本申请涉及传感器的技术领域，尤其是涉及一种基于铌酸锂薄膜的片上集成三轴陀螺组件，其包括发光单元、铌酸锂薄膜芯片和尾纤单元；所述发光单元与所述铌酸锂薄膜芯片耦合，所述铌酸锂薄膜芯片与所述尾纤单元耦合；所述发光单元用于发射光波；所述铌酸锂薄膜芯片用于对所述光波进行分束、调制及探测；所述尾纤单元用于所述光波传播。本申请具有减小三轴陀螺的体积的效果。体积的效果。体积的效果。
【技术实现步骤摘要】
一种基于铌酸锂薄膜的片上集成三轴陀螺组件
[0001]本申请涉及传感器的
，尤其是涉及一种基于铌酸锂薄膜的片上集成三轴陀螺组件。
技术介绍
[0002]光纤陀螺是一种用于惯性导航的光纤传感器，光纤陀螺的工作原理是基于Sagnac效应。光纤陀螺的优点是全固态，没有旋转部件和摩擦部件，寿命长，动态范围大，瞬时启动，结构简单，尺寸小，重量轻。
[0003]相关技术中，三轴光纤陀螺的光路部分采用一拖三的方式，三轴光纤陀螺包括多个器件，多个器件包括一个光源外加一个第一耦合器、三个第二耦合器、三个Y波导、三个光纤环和三个探测器。光源与第一耦合器耦合，第一耦合器与三个第二耦合器耦合，每个第二耦合器连接一个探测器并且每个第二耦合器耦合一个Y波导，每个波导连接一个光纤环。其中，第一耦合器用于将光波分束为三束光波，分别由第二耦合器进入Y波导，最终光波进入光纤环。光波进入光纤环后会返回，经过Y波导和第二耦合器后进入探测器。
[0004]上述相关技术中，是将各个耦合器、Y波导、探测器耦合连接，利用多个器件之间耦合连接，从而实现三轴陀螺的功能。但是由于相关技术中的三轴陀螺，是由多个器件耦合连接组装而成，导致三轴陀螺的体积大。
技术实现思路
[0005]为了减小三轴陀螺的体积，本申请提供了一种基于铌酸锂薄膜的片上集成三轴陀螺组件。
[0006]本申请提供的一种基于铌酸锂薄膜的片上集成三轴陀螺组件采用如下的技术方案：一种基于铌酸锂薄膜的片上集成三轴陀螺组件，包括发光单元、铌酸锂薄膜芯片和尾纤单元；所述发光单元与所述铌酸锂薄膜芯片耦合，所述铌酸锂薄膜芯片与所述尾纤单元耦合；所述发光单元用于发射光波；所述铌酸锂薄膜芯片用于对所述光波进行分束、调制及探测；所述尾纤单元用于所述光波传播。
[0007]通过采用上述技术方案，发光单元发射光波，经由铌酸锂薄膜芯片进行处理后进入光纤环，然后在由铌酸锂薄膜芯片对返回的光波进行处理。铌酸锂薄膜芯片实现集成，并且具有对应功能，相较于相关技术中需要人工将各个器件连接后才能够实现对应功能，铌酸锂薄膜芯片减小了占用空间，即减小了体积，相应的三轴陀螺体积也能够减小。省去了人工连接器件的过程，降低了人工成本，并且省去工艺复杂的器件组装过程，降低了生产成本。减少了器件间连接的部分，也能够减小重量。
[0008]可选的，所述铌酸锂薄膜芯片包括第一铌酸锂薄膜波导、第二铌酸锂薄膜波导、偏
振波导、Y波导、光栅和探测器；所述第一铌酸锂薄膜波导包括一个主路和三个支路，所述主路与所述发光单元耦合，三个所述支路均与所述主路连接，每个所述支路内均设置一个所述偏振波导和一个所述Y波导，每个所述偏振波导连接一个所述第二铌酸锂薄膜波导，每个所述第二铌酸锂薄膜波导内设置一个所述光栅，每个所述第二铌酸锂薄膜波导输出端设置一个所述探测器。
[0009]通过采用上述技术方案，第一铌酸锂薄膜波导将发光单元发射的光波分为三束分别进入三个偏振波导，光波经过偏振波导后进入Y波导，Y波导在将光波分为两束从而进入光纤环，从而光纤环返回的光波经过Y波导、偏振波导后通过第二铌酸锂薄膜波导进入探测器，光栅改变光波的模斑大小，从而提高波导与探测器的耦合效率，铌酸锂薄膜芯片上集成各个部件，从而完成对光波的分束、调制及探测。
[0010]可选的，所述发光单元包括超辐射二极管和透镜子单元，所述超辐射二极管正对所述透镜子单元的输入面，所述透镜子单元的输出面朝向所述铌酸锂薄膜芯片。
[0011]通过采用上述技术方案，超辐射二极管作为光源发射光波，透镜子单元用于将超辐射二极管发射的光波进行处理从而使光波更好的被铌酸锂薄膜芯片接收。
[0012]可选的，所述透镜子单元包括准直透镜、反射镜和汇聚透镜，所述准直透镜的输入面正对所述超辐射二极管，所述准直透镜、所述反射镜和所述汇聚透镜集成设置，所述汇聚透镜的输出面朝向所述铌酸锂薄膜芯片。
[0013]通过采用上述技术方案，准直透镜将超辐射二极管发射的光波转换为平行光，然后反射镜将改变平行光的传播方向，最后汇聚透镜将平行光汇聚，从而使平行光更好的被铌酸锂薄膜芯片接收。
