直照射第一介质光波导、第二介质光波导，所述第一介质光波导、第二介质光波导进而激励所述有源级联表面等离激元谐振腔中的增益介质形成单偏振激光，所述单偏振激光经过第三耦合器、第四耦合器沿可调谐耦合输出端的第一金属芯层输出四束激光，所述四束激光分别通过X分支进入第一调制器和第二调制器，再通过Y分支耦合输出后经过输出光纤进入光电探测仪。所述可调谐耦合输出端、X分支、调制器和Y分支之间为等距狭缝，所述狭缝为2.0～3.5μm。所述增益介质为固体增益介质，所述第二谐振腔、第三谐振腔为位于同平面的四段光波导相互连接组成，所述四段光波导构成菱形结构，角α范围值为100°～120°。有益效果：本专利技术的一种用于新能源汽车导航的定位芯片，通过泵浦光源激励介质光波导，进而激励谐振腔包层中的固体增益介质，最终形成基于级联表面等离激元谐振腔的激光器，其输出的激光具有窄线宽及单偏振特性，且芯片中的传输光路均由表面等离激元波导实现，表面等离激元波导的单偏振传输特性可有效降低陀螺噪声，提高陀螺精度及稳定性，有源级联表面等离激元谐振腔激光器、X分支、调制器及Y分支集成于同一芯片，实现了真正的芯片化表面等离激元激光陀螺，提高了陀螺器件的稳定性，同时也实现了陀螺芯片的小型化，大大降低激光陀螺系统中激光光源与调制器集成的难度，提高了激光陀螺系统的集成度及稳定性。附图说明图1为基于有源级联表面等离激元谐振腔的激光陀螺结构示意图；图2为表面等离激元波导截面结构示意图；图3为可调谐耦合输出端结构示意图；图4为电光调制器结构示意图。具体实施方式下面对本专利技术技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。如图1至图4所示，本专利技术的一种用于新能源汽车导航的定位芯片，包括泵浦光源1、第一介质光波导2、第二介质光波导3、基于有源级联表面等离激元谐振腔的陀螺芯片4、输出光纤5和光电探测仪6，基于有源级联表面等离激元谐振腔的陀螺芯片4包括有源级联表面等离激元谐振腔7、可调谐耦合输出端8、X分支9、调制器10和Y分支11，第一介质光波导2、第二介质光波导3之间连接有弯曲表面定向耦合器12，并与有源级联表面等离激元谐振腔的陀螺芯片4构成光场耦合，有源级联表面等离激元谐振腔7包括第一谐振腔13、第二谐振腔14、第三谐振腔15和增益介质，泵浦光源1设于第一介质光波导2、第二介质光波导3的正上方，第一谐振腔13和第二谐振腔14连接或靠近区域处为第一耦合器16，第一谐振腔13和第三谐振腔15连接或靠近区域处为第二耦合器17，第二谐振腔14与可调谐耦合输出端8连接或靠近区域处为第三耦合器18，第三谐振腔15与可调谐耦合输出端8连接或靠近区域处为第四耦合器19，第三耦合器18、第四耦合器19、X分支9、调制器10和Y分支11之间设有狭缝，X分支9、调制器10之间的狭缝填充有增益介质，Y分支11输出端口经输出光纤5与光电探测仪6连接。有源级联表面等离激元谐振腔7、可调谐耦合输出端8、X分支9、第一调制器20、第二调制器21、和Y分支11均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于新能源汽车导航的定位芯片，其特征在于：包括泵浦光源、第一介质光波导、第二介质光波导、基于有源级联表面等离激元谐振腔的陀螺芯片、输出光纤和光电探测仪，所述基于有源级联表面等离激元谐振腔的陀螺芯片包括有源级联表面等离激元谐振腔、可调谐耦合输出端、X分支、调制器和Y分支，所述第一介质光波导、第二介质光波导之间连接有弯曲表面定向耦合器，并与有源级联表面等离激元谐振腔的陀螺芯片构成光场耦合，所述有源级联表面等离激元谐振腔包括第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔和增益介质，所述泵浦光源设于第一介质光波导、第二介质光波导的正上方，所述第一谐振腔和第二谐振腔连接或靠近区域处为第一耦合器，所述第一谐振腔和第三谐振腔连接或靠近区域处为第二耦合器，所述第二谐振腔与可调谐耦合输出端连接或靠近区域处为第三耦合器，所述第三谐振腔与可调谐耦合输出端连接或靠近区域处为第四耦合器，所述第三耦合器、第四耦合器、X分支、调制器和Y分支之间设有狭缝，所述X分支、调制器之间的狭缝填充有增益介质，所述Y分支输出端口经输出光纤与光电探测仪连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于新能源汽车导航的定位芯片，其特征在于：包括泵浦光源、第一介质光波导、第二介质光波导、基于有源级联表面等离激元谐振腔的陀螺芯片、输出光纤和光电探测仪，所述基于有源级联表面等离激元谐振腔的陀螺芯片包括有源级联表面等离激元谐振腔、可调谐耦合输出端、X分支、调制器和Y分支，所述第一介质光波导、第二介质光波导之间连接有弯曲表面定向耦合器，并与有源级联表面等离激元谐振腔的陀螺芯片构成光场耦合，所述有源级联表面等离激元谐振腔包括第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔和增益介质，所述泵浦光源设于第一介质光波导、第二介质光波导的正上方，所述第一谐振腔和第二谐振腔连接或靠近区域处为第一耦合器，所述第一谐振腔和第三谐振腔连接或靠近区域处为第二耦合器，所述第二谐振腔与可调谐耦合输出端连接或靠近区域处为第三耦合器，所述第三谐振腔与可调谐耦合输出端连接或靠近区域处为第四耦合器，所述第三耦合器、第四耦合器、X分支、调制器和Y分支之间设有狭缝，所述X分支、调制器之间的狭缝填充有增益介质，所述Y分支输出端口经输出光纤与光电探测仪连接。2.根据权利要求1所述的用于新能源汽车导航的定位芯片，其特征在于：所述有源级联表面等离激元谐振腔、可调谐耦合输出端、X分支、第一调制器、第二调制器、和Y分支均由表面等离激元波导构成。3.根据权利要求2所述的用于新能源汽车导航的定位芯片，其特征在于：所述表面等离激元波导包括衬底、金属芯层、上包层、中包层和下包层，所述下包层设于中包层和金属芯层之间，所述中包层和下包层之间设有金属芯层，所述中包层、下包层和上包层折射率相同，所述金属芯层外周设有用于防电磁干扰的屏蔽层。4.根据权利要求1所述的用于新能源汽车导航的定位芯片，其特征在于：所述有源级联表面等离激元谐振腔的中包层和下包层之间掺杂有增益介质，且有源级联表面等离激元谐振腔中的第一谐振腔的尺寸小于第二谐振腔、第三谐振腔的尺寸，所述第二谐振腔、第三谐振腔的尺寸相同。5.根据权利要求1所述的用于新能源汽车导航的定位芯片，其特征在于：所述有源级联表面等离激元谐振腔输出的双模激光通过第三耦合器、第四耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：严双喜，
申请(专利权)人：严双喜，
类型：发明
国别省市：江苏,32