干涉式光纤陀螺用集成光引擎芯片(特邀)

传统分离式系统架构的干涉式光纤陀螺(IFOG),在综合性能提升上遭遇瓶颈,严重限制了导航系统整体效能的进一步升级,而研发集成了光引擎芯片的IFOG技术,能够有效应对上述难题,展现出巨大的应用潜力。本文回顾了IFOG系统中的集成光引擎芯片技术,概述了基于Sagnac效应的IFOG基本工作机理,并探讨了利用硅、磷化铟、二氧化硅、氮化硅等多种材料平台开发的多功能集成光引擎芯片。随后,详细分析了当前多材料体系混合集成光引擎芯片的技术现状,揭示了其在提高系统集成度与功能多样性方面的最新进展。最后,针对当前研究与应用中遇到的主要挑战进行了剖析,并展望了集成光引擎芯片技术在IFOG领域的未来发展路径。

集成化光纤陀螺用高宽深比氮化硅光引擎芯片

针对惯性导航系统对光纤陀螺小型化和低成本的迫切需求,提出并设计了一种基于高宽深比氮化硅波导的集成化光纤陀螺用光引擎芯片。该芯片可兼具光源耦合、分束、传输和起偏等片上功能。光引擎芯片主要由两个1×2多模干涉(MMI)分束器和起偏器构成。通过Lumerical FDTD对芯片的重要参数进行仿真计算,确定MMI分束器的尺寸,为15μm×200μm。该芯片偏振消光比可达33 dB,且分光均匀。最后,讨论并设计了氮化硅光引擎芯片低损耗的加工工艺。所设计的高宽深比氮化硅光引擎芯片,为高精度光纤陀螺的小型化和集成化奠定了坚实的基础。