[0014]可选的，还包括热沉、TEC制冷器和外壳，所述发光单元和所述铌酸锂薄膜芯片均设置在所述热沉上，所述热沉设置在TEC制冷器上，所述TEC制冷器设置在所述外壳内且与所述外壳接触。
[0015]通过采用上述技术方案，发光单元和铌酸锂薄膜芯片散发的热量传递至热沉，TEC制冷器的制冷面与热沉的热量中和，TEC制冷器的放热面与外壳接触从而使热量通过外壳散发至外界，从而实现对发光单元和铌酸锂薄膜芯片散热，进而减小由于温度高导致发光单元和铌酸锂薄膜芯片性能降低的可能性。
[0016]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.发光单元发射光波，经由铌酸锂薄膜芯片进行处理后进入光纤环，然后在由铌酸锂薄膜芯片对返回的光波进行处理。铌酸锂薄膜芯片实现集成，并且具有对应功能，相较于相关技术中需要人工将各个器件连接后才能够实现对应功能，铌酸锂薄膜芯片减小了占用空间，即减小了体积，相应的三轴陀螺体积也能够减小。省去了人工连接器件的过程，降低了人工成本，并且省去工艺复杂的器件组装过程，降低了生产成本；2.发光单元和铌酸锂薄膜芯片散发的热量传递至热沉，TEC制冷器的制冷面与热沉的热量中和，TEC制冷器的放热面与外壳接触从而使热量通过外壳散发至外界，从而实现对发光单元和铌酸锂薄膜芯片散热，进而减小由于温度高导致发光单元和铌酸锂薄膜芯片性能降低的可能性。
附图说明
[0017]图1是本申请实施例光路和器件位置的示意图。
[0018]图2是本申请实施例器件整体的装配图。
[0019]图3是本申请实施例展示散热部分的装配图。
[0020]附图标记说明：1、发光单元；11、超辐射二极管；12、透镜子单元；121、准直透镜；122、反射镜；123、汇聚透镜；2、铌酸锂薄膜芯片；21、第一铌酸锂薄膜波导；211、主路；212、支路；22、第二铌酸锂薄膜波导；23、偏振波导；24、Y波导；25、光栅；26、探测器；3、外壳；31、管壳；32、盖板；4、热沉；5、TEC制冷器。
具体实施方式
[0021]以下结合附图1
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3及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0022]本申请实施例公开一种基于铌酸锂薄膜的片上集成三轴陀螺组件。参照图1和图2，一种基于铌酸锂薄膜的片上集成三轴陀螺组件包括发光单元1、铌酸锂薄膜芯片2、尾纤单元和外壳3，发光单元1与铌酸锂薄膜芯片2耦合，铌酸锂薄膜芯片2与尾纤单元耦合，发光单元1和铌酸锂薄膜芯片2均设置在外壳3内部。
[0023]铌酸锂薄膜芯片2包括第一铌酸锂薄膜波导21、第二铌酸锂薄膜波导22、偏振波导23、Y波导24、光栅25和探测器26，第一铌酸锂薄膜波导21包括一个主路211和三个支路212，主路211的一端与发光单元1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于铌酸锂薄膜的片上集成三轴陀螺组件，其特征在于：包括发光单元（1）、铌酸锂薄膜芯片（2）和尾纤单元；所述发光单元（1）与所述铌酸锂薄膜芯片（2）耦合，所述铌酸锂薄膜芯片（2）与所述尾纤单元耦合；所述发光单元（1）用于发射光波；所述铌酸锂薄膜芯片（2）用于对所述光波进行分束、调制及探测；所述尾纤单元用于所述光波传播。2.根据权利要求1所述的一种基于铌酸锂薄膜的片上集成三轴陀螺组件，其特征在于：所述铌酸锂薄膜芯片（2）包括第一铌酸锂薄膜波导（21）、第二铌酸锂薄膜波导（22）、偏振波导（23）、Y波导（24）、光栅（25）和探测器（26）；所述第一铌酸锂薄膜波导（21）包括一个主路（211）和三个支路（212），所述主路（211）与所述发光单元（1）耦合，三个所述支路（212）均与所述主路（211）连接，每个所述支路（212）内均设置一个所述偏振波导（23）和一个所述Y波导（24），每个所述偏振波导（23）连接一个所述第二铌酸锂薄膜波导（22），每个所述第二铌酸锂薄膜波导（22）内设置一个所述光栅（25），每个所述第二铌酸锂薄膜波导（22）输出端设置一...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，尹承静，安士龙，
申请(专利权)人：北京浦丹光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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